第04讲 运动学实验（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦运动学实验高考核心考点，涵盖位移传感器、光电门传感器原理，加速度测量方法及伽利略斜面实验，按“知识解构-考向破译”逻辑架构知识点，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生系统构建实验思维，突破测量误差分析等难点。 资料突出科学思维与科学探究素养培养，如光电门实验中引导学生对比不同挡光片数据，理解瞬时速度测量原理，伽利略实验强调理想实验与逻辑推理结合。设置例题精讲、变式训练、真题溯源分层练习，保障复习针对性，助力教师把控节奏，提升学生实验题解题能力。

第04讲 运动学实验 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 位移传感器 知识点02 光电门传感器 知识点03 加速度的测量 知识点04 伽利略斜面实验 考●向●破●译 考向01 测量瞬时速度 考向02 测量加速度 考向03 伽利略斜面实验 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × × × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．由于运动学实验虽然是主要知识点，但难度不高，是比较基础性的知识点，从历年的考题上分析，出题的可能性并不大。 2．高考对这部分内容的考查，可能会以实验题的填空或选择的形式出现，通常难度不大，分值也不会太高。 3．从命题内容上看，考查测量速度和加速度、图像变换或误差分析等内容。 复习目标 1. 了解位移传感器和光电门传感器的原理和使用方法。 2. 了解测量位移、速度、加速度的数据处理方法。 3. 了解伽利略斜面实验的实验+外推的思维方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 位移传感器 1. 测量工具：位移传感器，位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离 2. 结构原理： 如图（a）所示，位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射装置；接收器内装有红外线和超声波接收器。 如图（b）所示，测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时t1，收到超声波脉冲时停止计时t2，计算机根据两者的时差Δt和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离（红外线传播时间可以忽略）。 右图是测量小车位移，发射器固定在小车上，接收器固定在支架上。 3. 数字化信息系统(Digital Information System) DIS主要由(1)传感器＋(2)数据采集器＋(3)计算机三部分组成。 工作原理是由各类传感器将实验过程中的物理量转化为电学量，体现科学研究中非常重要的“转化”思想。 知识点02 光电门传感器 1. 实验原理与方案： 某时刻（或某位置）附近极短时间（或极短位移）内的平均速度可视为物体在该时刻 （或该位置）的瞬时速度。实验需要测量两个物理量：时间间隔和相应的位移。 由于时间间隔和位移都太小，用光电门传感器，提高测量精度。 2. 实验装置与方法： 如下图所示，将光电门传感器固定在倾斜导轨上的适当位置，光电门传感器的支架与导轨垂直。使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑，并能顺利通过光电门传感器实现挡光。 A孔发射红外线，B孔接收红外线，AB之间无遮挡时电路断开，有物体挡光时电路接通，被遮挡的时间，即为挡光片通过光电门传感器的时间 Δt，小车在挡光时间内的位移 Δx 的大小即为挡光片的宽度。 3. 实验操作和数据收集 将小车从倾斜轨道的顶端附近由静止释放，记录挡光时间。更换不同宽度的挡光片，使挡光片固定在小车的同一位置，小车从导轨的同一位置由静止释放，记录挡光时间。 4. 数据分析 由实验数据的分析可知，在相同实验条件下，选择宽度为较小的挡光片时，瞬时速度的精确度较高。 知识点03 加速度的测量 1. 使用位移传感器 利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系，进行数据处理得到s－t图的斜率v随时间的变化关系，即得到v－t图，根据得到运动物体的加速度。实验步骤如下： （1）如下图，将位移传感器接收器固定在轨道顶端，将位移传感器发射器固定到小车上。 （2）记录s-t图像，使用DIS软件转换为v-t图像。 （3）选择一定区域，根据加速度的定义，使用DIS的软件计算出加速度的大小。 2. 使用光电门传感器，如下图，使用光电门传感器测量物体通过两个不同位置的瞬时速度v1和v2，装置可为水平，斜面或竖直方向，再通过测量两个位置之间距离L，通过，可计算得到加速度。 知识点04 伽利略斜面实验 1. 伽利略做了两个光滑斜面实验： 实验一：逐渐减小右侧斜面倾角，如果没有阻力，小球将在水平面上一直运动下去，即物体运动不需要力维持。 实验二：斜面外推得到自由落体规律。 实验一 实验二 2. 区别实验结论和外推结论 实验结论是观察到的事实，外推结论是在一定假设下的推论，不是直接观察到的事实。 3. 是实验直接得到的结论，v=kt是间接推演得到的结论。 物体下落高度与时间平方成正比，与物体质量无关。 4. 伽利略实验体现了理想实验与逻辑推理相结合的思想。 考●向●破●译 考向01 测量瞬时速度 例1. 如图是用DIS测定小车的加速度的实验装置。 （1）A是分体式位移传感器的_______器部分。 （2）实验获得的v-t图如图所示，是一辆从斜面下滑的小车运动的v-t图，由图可知，小车在AB段的运动可以近似地看作_____运动，小车在AB段的加速度大小为_______m/s2，小车在AB段的位移大小为_______m。 例2. （25-26高一上·上海宝山·期末）“用DIS测变速运动的瞬时速度”学生实验如图所示，将光电门固定在斜面下端某位置，将一挡光片固定在滑块上，前端齐平。