2.4 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 分层练习 -2025--2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

2.4 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 拔高提升：进阶训练，聚焦核心，提炼重难 思维拓展：情景构建，素养提升，高阶训练 ( 基础巩固 1 ) 1.关于电火花打点计时器，下列说法正确的是( ) A.工作电源为直流电 B.在纸带上打点的是振针和墨粉 C.可以用来记录物体运动的时间和位移 D.它的计时原理与电磁打点计时器不同 2.如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段，两点为计数点，中间点迹为实际点迹，打点计时器电源的频率为50 Hz，则两点间的时间间隔为( ) A.0.02s B.0.06s C.0.08s D.0.10s 3.在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是( ) A.先接通电源，后让纸带运动 B.先让纸带运动，再接通电源 C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以 4.下列关于打点计时器的说法中，不正确的是( ) A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再将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接通电源，再拉动纸带 C.使用打点计时器的过程中，在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上 5.如图是测量打点纸带位移的部分照片（交流电源的频率50Hz）。根据照片可知( ) A.计数点2的读数应记录为9.00cm B.计数点2的读数应记录为9cm C.计数点1和2之间的位移是5.1cm D.相邻计数点间的时间间隔是0.02s ( 拔高提升 2 ) 6.某同学利用如图所示的装置测量滑块运动的加速度，细线平行于水平桌面（离地足够高），滑块上的遮光条（竖直固定）的宽度为d，用手按住滑块，遮光条竖直中线与光电门竖直中线间的距离为x。现由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的时间为t，用遮光条通过光电门的平均速度表示遮光条的竖直中线通过光电门的瞬时速度。 （1）遮光条的竖直中线通过光电门的瞬时速度大小为_________。 （2）为使（1）中结果更接近滑块通过光电门时的瞬时速度，可以_________（填“增大”或“减小”）遮光条的宽度。 （3）滑块运动的加速度大小为_________。 7.某同学按图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）图中仪器A使用220V_______电源（选填“交流”或“直流”），释放小车前，小车应停在________（填“靠近”或“远离”）仪器A的位置； （2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤（排序）________； A.松开纸带让物体带着纸带运动 B.穿好纸带 C.把计时器固定好 （3）如图所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻计数点间还有四个点未标出，已知打点计时器接50Hz的交流电源，则ae段的平均速度为_______m/s，d点的瞬时速度约为_______m/s，小车的加速度_________。 8.某同学用如图甲所示的装置探究小车的运动规律。实验所用学生电源频率为50Hz，打出的一条纸带如图乙所示，0、1、2、3、4为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)打点计时器打下点2时小车的速度大小为__________m/s； (2)小车的加速度大小为_________；（以上两空均保留两位有效数字） 9.某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线。除上述器材外，还需要使用的有_______（填选项前字母）。 A.交流电源 B.交流电源 C.秒表 D.刻度尺 （2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 已知交流电源的频率为，则两相邻计数点之间的时间间隔为_______s，在打下C点时小车的速度大小为_______（保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为_______（保留两位有效数字）。 ( 思维拓展 3 ) 10.某小组同学在研究小车做匀变速直线运动的实验中，利用重物牵引小车，用频率为50Hz的电火花计时器打点，得到一条清晰的纸带，取其中的O、A、B、C……七个点（每两个点中间还有9个点未画出）进行研究。 （1）电火花计时器使用220V的_______（填“交流”或“直流”）电源，小车向_______运动（相对图中方位填“左”或“右”）。 （2）该小组同学根据图中的数据判断出小车做匀变速运动，由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小为_______m/s，小车运动的加速度大小为_______。（结果保留2位小数） 11.（1）某班同学利用如图所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”，电火花打点计时器使用的是________（选填“交流”或“直流”）的工作电压为________（选填“8V”或“220V”）。 （2）下列关于本实验，说法正确的是________。 A.实验时，先释放小车，再接通电源 B.释放小车时，小车应靠近打点计时器释放 C.本实验中，必须调节长木板水平 D.实验前，应调节细线与长木板平行 （3）某位同学在某次实验中使用频率为50Hz的打点计时器，获得的纸带如图2所示，其中相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下C点时小车的速度为________m/s，小车的加速度大小为________（保留两位小数）。 12.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图1所示，每相邻两计数点之间还有四个计时点没有画出来。图中标识的数字为相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。 （1）打点计时器使用的是_______（选填“直流”或“交流”）电源。 （2）相邻两个计数点间的时间为_______s。 （3）打标记为4的计数点时纸带的运动速度________m/s（结果保留三位有效数字）；小车带动纸带运动的加速度大小为________（结果保留三位有效数字）。 13.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤： A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源； B.将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路； C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动； D.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔； E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面； F.