课时测评5 探究小车速度随时间变化的规律（word练习）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

课时测评5　探究小车速度随时间变化的规律 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(8分)研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，打点计时器的电源频率为50 Hz。 (1)部分实验步骤如下，其中正确的有　　　　。 A.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 B.必须抬高木板右端，补偿阻力 C.将小车尾部与纸带相连，小车停靠在打点计时器附近 D.先释放小车，后接通电源 (2)规范操作后，得到一条纸带，以纸带上能够看清的某个点作为0点，每5个点取一个计数点，测量各计数点与0点的距离，如图(b)所示，则纸带上打计数点2时的小车速度大小v2＝　　　　m/s，打计数点4时的小车速度大小v4＝　　　　m/s。(结果均保留3位有效数字) (3)小车运动的加速度大小a＝　　　　m/s2。(结果保留3位有效数字) 答案：(1)AC　(2)0.504　0.805　(3)1.50 解析：(1)把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔，选项A正确；此实验中小车做匀加速运动即可，不需要补偿阻力，选项B错误；将小车尾部与纸带相连，小车停靠在打点计时器附近，选项C正确；实验时要先接通电源，后释放小车，选项D错误。 (2)相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，打计数点2时的小车速度大小v2＝＝0.504 m/s，打计数点4时的小车速度大小v4＝≈0.805 m/s。 (3)加速度大小a＝＝＝1.50 m/s2。 2.(6分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) (1)由图(b)可知，小车在桌面上是　　　　　　(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)所示的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为　　　　m/s，加速度大小为　　　　m/s2。(结果均保留2位有效数字) 答案：(1)从右向左　(2)0.19　0.038 解析：(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的。 (2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝ s＝ s。根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为vA＝ m/s≈0.19 m/s。根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a＝＝ m/s2≈－0.038 m/s2，因此加速度的大小为0.038 m/s2。 3.(6分) (2023·广东省佛山市顺德区高三下学期适应性考试)某实验小组设计创新实验来测量物体的质量，实验装置如图甲所示。 (1)用轻绳一端连接小车，另一端挂上两个钩码，适当垫高木板左侧，轻推小车使其向右滑动，依次通过光电门2和光电门1的时间相等(小车通过两光电门过程中，钩码未到达滑轮处)。 (2)如图乙所示，用刻度尺测量遮光片宽度d＝　　　　　cm，每个钩码质量为10 g，两光电门间距离x＝40.00 cm。 (3)取下钩码和轻绳，小车向右做加速运动，测出遮光片通过光电门2和光电门1的时间分别为Δt2＝10.0 ms、Δt1＝4.0 ms，则小车经过光电门1的速度为v1＝　　　　　m/s，经过光电门2的速度为v2＝　　　　　m/s。(计算结果均保留两位有效数字) (4)根据获得的数据可计算出小车质量M＝　　　　　kg。(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字) 答案：(2)0.40　(3)1.0　0.40　(4)0.17 解析：(2)遮光片宽度d＝1.40 cm－1.00 cm＝0.40 cm。 (3) 小车经过光电门1的速度为v1＝＝1.0 m/s 经过光电门2的速度为v2＝＝0.40 m/s。 (4)根据速度—位移公式，有－2ax＝－ 由牛顿第二定律，可得2mg＝Ma 联立解得M≈0.17 kg。 4.(6分)(2024·广东省深圳市高三一模)某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50 Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。 (1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如图甲所示，纸带中BC段的平均速度为vBC＝　　　　 m/s。