训练6 实验一：探究小车速度随时间变化的规律-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

训练6实验一：探究小 1.(12分)(2023·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，实验装置如图甲 所示。 得分 甲 (1)(多选)需要的实验操作有 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由静止释放 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 图乙所示。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50Hz,则打计数点 2时小车的速度大小为 m/s。(结果均保 留三位有效数字) 0 2 3 TTiT中iT中iTi布 0 cm 1 2 3 5 6 8 0 101112 2.(18分)(2023·全国甲卷)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。 得分 打点计时器 小车 纸带 木板 钩码 图(a) <6.60←8.00→-9.40→—10.90→￥—12.40→ A B c 单位：cm 图b) (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，小车发生相应位移所用时间和平均速 (横线下方不可作答)30 班级： 姓名： 手速度随时间变化的规律（总分：60分） 度分别为△t和U。表中△xAD= cm, UAD cm/s。 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 00 87.3 94.6 (2)根据表中数据，得到小车平均速度v随时间△ 的变化关系，如图(c)所示。在图(c)中补全实 验点。 ↑/(cm·s-l) 105 95 85由 75H 65田 5进△水 00.10.20.30.40.50.6 图(c) (3)从实验结果可知，小车运动的-△t图线可视 为一条直线，此直线用方程v=k△t十b表示，其中 k= cm/s2,6= cm/s。(结果均 保留三位有效数字) (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vA= ,小车的加速度大小a= 。（结 果用字母k、b表示) 3.(12分)某同学用如图甲所示的装置测量重力加 速度。 光电门 玻 TTTTTTTcm 15 16 1缓冲物 cm 1516 甲 乙 实验器材：玻璃条（白色是透光部分，黑色是宽度 均为d=1.00cm的挡光片)，铁架台，数字计时器 (含光电门)，刻度尺，缓冲物。主要实验过程如下： 得分 1 第一章运动的描述匀变速直线运动 (1)将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃 条下落的缓冲物。 (2)用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示 数如图乙所示，读出两挡光片间的距离L= cm。 (3)手提玻璃条上端使它静止在 方向上， 让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。 (4)让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别 为t1=10.003ms和t2=5.000ms。 (5)根据以上测量的数据计算出重力加速度g m/s2(结果保留三位有效数字)。 4.(18分)(2025·北京西城区高三期末)某同学用图 甲所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规 律。安装好器材后，接通电源，释放小车，打出一 条纸带。舍去开始密集的点迹，从便于测量的点 开始，每隔四个点取一个计数点，如图乙中0、1、 2、…、7点所示。 得分 打点计时器 纸带 小车 接电源 甲 单位：cm 0 2 3 5 -21.05 26.55 32.45 乙 (1)(多选)实验中，除打点计时器、小车、长木板、 铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，还必须 使用的有 0 A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)某同学计算出打下1、2、3、4、5这五个计数点时 小车的速度，并在图丙上画出坐标点。请帮助他计 算打下计数点6时小车的速度v= m/s,并 红对勾·讲与练 302 在图丙中标出计数点6对应的坐标点，作出v-t 图线。 (3)根据图丙，测得小车的加速度a= m/s (结果保留两位有效数字)。 ↑m·s) 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10中 0 0. 