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

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验，以纸带分析、光电门测量为核心，系统提炼数据处理方法，构建“概念-仪器-方法-误差”完整逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |纸带分析|2题|Δx=aT²判断运动类型、中间时刻速度公式|从匀变速运动特征到纸带数据处理，推导加速度与速度计算方法| |光电门测量|3题|遮光片宽度d/t求瞬时速度、v²=2aL求加速度|结合运动学公式，建立平均速度与瞬时速度的关联模型| |创新测量|1题|2h-t²图像法求g、逐差法处理数据|拓展实验方法，体现科学探究中数据处理的严谨性与误差分析|

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。请你根据题图回答以下问题： (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)(2026·四川成都实验外国语学校模拟)如图所示，图甲为探究小车匀变速直线运动规律的装置，图乙是某次实验获取的一段纸带。实验中打点计时器每隔0.02 s打一个点，A、B、C、D、E、F、G是纸带上的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，请回答以下问题： (1)除了图甲中标出的器材外，还需要　　　　。(请填选项前的字母序号) A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.弹簧测力计 (2)打C点时小车的速度大小为　　　　m/s，小车的加速度大小为　　　　m/s2。(计算结果均保留2位有效数字) 答案：(1)B　(2)0.48　0.80 解析：(1)实验目的是研究小车的匀变速直线运动规律，不需要用天平测量重物、小车的质量，故A错误；实验中需要利用刻度尺测量纸带点迹之间的间距，故B正确；打点计时器是一种计时仪器，不需要用秒表测量时间，故C错误；实验目的是研究小车的匀变速直线运动规律，不需要用弹簧测力计，故D错误。 (2)相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知两个计数点间的时间间隔t＝5×0.02 s＝0.1 s 则C点速度大小v＝＝×10－2 m/s≈0.48 m/s 由逐差法可知加速度大小a＝＝×10－2 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－＝2aL，可得滑块的加速度a＝＝。 4.(10分)(2026·河南郑州模拟)小组用如图甲所示的气垫导轨研究小车的匀变速直线运动，回答下面的问题： (1)测量遮光条宽度时游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　　　　 cm。 (2)滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1＝0.156 s，通过第二个光电门的时间Δt2＝0.078 s。遮光条通过第一个光电门的平均速度大小为v1＝　　　　m/s，遮光条通过第二个光电门的平均速度大小为v2＝　　　　m/s。 (3)遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门经历的时间为Δt＝0.5 s，则估算滑块的加速度大小为　　　　m/s2。(计算结果保留1位有效数字) 答案：(1)1.56　(2)0.1　0.2　(3)0.2 解析：(1)游标卡尺的主尺读数为1.5 cm，游标尺读数为6×0.1 mm＝0.6 mm＝0.06 cm，所以最终读数为d＝1.5 cm＋0.06 cm＝1.56 cm。 (2) 遮光条通过第一个光电门的平均速度大小v1＝＝ m/s＝0.1 m/s；遮光条通过第二个光电门的平均速度大小 v2＝＝ m/s＝0.2 m/s。 (3)滑块的加速度大小为a＝＝ m/s2≈0.2 m/s2。 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。 学生用书⬇第18页 学科网（北京）股份有限公司 $