1.6 实验：探究小车速度随时间的变化规律 专项训练 -2026届高三物理一轮复习考点题组分层练

1.6 实验：探究小车速度随时间的变化规律 题组1：有效数字的认知与打点计时器 1 题组2：实验操作与速度的求解 2 题组3：加速度的求解与逐差法的应用 3 题组4：其他拓展实验方案 4 1.6 实验：探究小车速度随时间的变化规律 题组1：有效数字的认知与打点计时器 1.（单选）下列测量值有位有效数字的是(    ) A.   B. C. D. 2. （单选）使用电火花打点计时器时，通常用两根纸带将墨粉盘夹在中间，如图所示，纸带在墨粉盘下面，纸带在墨粉盘上面，则(    ) A. 工作时只有纸带上留有点迹 B. 工作时两根纸带上都会留有点迹 C. 电火花打点计时器使用交流电 D. 安装墨粉盘时，将有墨粉的一面向上 3. （单选）用打点计时器时应注意的事项错误的是(    ) A. 使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B. 使用打点计时器时应先拉动纸带，再接电源 C. 使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D. 电磁打点计时器应使用低压交流电源 4.用毫米刻度尺测量一支物体的长度时，如图所示，则测量结果记录为          ；    用刻度尺测量物体的长度时，下列说法正确的是           填选项前面字母 A.提高刻度尺的精确度，可以减小相对误差，同时也可以避免偶然误差 B.用金属刻度尺测量，冬天测量值偏大，夏天测量值偏小，这属于偶然误差 C.通过多次测量，取测量的平均值，可以减小偶然误差 D.刻度尺上的刻度线并不绝对均匀而造成测量时产生的误差是系统误差 题组2：实验操作与速度的求解 5.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻点之间还有个打出的点未画出。在、、、、五个点中，打点计时器最先打出的是          点。在打出点时物块的速度大小为          保留位有效数字；物块下滑的加速度大小为          保留位有效数字。 6.利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律，实验装置如图所示。 按照图安装好器材，下列实验步骤正确的操作顺序为          填各实验步骤前的字母。 A.释放小车                          接通打点计时器的电源     调整滑轮位置，使细线与木板平行 实验中打出的一条纸带如图所示，为依次选取的三个计数点相邻计数点间有个点未画出，可以判断纸带的          填“左端”或“右端”与小车相连。 图中相邻计数点间的时间间隔为，则打点时小车的速度           。 7.某小组用图装置做“探究小车速度随时间的变化规律”的实验。 图中所示打点计时器需用的电源为          。选填“交流电源”、“低压交流电源”或“低压直流电源” 在实验操作过程中下列说法正确的是           A.所挂槽码的质量需远小于小车质量 B.需调节滑轮高度使连接小车的细线与轨道平面平行 C.多次重复操作过程中，须保证小车每次都从同一位置释放 选取点迹清晰的一条纸带，从清晰的点开始标记计数点，如图所示，相邻计数点间还有个点未画出，将刻度尺“”刻度对准计数点，读出各计数点到计数点的距离，并记录在表中，其中计数点到的距离为          ；小车从打计数点到计数点的过程中平均速度为          保留一位小数。 实验小组计算了计数点到各计数点的平均速度，以平均速度为纵坐标，以计数点到各计数点的时间为横坐标建立直角坐标系进行描点，如图所示。请根据图像信息求出打计数点时小车的瞬时速度大小为          。保留两位有效数字 题组3：加速度的求解与逐差法的应用 8.某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了、、、、、、七个计数点，每相邻两个计数点间还有个点没画出，、、到点的距离分别为、和，打点计时器所用电源的频率为。请回答下列问题： 实验中，下列措施必要的是          。 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.保证小车的质量远大于钩码的质量 D.抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 计算点速度大小的表达式为          用题中字母表示。 若测得，，则纸带运动的加速度          。已知 若实验时交流电的频率大于，则加速度的测量值          选填“大于”“小于”或“等于”真实值。 9.