第04讲 探究小车速度随时间变化的规律（专项训练）（广东专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第04讲 探究小车速度随时间变化的规律 目录 01 课标达标练 2 题型01 基本原理与操作 2 题型02 数据处理与误差分析 3 题型03 速度的测量方法创新 4 题型04 实验方案的创新 5 02 核心突破练 5 03 真题溯源练 10 01 基本原理与操作 1．（2025·广东深圳·模拟预测）如图是三个实验的部分步骤，请按要求完成实验内容。 (1)如图甲，某同学打出的一条纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知电源频率50Hz，可算得小车的加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。 (2)某同学用螺旋测微器测量某金属丝的直径。某次测量结果如图丙所示，则这次测量的读数＝ mm。 2．（2024·广东广州·一模）某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，选出了如图乙所示的一条纸带。打点计时器电源频率为50Hz，相邻两计数点间有四个点未画出。 (1)实验开始前 平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）； (2)小车的加速度大小为 m/s2（保留两位有效数字）。 02 数据处理与误差分析 3．（2025·广东湛江·模拟预测）如图是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请按要求完成实验内容。 (1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学用如图甲所示的装置，打出的一条纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器所接电源频率是50Hz。实验时该纸带的 （选填“左”或“右”）端是和小车相连的，由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。 4.（2023·广东湛江·二模）据报道，中国航母的电磁弹射技术已经领先世界。若某次做模拟直线弹射实验时，从某时刻（t＝0）开始的一段时间内，利用传感器每隔0.5s测量一次模型机的位置，坐标为x，结果如下表所示。 t/s 0 0.5 1 1.5 2 x/m 0 5.1 20.2 45.1 80.2 （1）由表格中的数据可知，该模型机做 （填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”）直线运动。 （2）在0.5s〜1.5s内，该模型机的平均速度大小v＝ m/s（结果保留两位有效数字）。 （3）这段时间内该模型机的加速度大小a＝ m/s2（结果保留两位有效数字）。 03 速度的测量方法创新 5.（2024·广东广州·模拟预测）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中的连续7幅画面合成到同一张图中，每相邻两幅画面间隔时间为2T，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的实际距离为1、2、3、4、5、6。 (1)写出小球在位置3的速度表达式 。 (2)要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式 。 (3)若先释放小球，再用手机录像，试问释放小球与开启手机录像先后顺序对本实验计算加速度的结果 （选填“有”或“无”）影响。 04 实验方案的创新 6.（2024·广东·一模）如图甲是用一部智能手机的软件“磁力计”测量小车在斜面上运动的加速度的示意图，圆柱形磁粒固定在小车的前后端，两磁粒中心之间的距离为d，将手机的感应端紧贴斜面放置。某次实验，当小车两磁粒依次经过手机时，“磁力计”记录下前后磁粒经过手机的时间间隔，图像如图乙。 (1)实验时，第一次手机置于位置1，小车由静止释放，读取时间间隔为，则小车经过位置1的速度大小为 ；第二次将手机置于位置2，在同一位置静止释放小车，读取小车经过位置2的时间间隔为，1、2之间距离s，则加速度的表达式 。（用题中所给物理量的字母表示） (2)为了减小误差，手机放置点和小车出发点的距离应该尽量 （选填“远”“近”）一些。 1．（2025·广东·一模）一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为，测得， ，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为 （结果保留3位有效数字） 2．某同学用打点计时器研究小车在重物牵引下的匀变速直线运动，利用频率为50Hz的交流电源打出一条纸带，在纸带上每隔4个点取一个计数点，其中B计数点污损，只测得图中这些数据，如图所示，则： (1)打B点时小车的速度大小为 m/s；（保留两位有效数字） (2)小车的加速度大小为 ；（保留两位有效数字） (3)若交流电的实际频率低于50Hz，则测量的加速度比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 3．（2025·广东·模拟预测）下列是《普通高中物理课程标准》列出的必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置示意图。实验中 （填“需要”或“不需要”）满足钩码的总质量远小于小车的质量；图乙是规范操作下得到的一条点迹清晰的纸带，在纸带上依次选出7个计数点，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，打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 4．（2022·广东佛山·模拟预测）（1）图甲所示装置是高中物理实验中的常用装置（天平、刻度尺未画出），下列仅使用图甲所示装置能完成的实验有 ； A．研究匀变速直线运动                             B．探究功与速度变化的关系 C．探究加速度与力、质量的关系                     D．验证机械能守恒定律 （2）用该装置做探究小车速度随时间变化的规律实验： （ⅰ）在此实验中 （填“需要”或“不需要”）平衡木板对小车的摩擦力； （ⅱ）第一次实验时小车上放置一重物，钩码的质量为10g，第二次实验时从小车上取下该重物，保持钩码的质量不变，根据两次实验获得的数据得到的图像如图乙所示，图线 （填“①”或“②”）是第二次实验获得的。图丙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz，则小车在D点的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）。 