(结果保留两位有效数字) (2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如图乙所示，若用图乙中曲线描述人运动的速度—时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为　　　　 s，请根据图乙估算该同学的步幅为　　　　m。(均保留两位有效数字) 答案：(1)1　(2)00　03 解析：(1)相邻两个计数点间的时间间隔T＝1 s，纸带中BC段的平均速度为vBC＝＝ m/s＝1 m/s。 (2)纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为T＝10 s 该同学的运动具有周期性，可知该同学的步幅为图像一个周期内每段纸带长度之和，该同学的步幅为s＝(8＋10＋10＋10＋70) cm≈3 m。 5.(8分)为了测定斜面上小车下滑的加速度，某实验小组利用DIS(数字化信息系统)技术进行实验，如图所示。当装有宽度为d＝2 cm的遮光条的小车经过光电门时，系统就会自动记录挡光时间，并由相应软件计算遮光条经过光电门的平均速度来表示瞬时速度。某次实验中，小车从距离光电门中心为L处由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为T＝0.04 s。 (1)计算小车经过光电门时的速度为　　　　m/s。 (2)试写出计算小车下滑的加速度a的表达式：　　　　　　(用d、T和L表示)。 (3)若L＝0.5 m，则小车下滑的加速度为　　　　m/s2。 (4)测量计算出来的加速度比真实的加速度　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案：(1)0.5　(2)a＝　(3)0.25　(4)偏小 解析：(1)小车经过光电门时的速度v＝，解得v＝0.5 m/s。 (2)依据匀变速直线运动的速度与位移的关系，有v2＝2aL，又v＝，解得a＝。 (3)由(2)中的表达式，代入数据可以得到a＝0.25 m/s2。 (4)利用光电门测得的速度是平均速度，在匀变速直线运动中，平均速度与中间时刻的瞬时速度相等，小于中间位置的瞬时速度，而在测量位移L时，测的是光电门中间位置与遮光条之间的距离，大于中间时刻所在位置与遮光条之间的距离，所以测量计算出来的加速度比真实的加速度偏小。 6.(8分)小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是　　　　　。 (2)下列主要操作步骤的正确顺序是　　　　　。(填写各步骤前的序号) ①把刻度尺竖直固定在墙上； ②捏住小球，从刻度尺旁静止释放； ③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置； ④打开手机摄像功能，开始摄像。 (3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为　　　　 m/s2(保留2位有效数字)。 (4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，　　　　(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。 答案：(1)小钢球　(2)①③④②　(3)9.6(9.5～9.7均可)　(4)仍能 解析：(1)小钢球受到的空气阻力相比其重力很小，可近似认为做自由落体运动，故选小钢球。 (2)安装好器材后，先固定手机调好镜头位置，再打开手机摄像功能进行摄像，再由静止释放小球，故顺序是①③④②。 (3)由题图乙读得x1＝2.50 cm，x2＝26.50 cm，x3＝77.20 cm，由(x3－x2)－(x2－x1)＝gT2，T＝ s，解得g≈9.6 m/s2。 (4)释放时手晃动，导致小球的运动偏离了竖直方向，但在小球下落过程中，小球竖直方向的分运动仍然是初速度为零加速度为重力加速度g的运动，故仍能用(3)问的方法测出重力加速度。 7.(8分)用如图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 (1)实验的主要步骤： ①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d＝　　　　　mm。 ②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x。 ③滑块从A点静止释放(槽码落地前挡光片已通过光电门)。 ④读出挡光片通过光电门所用的时间t。 ⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。 (2)根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出-x图线如图丙所示，求得该图线的斜率k＝　　　　m－1·s－2；由此进一步求得滑块的加速度a＝　　　　m·s－2。(计算结果均保留3位有效数字) 答案：(1)①6.60　(2)2.38×104　0.518 解析：(1)①根据游标卡尺读数规则，挡光片的宽度 d＝6 mm＋12×0.05 mm＝6.60 mm。 (2)该图线的斜率k＝×104 m－1·s－2≈2.38×104 m－1·s－2 滑块通过光电门时的速度v＝ 结合v2＝2ax，可得＝x 则有k＝ 代入数据解得滑块的加速度a≈0.518 m·。 学生用书⬇第21页 学科网（北京）股份有限公司 $