实验1 探究小车速度随时间变化的规律(课时跟踪检测)-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习学用Word（提升版）

**基本信息** 该题集聚焦高中物理匀变速直线运动实验探究，包含5道综合题，涵盖打点计时器、气垫导轨、手机拍摄等实验情境，注重仪器使用、数据处理及误差分析，适配一轮复习对实验能力的巩固提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题|5道|匀变速直线运动规律、加速度测量、仪器使用（游标卡尺/螺旋测微器）、数据处理（图像法/逐差法）|结合传统与现代实验技术，问题层次分明（基础操作-数据计算-误差分析），来源含各地模拟题及高考真题（如2025湖南高考题），贴合高考实验命题趋势|

实验1　探究小车速度随时间变化的规律 1.（1）AD　（2） 1.5　2.0　（3）1.2 解析：（1）该实验不需要秒表与天平，需要通过打点计时器记录，而打点计时器需要接到交流电源上，处理数据时需要利用刻度尺测量长度。故选A、D。 （2）由匀变速直线运动某点瞬时速度可以通过求解中间时刻的瞬时速度得到，故有vB＝＝＝1.5 m/s，同理有＝＝ m/s＝1.6 m/s，所以有a＝＝2.0 m/s2。 （3）因为剪断的纸带所用的时间都是T＝0.1 s，设两个相邻相等时间内的位移差为Δx，则根据题意有Δx＝kd＝0.6×2×10－2 m＝1.2×10－2 m，再由Δx＝aT2，解得a＝1.2 m/s2。 2.（1）1.14　（2）①2k1　② 解析：（1）遮光条的宽度d＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm＝1.14 cm。 （2）①滑块从光电门1运动到光电门2，由位移公式有x＝v0t＋at2，变化得＝v0＋at，结合-t图像可得a＝2k1。 ②滑块从光电门1运动到光电门2，由速度与位移公式有－＝2ax，变化得＝＋x，结合-x图像得a＝。 3.（1）1.4　（2）B　（3）D 解析：（1）刻度尺的最小刻度为1 mm，根据第Ⅰ幅图到第Ⅲ幅图可知小球下落的高度Δh＝10.60 cm－5.10 cm＝5.50 cm＝0.055 0 m，中间经过的时间为t＝2T＝2×0.02 s＝0.04 s，则图片Ⅱ中小球下落速度约为vⅡ＝＝ m/s≈1.4 m/s。 （2）选择材质密度大的小球，可以减小阻力的影响，故A正确；铅垂线的作用是检验刻度尺是否竖直，故B错误；小球做自由落体运动，位移方向为竖直方向，所以刻度尺应固定在竖直平面内，故C正确；手机摄像镜头应正对刻度尺固定，使得拍摄照片时相机摄像头与刻度尺垂直，故D正确。本题选错误的，故选B。 （3）由牛顿第二定律得mg－f＝ma，故a＝g－，由于小球的质量越大，g－的值就越大，v2-h图像的斜率就越大，所以小球P的质量大于小球Q的质量，故A、B错误；根据v2＝2ah，可知v2-h图像的斜率表示小球下落的加速度的2倍，故C错误；质量越大的小球在下落过程中空气阻力与质量的比值越小，即加速度越接近重力加速度，所以小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度，故D正确。 4.（1）6.60　（4）　（5）　（6）＜ 解析：（1）由图丙可知，该游标卡尺为20分度，则分度值为0.05 mm，故不透明条带的宽度为d＝6 mm＋12×0.05 mm＝6.60 mm。 （4）由运动学公式v＝，可得v1＝，v2＝，由－＝2aL，可得a＝。 （5）由v2＝2ax，可得＝x，所以斜率k＝，则a＝。 （6）如果栅栏没有与斜面平行，由-x图像可得斜率变小，所以加速度的测量值小于真实值。在真实数据中，d与L成比例增加，由公式a＝可得，加速度的测量值小于真实值。 5.（1）2.205（2.204～2.207）　（3）1.0×10－2 （4）　（5）减小 解析：（1）由螺旋测微器的读数规则可知小球的直径D＝2 mm＋0.01×20.5 mm＝2.205 mm。 （3）由于小球在A、E两点间近似做匀速直线运动，则有v＝，由题图2可知xAE＝7.02 cm－5.00 cm＝2.02 cm＝2.02×10－2 m，A、E两点间有4个时间间隔，则tAE＝4Δt＝4×0.5 s＝2.0 s，代入数据，可求得v＝1.0×10－2 m/s。 （4）由于小球在A、E两点间近似做匀速直线运动，则小球在A、E两点间运动时受力平衡，对在A、E两点间运动的小球受力分析可知，小球受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的黏滞阻力，则由力的平衡条件可知m球g＝F浮＋f，其中m球＝ρV球＝ρ·π，F浮＝ρ0gV排＝ρ0gV球＝ρ0g·π，f＝kDv，联立可得k＝。 （5）由于k为与液体有关的常量，所以换成直径更小的同种材质小球进行实验时k不变，又换成直径更小的同种材质小球进行实验时ρ、ρ0、g不变，D减小，则由k＝可知匀速运动时的速度v减小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验1　探究小车速度随时间变化的规律 1.（2026·河北石家庄模拟）利用如图所示的装置探究匀变速直线运动的规律。 （1）除图中所示器材外，下列器材必要的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； A.电压适当的交流电源 B.