第2章 1.实验探究小车速度随时间变化的规律(word版练习)-【突破课堂】2025-2026学年高中物理必修第一册同步基础巩固练（人教版）

第二章 匀变速直线运动的研究 1.实验:探究小车速度随时间变化的规律 A组 教材夯基础 限时10分钟 1.(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列仪器需要用到的有(　　) 2.(多选)下列关于打点计时器的说法中,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 3.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.把长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固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.打点计时器应该使用交变电源 D.钩码的质量越大越好 易错易混辨析 4.通过调节滑轮的高度,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上。(　　) 5.处理纸带时,计时点和计数点一定是相同的。(　　) 6.作v-t图像时,所描曲线必须经过每一个点。(　　) 7.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。(　　) 8.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图线尽量分布在较大的坐标平面内。(　　) B组 单一知识点 限时25分钟 知识点1　实验操作、数据记录 9.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列做法不能减小实验误差的是(　　) A.选取计数点,把打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B.使小车运动的速度尽量小些 C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度相同的长木板做实验 10.某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。 (1)常见的两种打点计时器都是使用　　　(填“直流”或“交流”)电源,当电源频率为50 Hz时,每隔　　　　s打一个点。  (2)关于本实验,下列说法正确的是　　　　。  A.释放纸带的同时,接通电源 B.先接通电源打点,后释放纸带运动 C.先释放纸带运动,后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越大 (3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是　　　　。  知识点2　数据处理(含误差分析) 11.在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示,在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是(　　) ①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有8个点近似在一条直线上,只有F和B两点离这条直线太远 ③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏差较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误 A.①③　　　　B.②④ C.①②　　　　D.③④ 12.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学在一条理想的纸带上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度并作出了如图所示的v-t图像,则 (1)小车的加速度a=　　　　m/s2;(结果保留2位有效数字)  (2)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  13.在用电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器的工作频率为50 Hz,如图所示是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得vB=16.50 cm/s,vC=　　　　cm/s,vD=26.30 cm/s;  (2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中作出小车的v-t图线(以打A点时开始计时),并根据图线求出小车运动的加速度a=　　　　m/s2;(结果保留2位有效数字)  (3)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　　　　　　　　　　。  知识点3　实验拓展与创新 14.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中。 (1)在甲同学的方案中采用打点计时器来记录小车的时间和位移。关于打点计时器的使用,下列说法正确的是　　　　。  A.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源 B.电磁打点计时器和电火花计时器可以使用同样的电源 C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越长 D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快 (2)在乙同学的方案中是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律,图甲为该实验装置图。固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲,从而测量物体运动的一些物理量,图甲中轨道左低右高。 图甲 图乙 图乙是通过传感器、数据采集器,再经过计算机来绘制的小车运动的速度-时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字);小车的运动方向是　　　　(选填“向左”或“向右”)。  C组 综合知识点 限时20分钟 15.光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别为光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间,这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度。如图乙所示,气垫导轨上安装有A、B两个光电门,导轨上放有一滑块,滑块上装有宽度为d的遮光片。现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动,并依次通过光电门A、B,光电计时器记录的时间分别为t1、t2,并测得遮光片从光电门A运动到光电门B所用的时间为Δt。 　 甲 乙 (1)在实验中,为了更准确地测得滑块通过光电门的速度,应选用较　　　　(填“宽”或“窄”)的遮光片;  (2)由题可知,遮光片通过光电门A时的速度表达式v1=　　　　,通过光电门B时的速度表达式v2=　　　　;  (3)滑块在气垫导轨上运动的加速度的表达式a=　　　　(用v1、v2及题干中记录的时间字母表示)。  16.一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号。如图甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的位置,将此时作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同。 (1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置(1~5位置)的速度如表所示,将表中的数据补充完整。 计数点序号 1 2 3 4 5 速度vn/ (m·s-1) 0 0.06 　  0.18 　  (2)在图乙所示的坐标系中作出小球的速度-时间图像(保留描点痕迹)。 (3)由v-t图像可知小球运动的规律:速度随时间　　　　　　。  17.在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上,某同学在打出的纸带上共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出)。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示,由此可以得到一条表示v-t关系的图线,从而求出加速度的大小。 (1)请你在xOy坐标系中用最简捷的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在图乙上),其　　　　(填“x”或“y”)轴相当于v轴。  (2)从第一个计数点开始计时,为求出0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出　　　　段纸带的长度。  (3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm,e段纸带的长度为10.0 cm,则可求出加速度的大小为　　　　m/s2。  D组 高考怎么考 限时15分钟　　　　　 　　　　　 　　　　　 18.(浙江1月选考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示。 图1 ①需要的实验操作有　　　　(多选);  A.调节滑轮使细线与轨道平行 B.倾斜轨道以补偿阻力 C.小车靠近打点计时器静止释放 D.先接通电源再释放小车 ②经正确操作后打出一条纸带,截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点,则计数点1的读数为　　　　cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,则打计数点2时小车的速度大小为　　　　m/s(结果保留3位有效数字)。  19.(全国甲)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0.1 s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD=　　　　cm,=　　　　cm/s。  位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 (cm/s) 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Δt的变化关系,如图(c)所示。请在图中补全实验点。 (3)从实验结果可知,小车运动的-Δt图线可视为一条直线,此直线用方程=kΔt+b表示,其中k=　　　cm/s2,b=　　　cm/s。(结果均保留3位有效数字)  第二章　匀变速直线运动的研究 1.实验:探究小车速度随时间变化的规律 A组 教材夯基础 1.AB　在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,通过打点计时器在纸带上打点,借助刻度尺测量长度,故选A、B。 2.BCD　使用电磁打点计时器时,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,而使用电火花计时器时,是利用计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘等,产生火花放电,从而在纸带上打出一行点迹,不是利用复写纸,故A错误;实验中要尽量在纸带上打出更多的点,同时为了打点的稳定,操作中要先启动打点计时器然后拉动纸带,故B正确;操作中要求拉动纸带的方向应与限位孔排列方向平行,以减小误差,故C正确;打点计时器应固定,否则纸带带动打点计时器移动,所测数据会出现很大误差,故D正确。 3.D　钩码的质量并不是越大越好,故D错误。 易错易混辨析 4.√　5.✕　6.✕　7.√　8.√ B组 单一知识点 9.B　选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大,在用直尺测量这些点间的距离时,在测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,故A正确;在实验中,如果小车运动的速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确度会降低,因此小车的速度略大一些较好,故B错误;为了减小长度测量的相对误差,应舍去纸带上过于密集的点,故C正确;如果实验中所用长木板各部分的平整程度不同,小车的速度变化会不均匀,从而导致实验误差增大,故D正确。 10.答案　(1)交流　0.02　(2)B　(3)刻度尺 解题思路　(1)常见的打点计时器使用的都是交流电源。当电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点。 (2)由于小车速度较快,且运动距离有限,纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通电源,后释放纸带,故A、C错误,B正确;纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小,故D错误。 (3)除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,用于测量纸带上点间的距离。 11.B　考虑误差的存在,则所有点可能不在一条直线上,画线时,应让图线通过尽可能多的点,偏离较小的点均匀分布在图线两侧,偏离图线太远的点,不属于误差,而属于错误,①③错误,②④正确。故选B。 12.答案　(1)0.40　(2)不变 解题思路　(1)v-t图像斜率表示加速度,有a== m/s2=0.40 m/s2。 (2)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,因频率不变,打点的周期不变,则不影响测量情况,即加速度的测量值与实际值相比不变。 13.答案　(1)21.40　(2)图见解题思路　0.50 (3)11.60(11.50~11.60)　开始计时时小车的速度(打A点时小车的速度) 解题思路　(1)电磁打点计时器的工作频率是50 Hz,则每隔0.02 s打一次点,根据题意可知,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,则有vC== cm/s=21.40 cm/s。 (2)根据题中信息可得vE=31.35 cm/s、vF=36.30 cm/s,根据数据描点作图,用平滑曲线连接,如图所示。 v-t图线的斜率表示加速度,所以a=k== m/s2=0.50 m/s2。 (3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是11.60 cm/s,此速度的物理意义是:开始计时时小车的速度(打A点时小车的速度)。 14.答案　(1)C　(2)1.2　向右 解题思路　(1)为了更好地利用纸带,在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,后让物体运动,A错误;电磁打点计时器使用交流电的电压约为8 V,而电火花计时器使用220 V交流电源,B错误;使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越长,C正确;纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,D错误。 (2)根据图像的斜率可知a=|k|==1.2 m/s2,由于小车做减速运动,运动方向一定向右。 C组 综合知识点 15.答案　(1)窄　(2)　　(3) 解题思路　(1)为了更准确地测得滑块通过光电门的速度,遮光片应选择较窄的。 (2)通过光电门A时的速度v1=,通过光电门B时的速度v2=。 (3)滑块的加速度a==。 16.答案　(1)0.12　0.24　(2)图见解题思路　(3)均匀增大 解题思路　(1)因为x1+x2=0.06 m,且v2==0.06 m/s,所以T=0.5 s; 因为x2+x3=0.12 m,则v3== m/s=0.12 m/s; 因为x4+x5=0.24 m,则v5== m/s=0.24 m/s。 (2)其v-t图像如图所示。 (3)小球运动的v-t图线是一条斜向上的直线,表示小球的速度随时间均匀增大。 17.答案　(1)如图所示　y　(2)b　(3)2 解题思路　(1)分别取a、b、c、d、e五段纸带的上方中点,并连线,得到的为v-t图线,y轴相当于v轴。 (2)t=0.15 s是B、C时间段的中间时刻,要求t=0.15 s的瞬时速度,只需要测出b段纸带的长度sb,然后用v=求解即可。  (3)a、e段各自中间时刻的速度分别为va==0.2 m/s、ve==1.0 m/s,根据a=得a= m/s2=2 m/s2。 D组 高考怎么考 18.答案　①ACD　②2.70~2.80　1.45~1.48 解题思路　①调节滑轮使细线与轨道平行,目的是使细线对小车的拉力为恒力,故A正确;本实验只需小车所受合力为恒力即可,不需平衡阻力,故B错误;小车靠近打点计时器静止释放,能在纸带上打出更多点,便于后续处理,故C正确;打点计时器启动时工作不稳定,故需先接通电源,打点稳定后再释放小车,故D正确。 ②计数点1的读数为2.75 cm。计数点3的读数为8.60 cm,两相邻计数点间的时间间隔为0.02 s,故打计数点2时小车速度v2== m/s≈1.46 m/s。 19.答案　(1)24.00　80.0　(2)图见解题思路 (3)70.6(70.0~71.2均正确)　59.0 解题思路　(1)由纸带上的数据可得ΔxAD=6.60 cm+8.00 cm+9.40 cm=24.00 cm,平均速度==80.0 cm/s。 (2)描点连线,作出的图像如图所示。 (3)=kΔt+b中k表示图线斜率,b表示图线纵截距,由-Δt图线可得k≈70.6 cm/s2,b=59.0 cm/s。 学科网（北京）股份有限公司 $