课时冲关6 实验一 研究匀变速直线运动的特点-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课时作业（人教版2019）

课时冲关６　实验一　研究匀变速直线运动的特点 学生用书　P３４１　 １．某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线 运动的规律． (１)请在下列实验器材中,选出本实验中不需要 的器材:　　　　(填编号)． ①电火花计时器　②天平　③低压交变电源　 ④细线和纸带　⑤砝码、托盘和小车　⑥刻度 尺　⑦停表　⑧一端带有滑轮的长木板 (２)安装好实验装置后,按照正确的实验操作, 纸带被打出一系列点,其中一段如图所示,可知 纸带的　　　　(填“左”或“右”)端与小车 相连． (３)如图中O、A、B、C、D、E、F 为相邻的计数 点,相邻两计数点间还有４个点未画出,打点计 时器所用交变电源的频率为５０Hz,则小车运动 的加速度大小为　　　　 m/s２．打下E 点时小 车的瞬时速度大小为　　　　 m/s(结果均保 留三位有效数字)． (４)如 果 当 时 电 网 中 交 变 电 流 的 电 压 变 成 ２１０V,频率不变,而做实验的同学并不知道,那 么加速度的测量值　　　　(填“偏大”“偏小” 或“不变”)． 解析:(１)本实验中不需要知道小车及砝码的质 量,所以不需要天平,电火花打点计时器有计时 的功能,用的是２２０V交流电源,故不需要低压 交变电源和停表,故选②③⑦． (２)小车释放后速度逐渐变大,则相等时间内运 动的位移越来越大,题图纸带从左向右打点间 距越来越大,可知是纸带的左端与小车相连． (３)由题意知,相邻两计数点间的时间间隔T＝ ０􀆰１s,由逐差法可得,小车运动的加速度a＝ xCF－xOC ９T２ ＝２􀆰００m/s２;匀变速直线运动中,任 意某时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间 内的平均速度,则打下E点时小车的瞬时速度等 于DF段的平均速度,即vE＝ xDF ２T＝１􀆰１０m /s． (４)交流电的频率不变,则相邻两个计数点的时 间间隔不变,所以加速度的测量值不变． 答案:(１)②③⑦　(２)左　　(３)２􀆰００　１􀆰１０　 (４)不变 ２．某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定 匀变速直线运动的加速度”的实验．装置如图甲 所示,在调整好仪器后,正确操作得到点迹清晰 的纸带． (１)关于该实验,下列说法正确的是　　　　． A．打点时先释放纸带再接通电源 B．应使重物的质量远小于小车的质量 C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板 平行 (２)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运 动情况的纸带,他进行如下数据处理:在纸带上 连续选取六个计时点 A、B、C、D、E、F 并测得 A、C两点间的距离为x１,B、D 两点间的距离为 x２,已知打点计时器所用的交流电源的频率为 f,则打点计时器在纸带上打下B 点时小车运动 的瞬时速度大小vB＝　　　　;小车运动的加 速度a＝　　　　． (３)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数 据,分别作出的小车运动vＧt图像,你认为作图 正确的是　　　　． 解析:(１)实验时应先接通电源,待打点稳定后, 再释放纸带,故A错误;该实验不需要测量小车 所受合力,则不需要使重物的质量远小于小车 的质量,故B错误;该实验测定小车做匀变速运 动的加速度,只要小车受到的作用力恒定即可, 不需要消除小车与长木板间的摩擦阻力的影 响,C错误;实验前要调整滑轮高度使连接小车 的细绳与长木板平行,以保证小车运动过程中 受到的合力不变,加速度不变,故D正确． (２)由匀变速直线运动规律可知,某段时间内中 间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９３４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 度,有vB＝ x１ ２T ,又f＝１T ,联立解得vB＝ １ ２x１f ; 由x２－x１＝２aT２,解得a＝ １ ２ (x２－x１)f２． (３)作图时应使尽可能多的点落在一条平滑的 线上,使不能落在线上的点均匀分布在线的两 侧,离线较远的点舍弃,故选丙． 答案:(１)D　(２)１２x１f　 １ ２ (x２－x１)f２　(３)丙 ３．在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学 得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示, 各个计数点已经在纸带上标出,图中每相邻两 个计数点间还有４个点没有画出,打点计时器 接频率f＝５０Hz的交流电源． (１)该实验　　　　平衡摩擦力,　　　　满足 钩码的质量远远小于木块的质量．(均选填“需 要”或“不需要”) (２)打下计数点６时纸带的速度v６＝　　　　 (用给定字母表示)． (３)木块的加速度为a＝　　　　　　　　(用 给定字母表示)． (４)如果交变电流的频率f＞５０Hz,但当时做 实验的同学并不知道,那么测得的加速度值比 真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)． 解析:(１)本实验的目的是研究匀变速直线运动 的规律,即只需要测出木块运动的加速度和速 度,而不需要测出合力的大小,故不需要平衡摩 擦力,也不需要满足钩码的质量远远小于木块 的质量． (２)相邻两计数点间有４个点没有画出,则相邻 两计数点间的时间间隔为t＝５T＝５f ,根据匀变 速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时 刻的瞬时速度,有v６＝ x３＋x４ ２t ＝ (x３＋x４)f １０ ． (３)根据匀变速直线运动的规律有x３－x１＝ ４a１t２,x４－x２＝４a２t２,可 求 得 加 速 度 为 a＝ a１＋a２ ２ ＝ (x４＋x３－x２－x１)f２ ２００ ． (４)根据匀变速直线运动的规律可知加速度的 测量值为a＝Δx t２ ＝１２５Δxf ２,故频率f＞５０Hz 时,代入的频率值偏小,则测得的加速度值比真 实值偏小． 答案:(１)不需要　不需要　(２) (x４＋x３)f １０ (３) (x４＋x３－x２－x１)f２ ２００ 　 (４)偏小 ４．某实验小组利用如图甲实验装置测量物体运动 的加速度大小． 甲 乙 (１)如图乙,用２０分度的游标卡尺测得遮光条 的宽度d＝　　　　cm． (２)实验时,用刻度尺测量出图示位置遮光条与 光电门间距离s,然后将滑块由静止释放,由数 字计时器读出遮光条通过光电门的时间为Δt, 则可计 算 出 滑 块 运 动 过 程 的 加 速 度 大 小 为 　　　　．(用题给物理量字母表示) 解析:(１)２０ 分 度 的 游 标 卡 尺 精 确 度 为 ０．０５mm,读数由主尺和游标尺两部分组成．游 标尺零刻度线的左侧整毫米为１０mm,游标上 第１９ 根 线 与 主 尺 对 齐,１９×０．０５ mm＝ ０．９５mm,读 数 为 １０ mm ＋０．９５ mm ＝ １０．９５mm＝１．０９５cm． (２)滑块经过光电门挡住光的时间极短,则可用 平均速度代替瞬时速度,滑块的瞬时速度为v≈ 􀭵v＝dΔt ,滑块由静止开始做匀加速直线运动,由 速 度 －位 移 关 系 v２ －０２ ＝２as,联 立 可 得 a＝ d ２ ２s(Δt)２ ． 答案:(１)１．０９５　(２) d ２ ２s(Δt)２ ５．如图甲所示,利用恒速滴液瓶 (每隔相同时间从玻璃管口滴 下一滴液滴)和频闪光源来研 究自由落体运动．实验时,调节 频闪光源的频率和滴液瓶滴下 液滴的频率,使两者恰好相等, 屏幕上就会出现“液滴不动”的 影点,设此时频闪光源的频率为f．某次实验的 影点位置如图乙所示,四个影点间的距离分别 为h１、h２ 和h３． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０４４􀅰 高考总复习　物理 (１)若图乙中最上边的影点的初速度恰好为零,则 h１∶h２∶h３＝　　　　,液滴下落加速度的表达式 为a＝　　　　． (２)液滴通过图乙中自上而下第二个影点的瞬 时速度的表达式为　　　　． 解析:(１)若题图乙中最上边的影点的初速度恰 好为零,则根据初速度为零的匀加速运动规律 可知h１∶h２∶h３＝１∶３∶５． 设液滴从一个影点到下一个影点所用的时间为T, 则T＝１f , 根据h３－h１＝２aT２, 解得a＝ (h３－h１)f２ ２ ． (２)液滴通过图乙中自上而下第二个影点时瞬 时速度的表达式为v＝ h１＋h２ ２T ＝ (h１＋h２)f ２ ． 