秒表 C.天平 D.刻度尺 （2）实验中打点周期为0.02 s，纸带宽为2 cm，小新实验小组得到如图所示的纸带，选取5个计时点，测得A、C间的距离为6.0 cm，D、E间的距离为3.2 cm。则打点B时纸带的速度为　　　　 m/s，纸带加速度为　　　　 m/s2（均保留2位有效数字）； （3）小路实验小组每隔0.1 s取一个计数点，并按相邻计数点把纸带逐段剪下如图放好，纸带左上端点近似成一条直线，如图连接后，用刻度尺测出其斜率为k＝0.6，已知纸带宽为2 cm，则纸带加速度为　　　　 m/s2（保留2位有效数字）。 2.（2025·福建福州一模）如图甲所示为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门2的时间Δt及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则d＝　　　　 cm； （2）保持其他实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放。 ①若记录几组x及对应t的数据，作出-t图像如图丙所示，其斜率为k1，则滑块的加速度大小为a＝　　　　（用k1表示）； ②若记录几组x及对应Δt的数据，作出-x图像如图丁所示，其斜率为k2，则滑块的加速度大小为a＝　　　　（用k2、d表示）。 3.（2026·江苏徐州期中）小亮同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置可得出速度、加速度等信息，实验装置如图甲所示。 某次实验小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ如图乙所示，已知相邻两帧之间的时间间隔为0.02 s，刻度尺为毫米刻度尺。 （1）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为　　　　 m/s。（结果保留2位有效数字） （2）关于实验装置和操作，以下说法错误的是　　　　。 A.选择材质密度大的小球 B.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落 C.刻度尺应固定在竖直平面内 D.固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺 （3）为了得到更精确的加速度值，小亮利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了v2-h图像，如图所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像，由图像可知　　　　（填正确选项前字母）。 A.小球P的质量等于小球Q的质量 B.小球P的质量小于小球Q的质量 C.图像的斜率表示小球下落的加速度 D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度 4.（2025·河北承德二模）图甲为用于测量小车加速度的实验装置示意图。由于设备出现故障，目前仅有一个光电门能够正常工作。为了进行实验，兴趣小组在小车上安装了一个特殊设计的栅栏（如图乙）。该栅栏由宽度相同的不透明条带和宽度相同的透明条带交替排列组成，其中L≫d。 实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量不透明条带的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示，其读数为　　　　mm。 （2）调整栅栏，使栅栏与导轨平行。 （3）将小车从斜面顶端由静止释放，用光电门测出遮光时间依次分别为t1、t2、t3、t4、t5。 （4）小车的加速度a＝　　　　。（用d、L、t1和t2表示） （5）为了精确求出加速度，测出释放小车时，各不透明条带到光电门沿斜面方向的距离x1、x2、x3、x4、x5，根据所测量的数据作出-x图像，得到图像的斜率为k，则a＝　　　　。（用k、d表示） （6）如果栅栏没有调整到与斜面平行，由此引起的误差会使加速度的测量值　　　　（选填“＜”“＞”或“＝”）真实值。 5.（2025·湖南高考11题）某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下： （1）用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，D＝　　　　 mm。 （2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔0.5 s闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是cm）。 （3）根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小v＝　　　　 m/s（保留2位有效数字）。 （4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力f＝kDv（k为与液体有关的常量），已知小球密度为ρ，液体密度为ρ0，重力加速度大小为g，则k的表达式为k＝　　　　　　　（用题中给出的物理量表示）。 （5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $