第二章 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019 江苏专用)

第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验：探究小车 白题 基础过送 题型1实验原理与操作 1.根据已打出的纸带，不用公式计算就可以 直接得出的物理量是 ( ) ①时间间隔 ②位移 ③加速度 ④平均 速度 A.③④ B.①② C.②3 D.①④ 2.关于“探究小车速度随时间变化的规律” 的实验操作，下列说法错误的是 ( A.长木板平放在实验桌上，把打点计时器周 定在木板没有滑轮的一端 B.在释放小车前，小车应靠近打点计时器 C.应先接通电源，待打点计时器开始打点并 稳定后再释放小车 D.钩码的质量越大越好 题型2数据处理与误差分析 3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的 实验中，对于减小实验误差来说，下列方法错 误的是 ( A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔当 作时间单位 B.使小车运动的加速度尽量小些 C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点 间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木 板做实验 4.物理小组在“探究小车速度随时间变化 的规律”实验中，使用的是工作频率为50Hz 的电磁打点计时器.如图甲所示是一条记录小 车运动情况的纸带，在纸带上依次选出7个计 必修第一册 速度随时间变化的规律 限时：15min 数点，分别标上A、B、C、D、E、F和G,每相邻的 两个计数点间还有四个点未画出. 190f28f28f339f387f AB C D 单位：cm 父 (1)每相邻两计数点的时间间隔为 s,打D点时小车的速度D= cm/s. (2)分别算出其他各点的速度：B 16.50cm/s,"e=21.40cm/s,Ue= 31.35cm/s,"r=36.30cm/s,请在如图乙 所示的坐标系中作出小车运动的"-1图像 (以打A点时开始计时)，并说明小车速度 变化的规律 m·8 40 ■■■■■■■■■ 35 30 20 1o甘H 00.1020.30405066 乙 (3)根据v-t图线求出小车运动的加速度a= m/s2(保留两位小数) (4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 cm/s,此速度的物理意义是 (5)实验完毕后，某同学发现实验时电源的实 际频率小于50Hz.那么速度的测量值比 实际值 (填“偏大”“偏小”或 “不变”) 黑白题014 黑题 应用提优 1,在探究小车速度随时间变化的规律实验 中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了 计算加速度，合理的方法是 ( A.根据任意两计数点的速度，用公式4=A算 △t 出加速度 B.根据实验数据画出-1图像，量出其倾角 a,由公式a=ana求出加速度 C.根据实验数据画出v-t图像，由图像上相距 较远的两点所对应的速度、时间，用公式 口品算出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度， 算出平均值作为小车的加速度 2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实 验中，对减小实验误差来说，下列方法中不恰 当的是 ( A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作 为一个时间单位 B.使小车运动的加速度适当大些 C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、间 隔适当的一部分进行测量和计算 D.作图像时，必须要把描出的各点都连在同 一条直线上 3.为了利用光电门测量气垫导轨上滑块的 加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光条，如图 所示，滑块在拉力作用下，先后通过两个光电 门，配套的数字计时器记录了挡光条通过第一 个光电门时的时间为△1，通过第二个光电门 的时间为△：2，挡光条从第一个光电门到挡住 第二个光电门之间的时间间隔为1.则滑块通过 第一个光电门时速度为 ,滑块通过第 二个光电门时速度为 ,滑块在两个光 电门之间的平均加速度为 第二章 很时：25min 致毕计时器 气垫导轨光电2一光电门1 滑块挡光条 码 压轴挑战 4.#新考法学习小组在做“探究 小车速度随时间变化的规律”的 实验时得到了两条纸带，已知打点计时器所 用电源的频率为50Hz.对于这两条纸带的处 理，学习小组采用了(1)(2)小题两种不同的 方法 (1)第一种方法：其中一条纸带如图甲所示： 纸带的0点一端与小车相连接，每两个 相邻的计数点之间的时间间隔为01s 半位：m 44040早424410 ①学习小组根据纸带给出的数据得到： D4= ，c ②小车的加速度大小为： (2)第二方法是先把纸带每隔0.1s剪断，得 到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在 一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时 间坐标轴，标出时间，最后将纸条上端中 心连起来，于是得到了-t图像如图乙 所示，则通过这条纸带所求得的加速度 大小为 黑白题015度，故B错误：C-1图线与坐标轴围成的面积表示位移，则 在0-。