答案:(１)１∶３∶５　 (h３－h１)f２ ２ (２) (h１＋h２)f ２ ６．(２０２５􀅰广东省汕头市模拟)某同学用图(a)所 示的实验装置测定重力加速度,其中打点计时 器的电源为交流电源,频率为５０Hz．打出纸带 的一部分如图(b)所示,相邻计数点之间的时间 间隔都为t． (１)本实验除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁 夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材 中,还必须使用的器材是　　　　．(填器材前面的 代号) A．交流电源　B．刻度尺　C．天平(含砝码) (２)若使用x１ 和x３ 两组数据来计算重力加速 度,则表达式为g＝　　　　． (３)已测得x１＝６．６０cm,x２＝８．１５cm,x３＝９．７２cm,已 知当地的重力加速度大小约为９．８m/s２,由此可推算 出所选纸带相邻计数点之间的时间间隔t＝　　　s, 实验测得的重力加速度为　　　m/s２． 解析:(１)测定重力加速度,不需要测量物体的 质量,则不需要天平,因为需要打点计时器,则 需要交流电源,需要刻度尺测量点迹间的距离, 故选A、B． (２)根 据 x３ －x１ ＝２gt２,得 重 力 加 速 度 g ＝ x３－x１ ２t２ ． (３)根据x３－x１＝２gt２ 得: t＝ x３－x１ ２g ＝ (９．７２－６．６０)×１０－２ ２×９．８ s ≈０．０４s． 由(２)知,g＝ x３－x１ ２t２ ＝ (９．７２－６．６０)×１０－２ ２×０．０４２ m/s２ ＝９．７５m/s２ 答案:(１)AB　(２) x３－x１ ２t２ 　(３)０．０４　９．７５ ７．(２０２５􀅰天津市 南开中学月考) 某校 研 究 性 学 习小 组 的 同 学 用如 图 甲 所 示 的滴 水 法 测 量 一小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如 下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计 时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡 物;调节滴水计时器的滴水速度为每０．２s滴一 滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端 放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴 水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在 撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上 留下小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端 时立即将小车移开． 图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻 点之间的距离是:x０１＝１．４０cm、x１２＝２．１５cm、 x２３＝２．９１cm、x３４＝３．６５cm、x４５＝４．４１cm、x５６ ＝５．１５cm,试问: (１)滴水计时器的原理与课本上介绍的　　　 原理类似． (２)由纸带数据计算可得计数点４所代表时间 的瞬时速度v４＝　　　　 m/s,计算小车的加 速度a的表达式为　　　　　　,计算结果为 　　　　 m/s２．(结果均保留两位有效数字) 解析:(１)滴水计时器的原理与课本上介绍的打 点计时器原理类似． (２)计数点４所代表时间的瞬时速度v４＝ x３４＋x４５ t３５ ＝ (３．６５＋４．４１)×１０－２ ２×０．２ m /s≈０．２０m/s 小车的加速度a的表达式为: a＝ (x５６＋x４５＋x３４)－(x２３＋x１２＋x０１) ９T２ 代入数据可得:a≈０．１９m/s２． 答案:(１)打点计时器　(２)０．２０ (x５６＋x４５＋x３４)－(x２３＋x１２＋x０１) ９T２ 　０．１９ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１４４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究