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（新高考）

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/。(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/。(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)(2024·天津河西一模)小明用气垫导轨和光电门测量滑块做匀加速运动的加速度，如图甲所示。 (1)用游标卡尺测量遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则d＝________mm。 (2)按图甲安装好实验器材并测出两光电门间的距离L。接通电源，释放滑块，记下遮光片通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，则遮光片经过光电门B的速度vB＝________。 (3)滑块的加速度a＝______________(用测出的物理量符号L、d、t1和t2表示)。 答案：(1)1.80　 (2)　 (3) 解析：(1)游标卡尺读数为d＝1 mm＋16×0.05 mm＝1.80 mm。 (2)遮光片经过光电门A、B的速度分别为vA＝，vB＝。 (3)根据运动学公式得vB2－vA2＝2aL，可得滑块的加速度a＝。 4．(6分)(2024·河北唐山市模拟)小明同学用手机拍摄视频的方法测量木块做匀变速直线运动的加速度，测量方法和步骤如下： (1)如图，在长木板侧面平行木板固定一刻度尺(单位为cm)，并按图组装好其他器材，调节滑轮使细线与木板________。 (2)将具有高清摄像功能的手机正对长木板侧面用支架固定并调试好，先固定木块，在左边挂上钩码；启动手机录像后，释放木块，让钩码带动木块加速运动，钩码落地后结束录像。 (3)在视频编辑软件上回放录像，拖动时间进度条，按时间先后顺序找出t1、t2、t3时刻木块前端对应刻度尺上的刻度值分别为x1、x2、x3，其中图中木块前端对应的刻度值为________ cm，已知t2－t1＝t3－t2＝T，则木块的加速度大小a＝______________(用题中物理量符号表示)。 答案：(1)平行　(3)17.25(17.24～17.26均可) 解析：(1)为了使木块能够做匀变速运动，需要调节滑轮使细线与木板平行。 (3)刻度尺的分度值为0.1 cm，需要估读到0.01 cm，所以读数为17.25 cm。木块的加速度大小为a＝。 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＝m/ 。 (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)(2024·安徽黄山模拟)某同学利用如图甲所示的装置测量滑块运动的加速度，采用如下步骤完成实验： ①用游标卡尺测量挡光片的宽度d； ②用毫米刻度尺测量挡光片到光电门的距离x； ③由静止释放滑块，记录数字计时器显示的挡光片挡光时间t； ④多次改变x，测出所对应的挡光时间t； ⑤以为纵坐标，x为横坐标，作­x图像，得出一条过坐标原点的直线如图乙所示，测得其斜率为k； ⑥根据实验数据和图像，计算滑块运动的加速度a。 根据上述的实验步骤，请回答： (1)用游标卡尺测量挡光片宽度时，示数如图丙所示，则挡光片的宽度d＝________mm。 (2)滑块通过光电门时的速度大小v＝________(用实验中所测物理量符号表示)。 (3)滑块运动的加速度大小a＝________(用k、d表示)。 答案：(1)3.4　(2)　(3)kd2 解析：(1)挡光片的宽度为d＝3 mm＋4×0.1 mm＝3.4 mm。 (2)由于滑块运动的速度较快，且d较小，所以t也较小，则可近似认为v等于t时间内的平均速度，即v＝ 。 (3)根据匀变速运动速度与位移关系有v2＝2ax ，联立以上两式可得x，由题意知k＝，解得a＝kd2。 学生用书第22页 学科网（北京）股份有限公司 $