0.20.30.40.50.60.7/s 丙 (m·s) ① ● ● ● ● ● ● ● ● ③ ● ● ● ● ● ● 00.10.20.30.40.50.60.7t/s 丁 (4)某同学把这条纸带每隔T=0.1s剪断，得到 若干段短纸条，测得长度依次为L1、L2…L,（单 位：m)。再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图 丁所示，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，并 以纸带的宽度代表T的时间间隔。这些短纸条上 端的中心点近似在一条直线上，该同学把它们连 接起来作出图线①。若将图线①转化为小车的 v-t图像。则图丁中纵坐标“()”位置标出的 速度值为 (用题中的字母表示)。该同学 发现每段短纸条上的第2个点，也近似在同一条 直线上，如图线②所示。若测得图线②的斜率为 k,则小车加速度a与斜率k的关系式为 高三物理·基础版 ■5.D由题图可知，1~3s甲、乙两车的 位移相等，两车在t=3s时并排行驶， 所以两车在t=1s时也并排行驶，由 △v 2 题图可知a甲= 2 m/s2=10m/s2, △r ac= △w20-10 m/s2=5m/s2,0 △t 2 1 1s的位移为 x甲=2a甲 10X1 m=5 mx=vt+241= (10×1+2×5X1）m=12.5m, △x=x元-x甲=12.5m-5m=7.5m, 即在t=0时，甲车在乙车前7.5m,故 A、B错误；由分析可知，甲、乙两车相 遇时间分别在1s和3s,故C错误；1s 末甲车的速度为v=a甲t=10× 1m/s=10m/s,13s,甲车的位移为 x=t+2a,2=(10×2+号×10× 2)m=40m,即甲、乙两车两次并排 行驶的位置之间沿公路方向的距离为 40m,故D正确。 6.C根据图像可知，甲、乙两车均做匀 加速直线运动，加速度分别为a1= △w112 △ti 6 m/s2=2m/s2,a2= △Ug △t1 12-6 m/s=1m/s2,乙车的加速度小 6 于甲车的加速度，甲、乙两车的位移分 别为1=a=t4= :2=含f+61,则甲，乙两车的间 1 距为△x=x2-(x1十10m)= 22+6t-10m,所以甲、乙两车的 间距图像是对称抽为t=6s的向下开 口的抛物线，且t=0时△x=一10m, t=2s或t=10s时△x=0,t=6s时 △x=8m,所以可以看出，0~2s内，甲 车在乙车前面，且间距慢慢变小，直到 t=2s,乙车追上甲车，2一6s内，乙车 在甲车前，且间距慢慢变大，直到t= 6s,乙到达甲前的最远处，6一10s内， 乙车仍在甲车前，但间距慢慢缩小，直 到t=10s,甲车追上乙车，之后甲车超 过乙车且间距不断增大，故A、D错误， C正确：根据以上的分析可知，t=6s 时，乙车在甲车前面的距离为8m,故 B错误。 7.D根据v-t图像的斜率表示加速度， 知两车加速过程的加速度分别为a甲 40-0 60-0 = 5 m/s =8 m/sa= 9-3 m/s 10m/s2,所以甲车的加速度大小比乙 车的加速度小，故A错误；由U-t图像 可知，在第7s末，两车的速度相等，而 图像与t轴围成的面积表示位移，所以 从开始到7s,甲车通过的路程为 xp=号×40×5m+40X(7-5)m户 504 红构·讲与练·高三物理 ·县 1 180m,乙车通过的路程为xt=2X 40×(7-3)m=80m,两车路程之差 为x甲一x2=100m,所以只有在x。= 100m时，甲、乙两车7s末才相遇，故 B错误；由以上的分析可知，当两车速 度相等时间距最小，所以在t=7s时 两车的间距最小，则间距为△s=x乙十 x。一x甲=一30m,即此时甲车已经追 上乙车，则两车距离最近出现在7s之 前，所以两车间距最小为0，故C错误； 从甲车运动开始计时到7$末，甲车的 平均速度为甲=三m/s,乙车 t 的平均速度为2=号=？m/.甲 80 车的平均速度大于乙车的平均速度， 故D正确。 8.Dv-t图像的斜率表示加速度，所以 40 20m/s=-2m/s,a2= 30 m/s2=一1m/s2,则甲、乙的加 30 速度大小之比为2：1，故A错误；因为 甲车在前，乙车在后，且在10s之前， 甲车的速度大于乙车的速度，在10s 之后，甲车的速度小于乙车的速度，所 以在10s时，两车相距最远，故B错 误；根据图像可知，甲车运动的总位移 为x甲=2 ×40×20m=400m,乙车 运动的总位移为x2=号义30X30m一1 450m,则两车的最小距离为△x= x0-(x元-xP)=[60-(450-400]m= 10m,则两车不可能发生碰撞，故C错 误，D正确。 9.(1)2m/s2(2)16m(3)4m/s 解析：(1)设货车的加速度大小为a黛， 根据匀变速直线运动位移一速度关 系，即0-v=一2atx, 代入数据可得a衡=2m/s。 (2)当出租车开始刹车时，货车在t= 5s这段时间内运动的位移为 x袋=u1t-之agt=75m, 出租车运动的位移为x出=vot=90m, 当出租车开始刹车时，两车之间的距 离为△x=x0十x黛一x出=16m。 (3)出租车开始刹车时，货车的速度为 v2=v1-a t=10 m/s, 设再经t1时间二者速度相等时，此时 两车均未停止，恰好不相碰，有速度关 系vo一a出t1=U2一a黛t1, 位移关系v0t1一 2a出ti=Ax+ 0一之ati,解得出租车的加速度 大小a出=4m/s2, 经验证两车速度均为2m/s,未停止， 符合实际。 10.(1)8m/s(2)6m 解析：(1)设泥石流到达坡底的时间 为t1,速度为v1, 础 1 根据位移公式有x1=ot1十2Q1ti, 由速度公式有v1=v0十a1t1, 代入数据解得t1=10s,U1=8m/s。 (2)泥石流到达坡底时，汽车速度为 v:=a3(t-to)=4 m/s, 汽车位移x,=2a,(11-to)=16m, 当汽车的速度与泥石流速度相等时， 泥石流与汽车相距最近， 设泥石流到达坡底后汽车又加速时 间为t2,故有v1一a2t2=v2十a3t2, 泥石流水平位移为x觉=0t,一2a,t5, 汽车位移为x汽=vt,十2at, 相距最近的距离为x=xo十x一x泥· 由以上各式解得x=6m。 训练6实验一：探究小车 速度随时间变化的规律 1.(1)ACD(2)2.751.48 解析：(1)实验需要调节滑轮使细线与 轨道平行，A正确；该实验只要使得小 车加速运动即可，不需要倾斜轨道补 偿阻力，B错误：为了充分利用纸带，小 车应靠近打点计时器由静止释放，C正 确：实验时应先接通电源再释放小车， D正确。 (2)计数点1的读数为2.75cm。已知 打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz,则打点周期T=0.02s,打计数 点2时小车的速度大小为0=2T (8.65-2.75)×10-2 tm/s≈1.48tm/s。 0.04 2.(1)24.0080.0(2)见解析图 (3)71.7(70.073.0均可)59.0 (58.259.8均可)(4)b2k 解析：(1)A、D间的位移为△xAD= △xAB十△xx十△xcn=24.00cm。 从A到D的时间为△taD=3△T=0.3s, AD段的平均速度为 △xAD=80.0cm/s。 DAD=△tAD (2)如图所示。 ↑cm·s) 105年 95 85田 75 65 (3)根据描点连线得到v-△t图线，由 图线可知k=101.4-59.0 ctm/s2≈ 0.6 70.7cm/s2,b=59.0cm/s。 (4)小车做匀加速直线运动，由位移与 1 时间的关系式x=ut十之at整理得 =0十a1,即0=A十豆a,结 1 t 合v=k△t十b可知，vA=b,a=2k。 3.(2)15.40(3)竖直(5)9.74 解析：(2)两挡光片间的距离 L=15.40cm-0=15.40cm。 (3)手提玻璃条上端使它静止在竖直 方向上，让光电门的光束从玻璃条下 端的透光部分通过。 (5)玻璃条下部挡光条通过光电门时的 速度为u1=t1 .d1.00×10-2 -10.003X10m/s≈ 1.00m/s,玻璃条上部挡光条通过光 电门时的速度为v2= d 1.00×10-2 5.000×10m/s=2m/s,根据速度 与位移公式有一=2gL,代入数 据解得重力加速度g= 2L 9.74m/s2。 4.(1)AC(2)0.57见解析图 (3)0.43(0.420.44均可) (4 a=2.5k 解析：(1)必须使用电压合适的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，故 选AC。 (2)因电源频率为50Hz,每隔四个点 取一个计数，点，故相邻两计数点之间 的时间间隔为0.1s,则打下计数点6 时小车的速度为v= (32.45-21.05)×10 2×0.1 -m/s=0.57m/s。 描，点连线得到的v一t图线，如图所示。 ↑W(m…s-1) 0.70用 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 o 00.10.20.30.40.50.60.7s (3)小车的加速度为 a=是-a 0.7 m/s2≈0.43m/s2。 (4)因为剪断的纸条所用的时间都是 T=0.1s,即时间T相等，所以纸条的 长度之比等于此段纸条的平均速度之 比，而此段纸条的平均速度等于这段 纸条中间时刻的瞬时速度，即纸条的 高度之比等于中间时刻瞬时速度之 比。则题图丁中纵坐标“( )”位置 标出的速度值为口=丁。图线的斜率 表示加速度，可知小车加速度a与斜 率k的关系式为a=2.5k。 