1．（2023·全国甲卷·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。      （1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中 cm， 。      位移区间 AB AC AD AE AF 6.60 14.60 34.90 47.30 66.0 73.0 87.3 94.6 （2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点 。    （3）从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中 ， cm/s。（结果均保留3位有效数字） （4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小 ，小车的加速度大小 。（结果用字母k、b表示） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 探究小车速度随时间变化的规律 目录 01 课标达标练 2 题型01 基本原理与操作 2 题型02 数据处理与误差分析 3 题型03 速度的测量方法创新 4 题型04 实验方案的创新 5 02 核心突破练 5 03 真题溯源练 10 01 基本原理与操作 1．（2025·广东深圳·模拟预测）如图是三个实验的部分步骤，请按要求完成实验内容。 (1)如图甲，某同学打出的一条纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知电源频率50Hz，可算得小车的加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。 (2)某同学用螺旋测微器测量某金属丝的直径。某次测量结果如图丙所示，则这次测量的读数＝ mm。 【答案】(1)1.48 (2)0.517～0.519 【详解】（1）相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得，小车的加速度 （2）由图丙可得这次测量的读数为 2．（2024·广东广州·一模）某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，选出了如图乙所示的一条纸带。打点计时器电源频率为50Hz，相邻两计数点间有四个点未画出。 (1)实验开始前 平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）； (2)小车的加速度大小为 m/s2（保留两位有效数字）。 【答案】(1)不需要 (2)0.80 【详解】（1）本实验探究小车速度随时间变化的规律，只需要保持小车做匀变速直线运动，小车受到的合力恒定不变，所以实验开始前不需要平衡摩擦力。 （2）相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度大小为 02 数据处理与误差分析 3．（2025·广东湛江·模拟预测）如图是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请按要求完成实验内容。 (1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学用如图甲所示的装置，打出的一条纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器所接电源频率是50Hz。实验时该纸带的 （选填“左”或“右”）端是和小车相连的，由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) 左 1.48 【详解】（1）[1]由图乙所示纸带可知，纸带的左端与小车相连； [2]相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得，小车的加速度大小为 4.（2023·广东湛江·二模）据报道，中国航母的电磁弹射技术已经领先世界。若某次做模拟直线弹射实验时，从某时刻（t＝0）开始的一段时间内，利用传感器每隔0.5s测量一次模型机的位置，坐标为x，结果如下表所示。 t/s 0 0.5 1 1.5 2 x/m 0 5.1 20.2 45.1 80.2 （1）由表格中的数据可知，该模型机做 （填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”）直线运动。 （2）在0.5s〜1.5s内，该模型机的平均速度大小v＝ m/s（结果保留两位有效数字）。 （3）这段时间内该模型机的加速度大小a＝ m/s2（结果保留两位有效数字）。 【答案】 匀加速 40 40 【详解】（1）[1]根据表格中的数据可以看出从开始相邻相同时间内的位移差约为常数 所以该模型机做匀加速直线运动； （2）[2]根据平均速度公式，可得0.5s〜1.5s内，该模型机的平均速度大小为 （3）[3]根据逐差法可知，这段时间内该模型机的加速度大小 03 速度的测量方法创新 5.（2024·广东广州·模拟预测）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中的连续7幅画面合成到同一张图中，每相邻两幅画面间隔时间为2T，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的实际距离为1、2、3、4、5、6。 (1)写出小球在位置3的速度表达式 。 (2)要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式 。 (3)若先释放小球，再用手机录像，试问释放小球与开启手机录像先后顺序对本实验计算加速度的结果 （选填“有”或“无”）影响。 【答案】(1) (2) (3)无 【详解】（1）由匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知小球在位置3的速度等于4到5的平均速度 （2）由逐差法可知 故 （3）释放小球与开启手机录像先后顺序对小球的运动性质没有影响，只要能记录小球做匀变速直线运动时各个时刻在斜面上的位置，就可以用逐差法计算加速度。 04 实验方案的创新 6.（2024·广东·一模）如图甲是用一部智能手机的软件“磁力计”测量小车在斜面上运动的加速度的示意图，圆柱形磁粒固定在小车的前后端，两磁粒中心之间的距离为d，将手机的感应端紧贴斜面放置。某次实验，当小车两磁粒依次经过手机时，“磁力计”记录下前后磁粒经过手机的时间间隔，图像如图乙。 (1)实验时，第一次手机置于位置1，小车由静止释放，读取时间间隔为，则小车经过位置1的速度大小为 ；第二次将手机置于位置2，在同一位置静止释放小车，读取小车经过位置2的时间间隔为，1、2之间距离s，则加速度的表达式 。