第1章 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】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验探究，通过纸带分析、光电门测量等6类典例，系统构建"实验原理-数据处理-误差分析"方法链，强化科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |纸带分析|2题|逐差法求加速度、中间时刻速度公式|从Δx=aT²规律到v-t图像构建，体现运动观念形成| |光电门应用|2题|遮光片测速公式、v²=2ax推导|实验原理与运动学公式结合，培养科学推理能力| |创新实验|2题|图像法处理数据（2h-t²图线）、手机声学计时|传统实验与现代技术融合，深化科学探究素养|

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：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”，图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据下图回答以下问题： (1)根据图乙中记录的实验数据，可以推算出此次实验所用的刻度尺是________。 A．毫米刻度尺 B．厘米刻度尺 (2)实验中打点计时器每隔0.02 s打一个点，打出的纸带如图乙所示，则可大致判断出小车做__________________(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”)，这是因为____________________________________________。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则打B点时小车的速度大小是________m/s(计算结果保留2位有效数字)，速度方向是____________(选填“从A向C”或“从C向A”)。 答案：(1)A　 (2)匀变速直线运动　在连续相等时间间隔内位移差大致相等，在误差允许的范围内满足Δx＝aT2　 0.40　从C向A 解析：(1)根据题图乙中的数据，可知刻度尺的精确度是毫米，因此刻度尺是毫米刻度尺。故选A。 (2)计算出AB、BC、CD、DE、EF、FG相邻间的位移差分别是0.77 cm、0.81 cm、0.79 cm、0.81 cm、0.82 cm，因为小车的运动规律在误差允许的范围内满足Δx＝aT2，所以小车做匀变速直线运动。相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打B点时小车的速度大小是vB＝＝ m/s≈0.40 m/s，小车做加速运动，相邻两计数点间的间距越来越大，因此速度方向是从C向A。 2．(10分)(2026·广东广州天河区高三一模)某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，选出了如图乙所示的一条纸带。打点计时器电源频率为50 Hz，相邻两计数点间有四个点未画出。 (1)实验开始前___________(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。 (2)小车的加速度大小为___________ m/s2(保留2位有效数字)。 答案：(1)不需要　(2)0.80 解析：(1)本实验探究小车速度随时间变化的规律，只需要保证小车做匀变速直线运动，小车受到的合力恒定不变，所以实验开始前不需要平衡摩擦力。 (2)相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s 根据逐差法可得小车的加速度大小为 a＝ m/s2 ≈0.80 m/s2。 3．(10分)小明用气垫导轨和光电门测量滑块做匀加速直线运动的加速度，如图甲所示。 (1)用游标卡尺测量遮光片宽度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＝________(用测出的物理量符号表示)。 (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．(10分)(2026·广东广州模拟)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点由静止释放(砝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点由静止释放，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·s-2。 5．(10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的表达式为________________(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＝＝0.5 m/s。 (2)根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．(10分)小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图甲所示。他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时。记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用________。 A．钢球　　B．乒乓球　　C．橡胶球 (2)作出2h -t2图线，如图乙所示，则可得到重力加速度g＝________m/s2(结果保留3位有效数字)。 (3)在图甲中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面上的A点(小球落点附近)，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为t′＝____________(用h、t和v表示)。 (4)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确并简要说明理由：_____________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)小明同学也可以利用手机的连拍功能求重力加速度。将小球顶部与刻度尺0刻度线对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程：手机每隔0.1 s拍摄一张照片，选取连续拍摄的3张照片如图丙所示，读出三张照片中小球顶部对应的刻度分别为78.00 cm、122.00 cm、175.70 cm，计算得到当地的重力加速度g＝________m/s2(结果保留3位有效数字)。 答案：(1)A　(2)9.66　(3)t＋　(4)不正确，理由见解析　(5)9.70 解析：(1)为了减小空气阻力等因素影响，应该选用材质密度较大的钢球。故选A。 (2)根据h＝gt2，整理得2h＝gt2，故在2h -t2图像中斜率表示重力加速度，则根据图像有g＝ m/s2≈9.66 m/s2。 (3)下落过程中声音传播的时间t1＝，则小球下落的时间t′＝t＋t1＝t＋。 (4)设木条厚度为H，台阶距离地面高度h1时对应的时间间隔为t1，距离地面高度h2时对应的时间间隔为t2，有g＝＝，可知g与H无关。 (5)根据Δx＝gT2可得 g＝＝ m/s2＝9.70 m/s2。 学科网（北京）股份有限公司 $