光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的发射和接收装置，当物体从a、b间通过时，光电计时器的显示屏就可以显示物体的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，制作了一个如图乙所示的“U”形遮光板，遮光板上两个遮光条的宽度均为，将此遮光板固定在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门，光电计时器先后两次记录的遮光时间分别为、，从第一个遮光条经过光电门到第二个遮光条经过光电门的时间。计算结果均保留两位有效数字。

1. 光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的发射和接收装置，当物体从a、b间通过时，光电计时器的显示屏就可以显示物体的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，制作了一个如图乙所示的“U”形遮光板，遮光板上两个遮光条的宽度均为 $\text{[math]}$ ，将此遮光板固定在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门，光电计时器先后两次记录的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，从第一个遮光条经过光电门到第二个遮光条经过光电门的时间 $\text{[math]}$ 。计算结果均保留两位有效数字。

(1) 第一个遮光条通过光电门时的速度大小 $\text{[math]}$ m/s，第二个遮光条通过光电门时的速度大小 $\text{[math]}$ m/s。

(2) 根据（1）中结果可得，小车运动的加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

【考点】

匀变速直线运动规律的综合运用; 用打点计时器测速度;

【答案】

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实验探究题普通

1. 实验小组利用图1所示的装置探究“物块速度与高度的关系”。主要探究思路如下：

①安装完装置，测量方形小物块的高度h及其上沿距光电门中心的高度H；

②悬挂一定数量的钩码，将物块从铁架台底部由静止释放，记录物块通过光电门的遮光时间t；

③改变光电门的高度，测量物块上沿距光电门中心的高度，重复第②步……由此可得到多组数据（H，t）；

④整理器材，完成数据探究。

(1) 关于该实验，下列说法正确的是（单选，填正确答案标号）。 A. 每次静止释放钩码前，应确保细线均处于竖直状态 B. 每次操作时，钩码数量可随意增减

(2) 速度计算：若小组中某同学将物块通过光电门时遮光的平均速度当做其上沿到达光电门中心的瞬时速度，则该同学得到的物块上沿到达光电门中心的速度表达式v=（用题给物理量符号表示）。

(3) 规律探究：该同学在坐标格中描绘出了H-t关系图像，如图2所示。为便于探究，请帮助分析：纵轴为H、横轴应该为（单选，填正确答案标号）才能得到图3所示的线性关系。

A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$

(4) 误差分析：该同学通过帮助得到如图3所示的线性（正比）关系图像，计算得到该直线的斜率为k。考虑到物块上沿到达光电门中心的瞬时速度与遮光的平均速度的差异，则实验坐标格得到的斜率k比理论上的斜率（选填“偏大”或“偏小”）。

实验探究题普通

2. 用如图所示的装置来测定气垫导轨上滑块的加速度。实验开始前将导轨左端垫高，让导轨稍倾斜，释放滑块后数字计时器记录挡光条通过光电门1的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，通过光电门2的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，挡光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间t为 $\text{[math]}$ ，挡光条宽度为 $\text{[math]}$ 。

(1) 滑块通过光电门1的速度为m/s，滑块通过光电门2的速度为m/s；

(2) 利用挡光条从光电门1到光电门2的时间t可求得滑块的加速度为m/s²；

(3) 用 $\text{[math]}$ 表示滑块加速度的真实值，由（2）得出的加速度 $\text{[math]}$ （填“大于”、“等于”或“小于”），此误差属于（填“系统误差”或“偶然误差”）。

实验探究题普通

3. 学生正在完成实验“利用DIS测量变速直线运动的位移和平均速度”。在学校的DIS实验室中拥有下列设备：

（A）光电门（B）位移传感器的接收器（C）位移传感器的发射器（D）数据采集器

(1) 在实验装置架设时，应该将固定在导轨的一端，而将固定在实验小车上。实验前，应将位移传感器发射器的发射口与接收器的接受口对齐，并确保接收器已经连接，后者通过USB接口将数据传到电脑。（选填“A”、“B”、“C”、“D”）

(2) 如图是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为m/s。选择区域AC范围内平均速度为m/s。其中较接近A点瞬时速度为（选填“前者”或“后者”）（保留三位有效数字）。

实验探究题普通