（用题中所给物理量的字母表示） (2)为了减小误差，手机放置点和小车出发点的距离应该尽量 （选填“远”“近”）一些。 【答案】(1) (2)远 【详解】（1）[1]小车经过位置1的速度大小为 [2]小车经过位置2时的速度为 根据 可得小车的加速度为 （2）为了减小误差，手机放置点和小车出发点的距离应该尽量远一些，这样小车到达手机时的速度较大，此时用平均速度来代替瞬时速度的误差较小。 1．（2025·广东·一模）一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为，测得， ，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为 （结果保留3位有效数字） 【答案】9.72 【详解】根据匀变速直线运动的规律，可得 解得 2．某同学用打点计时器研究小车在重物牵引下的匀变速直线运动，利用频率为50Hz的交流电源打出一条纸带，在纸带上每隔4个点取一个计数点，其中B计数点污损，只测得图中这些数据，如图所示，则： (1)打B点时小车的速度大小为 m/s；（保留两位有效数字） (2)小车的加速度大小为 ；（保留两位有效数字） (3)若交流电的实际频率低于50Hz，则测量的加速度比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)0.76 (2)2.0 (3)偏大 【详解】（1）在纸带上每隔4个点取一个计数点，则相邻计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打B点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 （3）若交流电的实际频率低于50Hz，实际打点周期大于，则代入计算的时间偏小，使得测量的加速度比真实值偏大。 3．（2025·广东·模拟预测）下列是《普通高中物理课程标准》列出的必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置示意图。实验中 （填“需要”或“不需要”）满足钩码的总质量远小于小车的质量；图乙是规范操作下得到的一条点迹清晰的纸带，在纸带上依次选出7个计数点，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，打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) 不需要 0.50 【知识点】计算某点的瞬时速度、用逐差法计算加速度、探究弹簧弹力与形变量的关系、薄膜干涉现象和原理 【详解】（1）[1]实验“探究小车速度随时间变化的规律”中不需要满足悬挂钩码的总质量远小于小车的质量； [2]每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为；由逐差法可求得小车的加速度大小为 4．（2022·广东佛山·模拟预测）（1）图甲所示装置是高中物理实验中的常用装置（天平、刻度尺未画出），下列仅使用图甲所示装置能完成的实验有 ； A．研究匀变速直线运动                             B．探究功与速度变化的关系 C．探究加速度与力、质量的关系                     D．验证机械能守恒定律 （2）用该装置做探究小车速度随时间变化的规律实验： （ⅰ）在此实验中 （填“需要”或“不需要”）平衡木板对小车的摩擦力； （ⅱ）第一次实验时小车上放置一重物，钩码的质量为10g，第二次实验时从小车上取下该重物，保持钩码的质量不变，根据两次实验获得的数据得到的图像如图乙所示，图线 （填“①”或“②”）是第二次实验获得的。图丙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz，则小车在D点的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）。 【答案】 ABC 不需要 ① 1.9 【详解】（1）[1]图甲所示装置中小车在钩码牵引作用下可以做匀变速直线运动，通过打点计时器打出的纸带可以获取小车的速度和加速度信息，在进行了平衡摩擦力操作之后，通过使钩码质量远小于小车质量可以近似认为小车所受合外力等于钩码重力，进而可以通过测量钩码下降的高度来计算合外力做功，因此运用此装置可以进行研究匀变速直线运动、探究功与速度变化的关系和探究加速度与力、质量的关系的实验，但不能进行验证机械能守恒定律，原因是平衡摩擦力只是用重力的分力来抵消摩擦力的作用效果，小车本身仍受摩擦力作用，机械能不守恒。 故选ABC。 （2）（i）[2]用该装置做探究小车速度随时间变化的规律实验时，只需小车做匀变速直线运动即可，摩擦力对实验本身无影响，所以不需要平衡摩擦力； （ii）[3]根据牛顿第二定律可推知，第一次实验小车的加速度小于第二次实验小车的加速度，再根据v-t图像的斜率表示加速度可推知图线①的加速度较大，是第二次实验获得的。 [4]由题图丙可知相邻两计数点间的时间间隔为 小车在D点的速度大小等于小车在C、E两点间的平均速度大小，即 1．（2023·全国甲卷·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。      （1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中 cm， 。      位移区间 AB AC AD AE AF 6.60 14.60 34.90 47.30 66.0 73.0 87.3 94.6 （2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点 。    （3）从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中 ， cm/s。（结果均保留3位有效数字） （4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小 ，小车的加速度大小 。（结果用字母k、b表示） 【答案】 24.00 80.0      71.5 58.7 b 2k 【详解】（1）[1]根据纸带的数据可得 [2]平均速度为 （2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得      （3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，图像为    此直线用方程表示，由图像可知其中， （4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式，整理得 即 故根据图像斜率和截距可得， / 学科网（北京）股份有限公司 $