2026届高考物理一轮复习题型训练 10.1实验：研究匀变速直线运动

题型训练10.1实验：研究匀变速直线运动 1.在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示. (1)由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为 ( ) A. AC段是匀加速运动；DE段是匀速运动 B. AC段是加速运动；DE段是匀加速运动 C. AC段是加速运动；DE段是匀速运动 D. AC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动 (2)在与AB、AC、AD段对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是 段中的平均速度. 2.图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点.加速度大小用a表示. (1)OD间的距离为 cm. (2)图乙是根据实验数据绘出的s-t²|图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示 ，大小为 m/s²(保留三位有效数字). 3.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，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图.依 次测得 小球 各 相邻位置间 的距离为x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆. (1)写出小球在位置1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)在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是 误差.(填“偶然”或“系统”) 4.研究小车打点计时器、匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调.打点 计 时 器的工作 频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出. (1)部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带； B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车； C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连； D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔.上述实验步骤的正确顺序是 (用字母填写). (2)图乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T= s. (3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅= (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= . 5.某同学用图乙所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下： a.安装好实验器材. b.接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图丙中0，1,2…6点所示. c.测量1，2，3…6计数点到0计数点的距离，分别记作： d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动. e.分别计算 出 s₁、s₂、s₃···s₆与对应时间的 比值 f.以 为纵坐标、t为横坐标，标出 与对应时间t的坐标点，划出 图线. 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 .(填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重锤 (2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0，1，2，5计数点所在位置如图丁所示，则： cm,s₅= cm. (3)该同学在图戊中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出 图像. (4)根据 图线判断，在打0计数点时，小车的速度 它在斜面上运动的加速度a= m/s². 6.用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律. 主要实验步骤如下： a.安装好实验器材.接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次. b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t=0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图乙中A、B、C、D、E、F……所示. c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v₁、v₂、v₃、v₄、v₅······ d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示. 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和 .(填选项前的字母) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码) (2)在图丙中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像. (3)观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 ，v-t图像斜率的物理意义是 . (4)描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是 (填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差 (填“有关”或“无关”). (5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图丁所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想，请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的. 7.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钧码相连.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点时小车的位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移△x填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为△t和v.表中 位移区间 AB AC AD AE AF △x(cm) 6.60 14.60 △xAD 34.90 47.30 v(cm/s) 66.0 73.0 VAD 87.3 94.6 (2)根据表中数据，得到小车平均速度 随时间△t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 (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点时小车的速度大小 ，小车的加速度大小 .(结果用字母k、b表示) 题型训练10.1 实验：研究匀变速直线运动 1.(1)C;(2)AB. 【解析】由匀变速直线运动规律知，位移与时间成一次函数时，图像是直线，物体做匀速运动，当位移与时间成二次函数时，图像时曲线，物体做加速运动.从图上可以看出，从A到C的位移与时间图像的斜率逐渐增大，即速度大小逐渐变大，从D到E的过程中的图像为直线，斜率恒定，所以AC段是加速运动，DE段是匀速运动.由瞬时速度的定义知，当时间非常短时，该位移与所用时间的比值(平均速度)就是物体在这一时刻的瞬时速度.时间短，位移也小，所以AB段的平均速度最接近A点的瞬时速度. 2.(1)1.18~1.22;(2) ,0.928(0.916~0.928). 【解析】(1)毫米刻度尺要估读到毫米下一位，由刻度尺读数知OD的长度为2.20cm-1.00cm=1.20cm; (2)由运动学公式有 由图可知物体做的是初速度为0的匀加速运动，则 可知s-t²图像斜率表示加速度的一半，由图像可得 即a=2k=0.928m/s². (3)偶然. 【解析】(1)匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，所以1位置的速度为 (2)题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则 则小球 运动过程中的的加速度大小为 (3)读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差. 4.(1)DCBA;(2)0.1; (4)见解析. 【解析】(1)实验步骤要先安装器材，再进行操作，操作完毕关闭电源，顺序为DCBA； (2)相邻两点之间还有四个点未画出，所以相邻两计数点的时间间隔T=0.02×5s=0.1s; (3)做匀变速直线运动的物体，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 (4)由逐差法知小车的加速度 5.(1)AC;(2)2.97≈2.99都对,13.19~13.21; (3)如答图所示;(4)0.180,4.80. 【解析】(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故AC正确； (2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图丙所示，则. 13.20cm，每两个打点间取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s; (3)已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，则在该图中标出2、5两个计数点对应的坐标点 ，由于 则 由于 则 66cm/s，描出对应的两点，并平滑连接图像，如图所示. (4)由上图可知，初速度 由 变式得 知匀变速直线运动的速度与时间的图像斜率k可求出加速度的大小，大小为a=2k=2× 6.(1)A. C;(2)如答图所示;(3)小车的速度随时间均匀变化，匀加速运动的加速度；(4)越小越好，有关；(5)见解析. 【解析】(1)打点计时器需用交流电源，计算速度需要利用刻度尺测量长度，故AC正确； (2)利用所给点迹描点连线，得到图像，其中C点的横坐标为3T,纵坐标为v₃; (3)由图可知速度随时间均匀增大，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了匀加速运动的加速度； (4)当△t越小时，平均速度 越接近各计数点的瞬时速度；由于计算速度需要用到△x的测量值，所以△x大小与速度测量的误差有关； (5)如果小球的初速度为0，且速度与时间成正比，那么它通过的位移x∝t²，因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，分析x∝t²是否成立，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化. 7.(1)24.00;80.0;(2)如图所示;(3)70.0~72.0;59.0~59.1;(4)b;2k. 【解析】(1)由题图(b)中纸带的相关数据可知△xAD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm,由平均速度的定义可知 (2)将坐标点(0.3s,80.0cm/s)在答图中描点,如答图所示. (3)将答图中的实验点用直线拟合，如答图所示，可知斜率k 截距b=59.0cm/s. (4)小车做匀变速直线运动，有 变形可得 故小车在t=0时，即打出A点时小车的速度大小vA=b,小车的加速度大小a满足 即a=2k. 学科网（北京）股份有限公司 $