第二章相互作用 训练7重力弹力 1.D由于物体放在水中时受到向上的 浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹 簧测力计的示数减小了，但物体的重 力并不改变，A错误；当两物体所处的 地理位置相同时，g值相同，质量大的 物体的重力必定大，但当两物体所处 的地理位置不同时，如质量较小的物 体放在地球上，质量较大的物体放在 月球上，由于月球上g值较小，导致质 量大的物体的重力不一定大，B错误； 重力的方向是竖直向下的，C错误：物 体的重心位置由物体的形状和质量分 布情况共同决定，物体的形状改变后， 其重心位置往往发生改变，D正确。 2.C运动员静止于水平地面上，水平方 向受力平衡，可知运动员不受摩擦力 的作用，故A错误：运动员对地面的压 力大小等于运动员的重力大小，压力、 重力是不同性质的力，故运动员对地 面的压力不是重力，故B错误；运动员 受到的支持力和重力是一对平衡力， 故C正确；运动员受到的支持力是由 于地面形变产生的，故D错误。 3.A甲图中F,为桌面受到的压力，是 由于书的形变，对桌面产生向下的弹 力，A正确：根据胡克定律可知，弹簧 发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹 簧的形变量成正比，B错误：丙图中碗 对筷子的弹力应垂直该处碗的切面斜 向上，即沿接触，点与碗心的连线向上， C错误；绳的拉力一定沿着绳而指向绳 收缩的方向，D错误。 4.D若球与小车一起沿水平方向做匀 速运动，则球在b处不受支持力作用； 若球与小车一起水平向左做加速运 动，则球在a处受到的支持力可能为 零，故D正确。 5.BF的大小合适时，铁球可以静止在 无墙的斜面上，F增大时墙面才会对 铁球有弹力，A错误，B正确；斜面必须 对铁球有斜向上的弹力才能使铁球不 下落，该弹力方向垂直于斜面且一定 通过铁球的球心，但不一定通过铁球 的重心（因为铁球的质量分布不一定 均匀)，C、D错误。 6.B根据胡克定律F=kx可知，弹簧的 弹力与弹簧的形变量成正比，且弹簧 长度的增加量与对应的弹力增加量成 正比，A错误，B正确；F-△x图像的 斜率代表弹簧的劲度系数，则有= Az10x10 N/m=200 N/m.C.D △F 20 错误。 7.C该弹簧测力计的示数等于弹簧一 端受到的拉力，则示数为1.0N,A、B 错误；该弹簧的劲度系数为= △x 0.05N/m=20N/m,C正确；不挂钩 码时，该弹簧的劲度系数不变，仍为 20N/m,D错误。 8.D当小车匀速运动时，弹簧弹力大小 等于小球重力大小，此时细绳的拉力 F?=0:当小车和小球向右做匀加速直 线运动时，细绳的拉力不可能为零，弹 簧弹力有可能为零，故D正确，A、B、C 错误。 9.B小球处于静止状态，所受合力为 零，杆对小球的作用力方向不可能是 F,,故A错误；当弹簧的弹力为零时， 杆对小球的作用力方向是F?,由平衡 条件知F,=g,故D错误；当弹簧处 于伸长状态时，杆对小球的作用力方 向可能是F2,则F,等于重力和弹力 的合力，所以F2>mg=F3,故B正 确；当弹簧处于压缩状态时，杆对小球 的作用力方向可能是F1,且F1一定 大于F3,故C错误。 10.BC物体A受重力、弹簧的弹力及地 面的支持力而处于平衡状态，若弹力 向上，则支持力FA=GA一F1=8N一 4N=4N,若弹力向下，则支持力 FA=GA十F1=8N+4N=12N。对 整体分析，整体受重力、细线拉力及 地面的支持力，若支持力为4N,则细 线拉力F,=GA十Gn一FA=10N,若 支持力为12N,则细线拉力F,= GA十GB-FA=2N。由牛顿第三定 律可知B、C正确，A、D错误。 11.D设杆对小球的弹力F在竖直方向 的分力为F,,在水平方向的分力为 F,由牛顿第二定律可知，F,=mg, F,=ma,则F=√(mg)'十(mma), 综上所述，A、B、C错误，D正确。 12.A对石块P受力分析如图所示，由 几何关系知0=180 =45°，根据平衡 4 条件得，Q对P的作用力大小F2= cos45=Emg,A正确，B、C、D mg 错误。 F P mg 59Q z77777777777772772 训练8摩擦力 1.B对小球受力分析可知，小球受重 力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用， 根据平衡条件可知，小球在竖直方向 上受到的摩擦力与重力大小相等，方 向相反，A错误，B正确：增大铁夹对小 球的压力，小球受到的摩擦力仍等于 重力，大小不变，C错误：若水平移动铁 夹，由于小球在竖直方向受力始终平 衡，则小球受到的摩擦力大小不变，D 错误。 2.C向上运动的过程中，该同学双手可 能始终与竖直杆之间没有相对滑动， 所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦 力，而公式F:=Fy是计算滑动摩擦 力的公式，故A错误：若该同学在上升 过程中，双手始终与竖直杆之间没有 相对滑动，则不管是在匀速运动阶段 还是加速阶段，该同学受到的摩擦力 均为静摩擦力，故B错误，C正确；该同 学双手可能始终与竖直杆之间没有相 对滑动，所以杆与手之间的摩擦力为 静摩擦力，而手与杆之间的弹力越大， 最大静摩擦力越大，不能说该同学所 受摩擦力越大，故D错误。 参考答案505