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，、、、、是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。 纸带          端填“”或“”与木块相连；根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打点时木块的速度大小          ，木块加速度大小          。结果均保留两位有效数字 10.某同学用打点计时器研究匀变速运动，获得如图纸带，相邻计数点间有个点未画出。已知打点周期。结果均保留两位有效数字 打点时的瞬时速度          ； 计算加速度为          ； 若电源的频率为赫兹而没有发觉，则实验测得的速度值与真实值比较          选填“大”或“小”。 题组4：其他拓展实验方案 11.一测量物块在水平桌面上运动的加速度的实验装置如图所示。 实验步骤如下： 用天平测量物块和遮光片的总质量，重物的质量；用游标卡尺测量遮光片的宽度，用米尺测量两光电门之间的距离； 调整轻滑轮，使细线水平； 让物块从光电门的左侧由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门和光电门所用的时间和，求出加速度； 多次重复步骤，求的平均值。 回答下列问题： 测量时，某次游标卡尺的示数如图所示，其读数为          。 物块的加速度表达式为          用、、和表示。 12.如图所示，某实验小组用图甲装置来测小铁球在斜面上运动的加速度．具体操作如下：在斜面的顶端固定电磁铁，在电磁铁下方适当位置固定两个位置可调节的光电门、，并使小球球心正好通过光电门，光电门可记录小球通过光电门的时间．                  图甲                                                 图乙 先用游标卡尺测量小铁球的直径，测量结果如图乙所示，则小球直径           ； 接通电磁铁的开关吸住小铁球，再断开开关，小铁球静止滚下，小铁球通过光电门、的时间分别为、，接着测出两光电门中心之间的距离；则小铁球的加速度           用、、、表示； 严格来说通过光电门挡光时间计算出来的速度并不等于小铁球球心经过光电门时的速度，由此原因，中计算出的加速度比真实值          选填“偏大”、“偏小”或“不变”． 实验中光电门出现故障，不能使用，为此该实验小组进行改进操作：移走光电门，控制电磁铁多次让小铁球静止释放，测出每次起初小球球心到光电门中心间的距离和小球通过光电门的时间，为了测量加速度，应该作出与          选填“”、“”、“”或“”关系图像，如图丙所示，若图线的斜率为，则小铁球的加速度           用和表示          图丙 13.某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器，然后利用水写布滴水后可在一定时间内保留水的痕迹研究物体运动的规律．他将滴水器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距离为，每当水滴滴到水写布上时，下一滴水刚好开始下落，如图甲所示，然后把与水写布连接的电动小车放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。 用手拉动小车，水写布上的水滴分布如图乙所示，则小车做          填“加速”或“减速”运动； 开动小车，水写布上的水滴分布如图丙所示．已知水写布上一个格的宽度为，当地重力加速度为，则水滴落到水写布上时小车的速度大小           ，小车运动的加速度大小           。 14.一辆小车上装有一个滴墨水的容器，每分钟滴出滴墨水。重物通过滑轮用细绳牵引小车向右做匀加速直线运动，结果在水平桌面上留下一串墨滴，如图所示，测出，，，不计空气阻力。计算结果均保留两位小数 请回答下列问题： 、墨滴刚滴下时小车的速度分别是          、          ； 小车运动的加速度为          ； 墨水刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致速度的测量值          、加速度的测量值          填“偏大”、“偏小”或“不变”。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.6 实验：探究小车速度随时间的变化规律 题组1：有效数字的认知与打点计时器 1 题组2：实验操作与速度的求解 2 题组3：加速度的求解与逐差法的应用 5 题组4：其他拓展实验方案 7 1.6 实验：探究小车速度随时间的变化规律 题组1：有效数字的认知与打点计时器 1.