断开电源，取下纸带； G.换上新纸带，重复操作两次. （1）其中有错误的步骤是________；应改正为________. （2）将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上，步骤顺序为________. 14.某学习小组的同学用如图甲所示的实验装置来“探究小车速度随时间变化的规律”。已知打点计时器所接交流电源的频率。 （1）由图乙可知，B、C两点间的距离=_________cm。 （2）打点计时器打下D点时，小车的速度大小=_________m/s；小车运动的加速度大小a=_____。（均保留两位有效数字） 15.小俞同学用如图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，正确操作后获得如图乙所示的一条纸带。他用刻度尺测得纸带上自0点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为，，，，，。电源的频率。 （1）打点4时小车的速度大小为__________（结果保留三位有效数字）； （2）小车运动过程中的加速度大小为__________（用题中所给字母表示）； （3）若电源的实际频率，则加速度的测量值相比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。 16.某物理兴趣小组利用气垫导轨和数字计时器来测量物体的瞬时速度和加速度，实验装置如图所示，滑块在牵引力的作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间，通过光电门2的时间，已知遮光条的宽度为1.5cm，光电门1到光电门2的距离. （1）滑块通过第一个光电门的速度大小为__________m/s；滑块通过第二个光电门时的速度大小为__________m/s. （2）滑块做匀加速直线运动的加速度大小为__________. 答案以及解析 基础巩固 1.答案：C 解析：AB.电火花打点计时器是使用交流电源的仪器，在纸带上利用电火花和墨粉打点，选项AB错误;C.电火花计时器可直接记录时间和位移，选项C正确;D.不管是电火花还是电磁打点计时器的计时原理是一样的，选项D错误。故选C。 2.答案：D 解析：已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02s。由图可知，AB两点间有5个间隔，故AB间的时间间隔为，故D正确，ABC错误。故选:D。 3.答案：A 解析：为了充分利用纸带，实验时，应先接通电源，后让纸带运动。故选A。 4.答案：A 解析：使用电磁打点计时器和电火花计时器时，都要求纸带穿过限位孔，使用电磁打点计时器要求复写纸压在纸带上面，使用电火花计时器要求墨粉纸盘有墨粉的那一面朝下压在纸带上面，选项A错误;B、C、D说法正确。 5.答案：A 解析：AB.刻度尺的分度值为1mm，计数点2的读数应记录为9.00cm，A正确，B错误； C.计数点1和2之间的位移是 C错误； D.相邻计数点间的时间间隔是 D错误。 故选A。 拔高提升 6.答案：（1）（2）减小（3） 解析：（1）用遮光条通过光电门的平均速度表示遮光条的竖直中线通过光电门的瞬时速度，所以遮光条的竖直中线通过光电门的瞬时速度大小为 （2）为使（1）中结果更接近滑块通过光电门时的瞬时速度，可以减小遮光条的宽度，从而减小挡光时间。 （3）根据运动学公式可得 联立可得滑块运动的加速度大小为 7.答案：（1）交流；靠近（2）CBA（3）2.19；3.28；11.825 解析：（1）图中A为电火花打点计时器，其工作电压为220V交流电； 在释放小车前，小车应该置于靠近打点计时器的位置； （2）在实验操作过程中，应先固定打点计时器，然后在小车上固定纸带，最后松开纸带让物体带动纸带运动，故正确的操作顺序为CBA； （3）根据平均速度计算公式可得，ae段的平均速度为 根据匀变速直线运动的推论得 小车运动的加速度为 8.答案：(1)0.52 (2)1.3 解析：（1）已知所用的学生电源频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点未画出，故相邻计数点的时间为 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，则打点计时器打下点2时小车的速度大小为 （2）根据逐差法，可得小车的加速度大小为 9.答案：（1）BD（2）0.10；0.844；1.7 解析：（1）AB.电火花打点计时器所接电源应为交流电源，A错误，B正确； C.由打点计时器计算时间，所以不需要秒表，C错误； D.为测量电火花打点计时器所打点迹之间的距离，必须使用刻度尺，D项正确。 故选BD。 （2）交流电源的频率为，其周期为 两相邻计数点之间的时间间隔为 由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得 由公式可得 思维拓展 10.答案：（1）交流；左（2）0.55；0.50 解析：（1）电火花计时器使用220V的交流电源，小车向左运动。 （2）每两个点中间还有9个点未画出可知 由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小为 小车运动的加速度大小为 11.答案：（1）交流；220V（2）BD（3）0.50；0.83 解析：（1）电火花打点计时器使用220V交流电源。 （2）AB.为了更好的利用纸带，小车应靠近打点计时器，实验时应先接通电源，再释放小车，A错误，B正确； C.本实验是为了“探究小车速度随时间变化的规律”，不必调节木板水平，只要小车能加速即可，C错误； D.为了减少实验误差，保证小车做匀加速运动，实验前，应调节细线与长木板平行，D正确。 故选BD。 （3）相邻两计数点间的时间间隔为 C点为BD的中间时刻，因此打C点的速度等于BD段的平均速度 根据 可知 12.答案：（1）交流（2）0.1（3）1.20；1.98 解析：（1）打点计时器使用的是交流电源。 （2）相邻两个计数点间的时间为 （3）根据极短时间的平均速度近似等于瞬时速度，打标记为4的计数点时纸带的运动速度为 根据逐差法求出小车带动纸带运动的加速度大小为 13.答案：（1）A；先接通电源，再放开纸带 （2）EBCDAFG 解析：（1）打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故A有错误. （2）本着先安装器材，后进行实验的思路，如在该实验中，先固定长木板，安装打点计时器，然后平衡摩擦力，准备完毕开始进行实验，注意要先打点后释放小车，做完一次实验要及时关闭电源，故正确的实验步骤是：E、B、C、F、A、D、G. 14.答案：（1）0.90（2）0.60；5.0 解析：（1）由题目已知刻度尺的最小刻度是0.1cm，由图乙可得，B、C两点间的距离 （2）打点计时器所接交流电源的频率，则纸带上打下相邻两点的时间间隔 由匀变速直线运动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，可知打点计时器打下D点时，小车的速度大小 由匀变速直线运动的推论，可得小车运动的加速度大小 15.答案：（1）1.16（2）（3）偏大 解析：（1）相邻两计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打点4时小车的速度大小为 （2）根据匀变速直线运动的推论 小车运动过程中的加速度大小为 （3）若电源的实际频率，打点计时器的打点周期变大，纸带上相邻两点的距离增大，则加速度的测量值相比真实值偏大。 16.答案：（1）0.1；0.3（2）0.1 解析：（1）滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来代替该点的瞬时速度.由平均速度的定义可计算，滑块通过第一个光电门时的瞬时速度；滑块通过第二个光电门时的瞬时速度 （2）根据，解得. 学科网（北京）股份有限公司 $