时间内，质点a运动的位移大于质点b的位移，若a 时刻质点a,b相遇0时刻质点a应位于质点b后面，故C错 误：D.因为在0-。时间内，质点a运动的位移大于质点b的 位移，由= 可得质点a的平均速度大于质点b的平均速 △ 度，故D正确.故选D. 8.(1)左(2)0.10.376(3)偏小 解析：(1)因为小车沿平直轨道加速运动，所以速度增大，点 迹间距变大，小车连接在纸带的左端， (2)每相邻两计数点之间还行4个点未画出，会有5个时间 间隔，故相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s:某 段时间内的平均速度认为是中间时刻的瞬时速度，则在打下 B点时小车的瞬时速度为27 x4c0.1069-0.0318 2×0.1 m/s 0.376m/s (3)若频率从50Hz变成了60Hz.但仍按50Hz处理，则计 算时间偏大，速度计算出来偏小. 9.(1)140m/s2方向竖直向上(2)4m/s(3)1.5625m/s 解析：(1)取竖直向下为正方向，根据加速度定义式有a= △0m=-140m,得加速度大小为140mg,方 △r-6-8 向竖直向上 (2)篮球从空中开始下落至首次到达水平地面过程的平均 速度的大小为， =4m/ (3)篮球从开始下落到反弹至最高点时位移大小为= h,-h=2.5m,该过程总的时间为1=11+2+△1=1.6s,得该过 程平均速度大小为：=人=1.5625m 第一章真题演练 黑题真题体验 1,C解析：A研究甲图运动员的入水动作时，运动员的姿态对 所研究问题的影响不能够忽略，不能视为质点，故A错误： B.研究乙图运动员的空中转体姿态时，运动员的姿态对所研 第二章 匀变速 第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律 白题 础过关 1.B2.D3.B 4.(1)0102630(2)见解析图小车速度随时间均匀增大 (3)050(4)1200打A点时小车的瞬时速度(5)偏大 解析：(1)纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画 出，打点计时器所用电源的频率是50z可知两计数点间的 时间间隔为T=5x了5×0s=010:在某段时间内中间时 刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打D点时 -4r_xg_2.38+2.88 小车的速度为rn-2T2x0.1 em/s=26.30cm/s. (2)由"n=16.50cm5,e=21.40cm/s,n=26.30cm/s,Dg= 31.35cm/s,=36.30cm/s,在坐标系中作出小车运动的-t 图像（以打A点时开始计时）如图所示： 参考答案与解析 究问题的影响不能够忽略，不能视为质点，故B错误：C,研究 丙图运动员在百米比赛中的平均速度时，运动员的形状和体 积对所研究问题的影响能够忽略，此时运动员能视为质点， 故C正确：D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时。 研究的是动作本身，运动员不能视为质点，故D错误故选C 2.C解析：根据位移概念可知，该次作业中小车相对地面的 位移为x=/x+x=√82+62m=10m,故选C 3C解桥：根据速度的定义式：表明，速度等于位移与时 间的比值位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位 置的位置变化量，而时间是这段时间的长度，这个定义强调 了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方 向因此，速度是描述物体位置变化快慢的物理量再根据物 体位置随时间的关系x=1+21+3,可知开始时物体的位置 。=1m,1s时物休的位置x,=6m,则1s内物体的位移为 4=x,-x0=5m故选C. 4.D解析：A.路程为运动轨迹的长度，从0处行驶到N处的 路程为=585m+304m=889m,故A错误：B.位移大小为始 末位置的直线距离，O,M、N三者近似在一条直线上，则位移 大小约为x=463m+234m=697m,故B错误：C.从0处行驶 到M处的平均速率为Dw= 6mv天=10m天，故C错 w585 误：D,从V处行驶到V处的平均速度rn”=， 'w23m/天 10m/天.故D正确.故选D. 5.BD解析：A此图是速度一时间图像，由图可知.甲的速度 一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲、乙船头并齐， 故A错误：B.此图是速度一时间图像，由图可知，开始丙的速 度大，后来甲的速度大，速度一时问图像中图像与横轴围成 的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、，丙位移会相同，所 以在中途甲，丙船头会并齐，故B正确：C此图是位移一时间 图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出 现甲，丁船头并齐，故C错误：D.此图是位移一时问图像，交 点表示相遇，所以甲、戊在中途船头会并齐，故D正确.故 选BD. 直线运动的研究 cn·s 40 35 30 25 20 15 由一t图像可知，在误差允许的范围内，小车速度随时间均 匀增大 (3)根据图线可得小车运动的加速度为a= △py-B △：tg-a 黑白题05 0.5-0.1x102mg2=0.50m: 36.30-16.5 (4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是12.00em/s,此 速度的物理意义是打A点时小车的瞬时速度 (5)实验时电源的实际频率小于50Hz.则有△= ->0.025. 即打点周期实际大于Q.02,若仍按Q.02:计算，由r= 知，那么速度的测量值比实际值偏大 黑题 应用提优 1.C 2.D解析：A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为 一个时间单位，这样计数点间的距离大些，测量时相对误差 较小，故A正确：B使小车运动的加速度尽量大些，则在纸带 上计数点间的距离大，测量的相对误差较小，故B正确：C舍 去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，间隔适当的一部分进 行测量和计算，可以减小误差，故C正确：D.作图像时，用一 条直线通过尽可能多的点，不能通过直线的各点均匀分布在 直线的两侧，故D错误故选D. dd 3.4山4 解析：由题意，可得滑块通过第一个光 △1，△ d 电门时速度为=，滑块通过第二个光电门时速度 品根据a= A,可得滑块的平均加速度为4=。 dd △12△1 压轴挑战 4.(1)①0.415m/s0.425m80.435m/s②0.1m/s (2)0.2m/s2 解析：(1)①相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,根据匀 变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度， 即打纸带A点的速度为，==10410+00420 m/s 2T 0.2 0415m。.打纸带B点的速度为=27 0.0430+0.0420 m/s=0,425ms,打纸带C点的速度为，= 0.2 xD0.0430+0.0440 27 -m/s=0.435m/s: 0.2 ②油上述计算可知打纸带A点，B点，C点的速度均匀增大， 则a-.0435ms-0415ms=01/2 0.25 (2)因为剪断的纸带所用的时间都是1=0.1s,即时间1相 等，所以纸带的长度等于此段纸带的平均速度之比，而此段 纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结 论纸带的长度之比等于中间时刻速度之比，速度一时间直线 斜率表示加速度，可知运动物体的加速度为a= 0.2m/s2 第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系 白题 础过关 1.C 必修第一册 2.A解析：A速度随时间负方向均匀增大，说明物体做负方 向的匀加速运动，故A正确：B速度均匀减小，加速度不变， 说明物体做匀减速直线运动，故B错误：C速度均匀减小，加 速度不变，说明物体做匀减速直线运动，故C错误；D.时间变化， 但速度不变，说明物体做匀速直线运动，故D错误故选A 3.C解析：A在运用公式t=。+时，必须规定正方向，式中 的r、。a才取正，负号，故A错误：BC.当加速度方向与速度 方向相同时，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反时 做减速运动，当a>0,<0时，物体做减速运动，习惯上规定 物体一开始运动的方向为正方向，故B错误，C正确：D.”的 方向可能与。的方向相反，故D背误.放选C. 4.D解析：AB.根据匀变速直线运动速度与时间关系P=+ t,结合速度随时间的变化关系式v=(6-3)m/s,可知初速 度为。=6m/s,加速度为a=-3m/s2,故AB错误：C.第1 末的瞬时速度为"，=。+at=(6-3×1)m/s=3m/s,故C错 误：D.第2末的瞬时速度为2=%+a'=(6-3×2)m/s=0, 前25内的平均速度为=”_6+0 2 2 m/s=3m/s,故D正 确，故选D 5.B解析：由运动学公式可得第3s末速度为=+at,第 6s初速度即第5s末速度为5，=。+l,代人数据联立可得： 。=3m/s,a=3m/s2.故ACD错误，B正确.故选B. 6.C解析：快艇先做匀加速运动后做匀减速运动，设最大速 度为。，匀加速运动的加速度为，所用时间为1，匀减速 运动的加速度大小为a1,所用时间为2，则有p。=4,41,Dn= a22,据题有a1:a2=3:2,1+2=15s,联立解得加速过程所 用的时间L,=6s,故ABD错误，C正确.故选C 7.A解析：汽车制动做匀减速直线运动过程中的初速度。为 36kmh=10m/s,末速度n不大于限速为20kn/h=50 m/s, 40 该过程汽车速度的变化量为△r=一。=一gm根据匀变 速运动速度关系△”=m.可知匀减速阶段汽车的行驶时间和 加速度大小的乘积不小于4.44m/s,仅有A选项符合题意. 60 8.C解析：第一个60m的平均速度为1= 10 ms=6m/s,第 60 二个60m的平均速度为与=6m=10ms:根据匀变速直 线运动规律，可知中间时刻瞬时速度等于这段时间内的平均 速度，则，到的时间为1= 10.6 Σ8+2。=8，则高速列车加 速度为a==0.5mg2.故选C 9.C解析：36k/h=10m/s,-t图像的斜率表示加速度，则刹车 0-10 的加速度为a=2404ms=-5m/s,选项C正确， ABD错误 10.C解析：由题可知，飞行器先加速再减速到零，且飞行器 加速时的加速度大小是减速时的2倍，所以加速时图像的 斜率是减速时的2倍，故选C 11.B解析：由-1图像可知，在4~14“内，电动汽车先做诚 速运动，再做匀速运动，最后继续做减速运动，故A错误： B.根据-4图像的斜率表示加速度，可知在5s末，电动汽 4-6 车的加速度为a64m/=-1m,故B正确：C.由- 图像可知，在4s末，电动汽车的运动方向仍为正方向，没 有改变方向，故C错误：D.根据-1图像的斜率绝对值表 示加速度大小，则在10~148内的加速度为a'= 黑白题06