（单选）下列测量值有位有效数字的是(    ) A.   B. C. D. 【答案】A  【解析】根据有效数字的定义可知，从第一位不是的数开始记为有效数字，是三位有效数字．故选A。 2. （单选）使用电火花打点计时器时，通常用两根纸带将墨粉盘夹在中间，如图所示，纸带在墨粉盘下面，纸带在墨粉盘上面，则(    ) A. 工作时只有纸带上留有点迹 B. 工作时两根纸带上都会留有点迹 C. 电火花打点计时器使用交流电 D. 安装墨粉盘时，将有墨粉的一面向上 【答案】A  【解析】电火花打点计时器使用的交流电，每隔释放出一个短暂的电火花，电火花熔化墨粉盘上的墨粉后，就在下方的纸带上留下了一个点迹。所以在安装墨粉盘时，要将有墨粉的一面向下，纸带也要安装在墨粉盘的下方，才能打出点迹。故A正确、BCD错误。 故选A。 3. （单选）用打点计时器时应注意的事项错误的是(    ) A. 使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B. 使用打点计时器时应先拉动纸带，再接电源 C. 使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D. 电磁打点计时器应使用低压交流电源 【答案】B  【解析】A.使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，使复写纸片能够均匀转动，故A正确； B.使用打点计时器时应先接电源，再拉动纸带，故B错误； C.使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行，故C正确； D.电磁打点计时器，使用约的低压交流电源，故D正确。 本题选择错误的选项，故选：。 4.用毫米刻度尺测量一支物体的长度时，如图所示，则测量结果记录为          ；    用刻度尺测量物体的长度时，下列说法正确的是           填选项前面字母 A.提高刻度尺的精确度，可以减小相对误差，同时也可以避免偶然误差 B.用金属刻度尺测量，冬天测量值偏大，夏天测量值偏小，这属于偶然误差 C.通过多次测量，取测量的平均值，可以减小偶然误差 D.刻度尺上的刻度线并不绝对均匀而造成测量时产生的误差是系统误差 【答案】  【解析】刻度尺最小分度为，则读数为。 A.刻度尺的精确度越高，测量时的相对误差越小，但不可能避免偶然误差，故A错误； B.因为热胀冷缩，尺子冬天缩短，夏天变长，引起的误差是系统误差，故B错误； C.通过多次测量取平均值是减小偶然误差的常用方法，故C正确； D.刻度尺上刻度线不均匀造成的误差属于系统误差，故D正确。 故选CD。 题组2：实验操作与速度的求解 5.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻点之间还有个打出的点未画出。在、、、、五个点中，打点计时器最先打出的是          点。在打出点时物块的速度大小为          保留位有效数字；物块下滑的加速度大小为          保留位有效数字。 【答案】 【解答】 物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是点； 每两个相邻点之间还有个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：， 打出点时的速度大小为：； 匀变速直线运动的推论可知， 加速度为：； 故答案为：，，。 6.利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律，实验装置如图所示。 按照图安装好器材，下列实验步骤正确的操作顺序为          填各实验步骤前的字母。 A.释放小车                          接通打点计时器的电源     调整滑轮位置，使细线与木板平行 实验中打出的一条纸带如图所示，为依次选取的三个计数点相邻计数点间有个点未画出，可以判断纸带的          填“左端”或“右端”与小车相连。 图中相邻计数点间的时间间隔为，则打点时小车的速度           。 【答案】  左端  【解析】实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让计时器先工作；最后释放小车。故顺序为。 小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点间距逐渐增大。图中纸带左端间距小，右端间距大，说明纸带左端与小车相连。 匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，点为、的中间时刻，间位移为，时间间隔为，则 。 7.某小组用图装置做“探究小车速度随时间的变化规律”的实验。 