第1单元 06 实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度（加速度）（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习课时作业（基础版）

**基本信息** 聚焦直线运动瞬时速度与加速度测量，整合传统与现代实验方法，构建从仪器原理到数据处理的完整逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础仪器操作|题1|打点计时器原理与操作规范|电磁打点计时器工作原理→实验操作顺序→匀速运动纸带判断，体现运动观念| |纸带数据处理|题1(4)、2、4|纸带计数点速度计算与图像分析|相邻计数点时间间隔→平均速度近似瞬时速度→v-t图像构建，培养科学思维| |现代技术应用|题3、5|光电门/DIS/传感器数字化实验|遮光条挡光时间→瞬时速度计算→加速度公式推导，融合科学探究|

实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度) (限时40分钟) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.[2026·福建龙岩开学考试] 某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验,细线一端与小车相连,另一端绕过定滑轮悬挂钩码,通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况.请回答下列问题. (1)电磁打点计时器是用于测量　　　　的仪器,工作电源是　　　　 (选填“交流电”或“直流电”),当频率是50 Hz时,相邻打点的时间间隔是　　　　s.  (2)接通电源与释放小车,这两个操作的先后顺序应当是　　　　(填选项前字母).  A.先接通电源,后释放小车 B.先释放小车,后接通电源 C.释放小车的同时接通电源 D.先接通电源或先释放小车都可以 (3)如图所示,下列打点计时器打出的纸带中,表示小车做匀速运动的是　　　　(填选项前字母).  A. B. C. D. (4)如图是实验中得到的一条纸带.A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s.打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为　　　　m/s(结果保留两位有效数字).  2.[2025·黑龙江哈尔滨期末] 某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征.她先把打点计时器固定在与自己腰部等高的桌面上,再把穿过限位孔的纸带与腰部相连.当她沿直线步行时带动纸带运动,打点计时器便可以记录自己步行时的运动信息. (1)如图甲所示,选取点迹清晰的纸带,每0.1 s取一个计数点,则纸带中B点的瞬时速度大小为　　　　m/s(结果保留两位有效数字).  (2)如图乙所示,沿着各计数点位置把纸带裁开并编号,按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上,把每段纸带上边中点连接成平滑曲线.由图乙可估算该同学迈一步的距离为　　　　 m(结果保留两位有效数字).  (3)该同学用图乙继续研究自己运动的速度—时间关系,如果用纵坐标表示速度大小,横坐标表示时间,则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为　　　　s.  3.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)计算经过光电门时小车的速度为　　　　 m/s.  (2)试写出计算小车下滑的加速度a的表达式　　　　　　(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与真实的加速度相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”).  4.[2023·全国甲卷] 某同学利用如图甲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乙所示. 甲 乙 (1)已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s,以打出A点时小车位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和.表中ΔxAD=　　　　 cm,=　　　　cm/s.  位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 (cm/s) 66.0 73.0 87.3 94.6 (2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt的变化关系,如图丙所示.补全图丙中实验点. (3)从实验结果可知,小车运动的⁃Δt图线可视为一条直线,此直线用方程=kΔt+b表示,其中k=　　　　cm/s2,b=　　　　cm/s.(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点时小车速度大小vA=　　　　,小车的加速度大小a=　　　　.(结果用字母k、b表示)  5.[2024·贵州卷] 智能手机内置很多传感器,磁传感器是其中一种.现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件,利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度.主要步骤如下: (1)在长直木条内嵌入7片小磁铁,最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图甲所示. (2)开启磁传感器,让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器,然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落. (3)以木条释放瞬间为计时起点,记录下各小磁铁经过传感器的时刻,数据如下表所示: h(m) 0.00 0.05 0.15 0.30 0.50 0.75 1.05 t(s) 0.000 0.101 0.175 0.247 0.319 0.391 0.462 (4)根据表中数据,补全图乙中的数据点,并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的h⁃t图线. (5)由绘制的h⁃t图线可知,下落高度随时间的变化是　　　　(选填“线性”或“非线性”)关系.  (6)将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的平方t2的函数关系式为h=4.916t2(SI).据此函数可得重力加速度大小为　　　　m/s2.(结果保留3位有效数字)  学科网（北京）股份有限公司 $ 实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度) 1.(1)时间　交流电　0.02　(2)A　(3)B　(4)0.30 [解析] (1)电磁打点计时器是用于测量时间的仪器,工作电源是交流电,当频率是50 Hz时,相邻打点的时间间隔是0.02 s. (2)操作的先后顺序应当是先接通电源,后释放小车,故选A. (3)小车做匀速运动,纸带上打的点应是点迹均匀,故选B. (4)打下C点时小车的瞬时速度大小v== m/s=0.30 m/s. 2.(1)0.99　(2)0.52(0.52~0.54均可)　(3)0.1 [解析] (1)相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1 s,纸带中B点的瞬时速度近似等于AC段的平均速度,vB== m/s=0.99 m/s. (2)将纸带按顺序排列后,每段纸带长度对应0.1 s内的位移,同学的步幅为图像一个完整周期内每段纸带长度之和,该同学的步幅为s=0.52 m. (3)将图乙看成v⁃t图像,纸带的横宽d对应横坐标中的时间间隔为T=0.1 s. 3.(1)0.5　(2)a=　(3)0.25 　(4)偏小 [解析] (1)遮光条经过光电门时的平均速度v=,得到v=0.5 m/s. (2)依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)由于光电门测速度只是测量平均速度,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,却又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到遮光条之间的距离,大于中间时刻对应位置到小车初始位置的距离,所以测量计算出来的加速度与真实的加速度相比偏小. 4.(1)24.00　80.0　(2)如图所示 (3)70.0　59.0　(4)b　2k [解析] (1)根据纸带的数据可得ΔxAD=ΔxAB+ΔxBC+ΔxCD=6.60 cm+8.00 cm+9.40 cm=24.00 cm,平均速度为==80.0 cm/s. (2)根据(1)的结果补全图丙中实验点,如图所示. (3)从实验结果可知,小车运动的⁃Δt图线可视为一条直线,图像如图所示,此直线用方程=kΔt+b表示,由图像可知其中k= cm/s2=70.0 cm/s2,b=59.0 cm/s. (4)小车做匀变速直线运动,由位移公式x=v0t+at2,整理得=v0+at,即=vA+at,故根据图像斜率和截距可得vA=b,a=2k. 5.(4)如图所示　(5)非线性　(6)9.83 [解析] (4)由表中数据在图乙中描点画图,如图所示. (5)由绘制的h⁃t图线可知,下落高度随时间的变化是非线性关系. (6)如果长直木条做自由落体运动,则满足h=gt2,由h=4.916t2(SI),可得g=4.916 m/s2,解得g=9.832 m/s2≈9.83 m/s2. 学科网（北京）股份有限公司 $