图中所示打点计时器需用的电源为          。选填“交流电源”、“低压交流电源”或“低压直流电源” 在实验操作过程中下列说法正确的是           A.所挂槽码的质量需远小于小车质量 B.需调节滑轮高度使连接小车的细线与轨道平面平行 C.多次重复操作过程中，须保证小车每次都从同一位置释放 选取点迹清晰的一条纸带，从清晰的点开始标记计数点，如图所示，相邻计数点间还有个点未画出，将刻度尺“”刻度对准计数点，读出各计数点到计数点的距离，并记录在表中，其中计数点到的距离为          ；小车从打计数点到计数点的过程中平均速度为          保留一位小数。 实验小组计算了计数点到各计数点的平均速度，以平均速度为纵坐标，以计数点到各计数点的时间为横坐标建立直角坐标系进行描点，如图所示。请根据图像信息求出打计数点时小车的瞬时速度大小为          。保留两位有效数字 【答案】交流电源  【解析】实验中使用电火花打点计时器，其工作电源为交流电源。 由于该实验探究小车的速度随时间的变化，所以不需要确定细线拉力，所以不需要满足所挂槽码的质量需远小于小车质量，故A错误； B.实验中需调节滑轮高度使连接小车的细线与轨道平面平行，故B正确； C.多次重复操作过程中，不必保证小车每次都从同一位置释放，故C错误。 故选B。 由图可知，计数点到的距离为； 由于相邻计数点间还有个点未画出，则相邻两个计数点间的时间间隔为 则小车从打计数点到计数点的过程中平均速度为 根据题意可得 所以图线的纵截距表示初速度，描点连线如图所示 由图可知。 题组3：加速度的求解与逐差法的应用 8.某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了、、、、、、七个计数点，每相邻两个计数点间还有个点没画出，、、到点的距离分别为、和，打点计时器所用电源的频率为。请回答下列问题： 实验中，下列措施必要的是          。 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.保证小车的质量远大于钩码的质量 D.抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 计算点速度大小的表达式为          用题中字母表示。 若测得，，则纸带运动的加速度          。已知 若实验时交流电的频率大于，则加速度的测量值          选填“大于”“小于”或“等于”真实值。 【答案】 　 小于  【解析】为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应使细线与木板平行，同时为了打点稳定，应先开电源再放小车，、B正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，不需要平衡摩擦力，只要能让小车做匀加速直线运动即可，、D错误。 相邻两个计数点间时间间隔，计算点速度大小的表达式为 。 由逐差法，纸带运动的加速度  。 若实验时交流电的频率大于，打点周期小于，实际周期算大了，故加速度的测量值小于真实值。 9.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，、、、、是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。 纸带          端填“”或“”与木块相连；根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打点时木块的速度大小          ，木块加速度大小          。结果均保留两位有效数字 【答案】 【解析】木块由静止开始做匀加速运动，在相等时间间隔内通过的位移增大，所以纸带端与木块相连； 电磁打点计时器接频率为的交流电源，每相邻两计数点间还有四个点未画出，因此每打两个计数点的周期为， 根据中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度，可得打点时木块的速度大小为 ， 根据  ，可得木块加速度大小为。 10.某同学用打点计时器研究匀变速运动，获得如图纸带，相邻计数点间有个点未画出。已知打点周期。结果均保留两位有效数字 打点时的瞬时速度          ； 计算加速度为          ； 若电源的频率为赫兹而没有发觉，则实验测得的速度值与真实值比较          选填“大”或“小”。 【答案】 大  【解析】相邻计数点间有个点未画出，则，打点时的瞬时速度 ； 加速度为 ； 若电源的频率为赫兹而没有发觉，则打点周期偏大，计算时还用原来的计算，则实验测得的速度值与真实值比较大。 题组4：其他拓展实验方案 11.一测量物块在水平桌面上运动的加速度的实验装置如图所示。 实验步骤如下： 用天平测量物块和遮光片的总质量，重物的质量；用游标卡尺测量遮光片的宽度，用米尺测量两光电门之间的距离； 调整轻滑轮，使细线水平； 让物块从光电门的左侧由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门和光电门所用的时间和，求出加速度； 多次重复步骤，求的平均值。 回答下列问题： 测量时，某次游标卡尺的示数如图所示，其读数为          。 物块的加速度表达式为          用、、和表示。 【答案】 【解析】游标卡尺读数为。 物块经过时的速度，物块经过时的速度，物块做匀变速直线运动，由速度位移公式得，加速度。 12.如图所示，某实验小组用图甲装置来测小铁球在斜面上运动的加速度．具体操作如下：在斜面的顶端固定电磁铁，在电磁铁下方适当位置固定两个位置可调节的光电门、，并使小球球心正好通过光电门，光电门可记录小球通过光电门的时间．                  图甲                                                 图乙 先用游标卡尺测量小铁球的直径，测量结果如图乙所示，则小球直径           ； 接通电磁铁的开关吸住小铁球，再断开开关，小铁球静止滚下，小铁球通过光电门、的时间分别为、，接着测出两光电门中心之间的距离；则小铁球的加速度           用、、、表示； 严格来说通过光电门挡光时间计算出来的速度并不等于小铁球球心经过光电门时的速度，由此原因，中计算出的加速度比真实值          选填“偏大”、“偏小”或“不变”． 实验中光电门出现故障，不能使用，为此该实验小组进行改进操作：移走光电门，控制电磁铁多次让小铁球静止释放，测出每次起初小球球心到光电门中心间的距离和小球通过光电门的时间，为了测量加速度，应该作出与          选填“”、“”、“”或“”关系图像，如图丙所示，若图线的斜率为，则小铁球的加速度           用和表示          图丙 【答案】 偏大  【解析】   游标卡尺读数 小铁球通过光电门、的时间分别为、，则瞬时速度为 ， ， 由匀变速直线运动的速度位移关系有， 联立解得加速度为。 通过光电门挡光时间计算出来的速度是这段时间内的平均速度，也是中间时刻的瞬时速度，此时小铁球的球心还没有经过光电门，所以这个平均速度小于铁球球心经过光电门的速度中间位移的速度，即，，设铁球通过光电门前后的速度分别为、，铁球通过光电门前后的速度分别为、，则有，，，， 联立比较可得 所以计算出的加速度比真实值偏大。 小铁球静止释放，测出小球每次经过光电门的时间和小球球心到光电门中心间的距离，有， 变形可得， 则应该作出与  关系图像可构成正比例函数图像； 图像的斜率为， 故小铁球的加速度为。 13.某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器，然后利用水写布滴水后可在一定时间内保留水的痕迹研究物体运动的规律．他将滴水器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距离为，每当水滴滴到水写布上时，下一滴水刚好开始下落，如图甲所示，然后把与水写布连接的电动小车放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。 用手拉动小车，水写布上的水滴分布如图乙所示，则小车做          填“加速”或“减速”运动； 开动小车，水写布上的水滴分布如图丙所示．已知水写布上一个格的宽度为，当地重力加速度为，则水滴落到水写布上时小车的速度大小           ，小车运动的加速度大小           。 【答案】减速  【解析】沿运动方向看，相等时间内位移逐渐减小，故做减速运动； 水滴下落过程有，根据，可得， 根据，可得。 14.一辆小车上装有一个滴墨水的容器，每分钟滴出滴墨水。重物通过滑轮用细绳牵引小车向右做匀加速直线运动，结果在水平桌面上留下一串墨滴，如图所示，测出，，，不计空气阻力。计算结果均保留两位小数 请回答下列问题： 、墨滴刚滴下时小车的速度分别是          、          ； 小车运动的加速度为          ； 墨水刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致速度的测量值          、加速度的测量值          填“偏大”、“偏小”或“不变”。 【答案】 偏大 不变  【解析】每分钟滴出滴墨水，则时间间隔为  小车在点的瞬时速度为  小车在点的瞬时速度为  加速度为  考虑墨滴在空中做平抛运动，相邻两滴墨水之间的距离大于车的实际位移，从而会导致速度的测量值偏大，但相邻两段位移之差不变，所以加速度的测量值不受上述因素的影响，即加速度不变。 学科网（北京）股份有限公司 $$