在斜面上P点由静止释放滑块，测得宽为的挡光片的挡光时间，进一步算出挡光时间内滑块的平均速度，则滑块前端到达光电门时的瞬时速度________（选填“>”、“<”或“=”）。改用挡光宽度的挡光片，前端仍与滑块齐平，重复上述操作，再次测得的为。则小车加速度为________（答案保留2位小数）。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）如图是利用 DIS 实验测定小车瞬时速度的装置，小车上固定挡光片，轨道的侧面固定光电门传感器，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过光电门并挡光。实验第一小组按课本要求安放挡光片，每次从轨道的同一位置释放小车，对应四个宽度不同挡光片测得的数据如表一。 表一 次数 挡光片宽度（m） 通过光电门时间（s） 速度（m/s） 1 0.080 0.23044 0.347 2 0.060 0.17464 0.344 3 0.040 0.11662 0.343 4 0.020 0.06850 0.342 表二 次数 挡光片宽度（m） 通过光电门时间（s） 速度（m/s） 1 0.080 0.15425 0.519 2 0.060 0.11209 0.535 3 0.040 0.07255 0.551 4 0.020 0.03510 0.570 （1）该DIS实验测得的速度实质是______（选填“平均速度”或“瞬时速度”）。 （2）从实验数据分析，表中四个瞬时速度中最接近小车经过挡光片所在位置的瞬时速度值______。 （3）实验第三小组所用的器材及实验操作步骤与实验第一小组完全相同，但他们获得的四次数据如表二，对应挡光片宽度越窄速度值越大，第三小组出现这种实验结果的原因是______。 【变式训练2】某校物理学习小组的同学们设计了如图所示的实验装置来更精确测量重力加速度的大小。 该小组采用了以下实验步骤：小铁球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释放小铁球。小铁球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且小铁球经过光电门时，光电门可以记录它的遮光时间，光电门的安装位置可以上下调整，从而改变释放时小铁球到光电门发射端的竖直高度差，另外测得实验时所用小铁球的直径为。 (1)上述实验中小铁球通过光电门的速度________（用题中所测物理量字母表示）； (2)保持电磁铁的位置不变，多次改变光电门的位置，重复实验，测得多组、的值，作图像（小铁球半径不能忽略），则作出的图像应是图乙中的图线__________（填“a”、“b”或“c”），其中所选图线的斜率的物理意义为_______________（用和表示）。 (3)若小铁球直径的测量值比小铁球实际直径偏小，则实验中所测得的重力加速度的大小与真实结果相比________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）。 考向02 测量加速度 例1. （24-25高一上·上海·阶段练习）某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度（可视为恒定），在滑块上安装了宽度d=2cm的遮光条，如图所示。然后利用气垫导轨和数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为，通过光电门2所用的时间为，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t=2s，则滑块的加速度大小为 。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）如图是“用DIS测定加速度”实验中得到的一条图线。根据图上标出的A、B范围；求出该范围内的加速度值。本次实验测得的加速度是______。估算0.5s至2.0s内小车的位移是______m。 考向03 伽利略斜面实验 例1. 伽利略通过斜面实验研究自由落体运动的规律，下列说法正确的是（    ） A．丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论 B．通过甲图中的实验现象发现，物体的位移和时间成正比 C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更易观察和测量 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更易观察和测量 【变式训练1】伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，使A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B． C． D．s3﹣s2=s2﹣s1 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （2024徐汇二模）在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中，某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。 1．采用光电门传感器测量时，实验装置如图（a）所示，光电门传感器固定在导轨上，使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑。 小车 导轨 挡光片 光电门 传感器 （a） （1）更换宽度 ∆x 不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间 ∆t 记录在表格内。其中挡光时间最短的应是序号_____，平均速度最小的应是序号_____，挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号_____的平均速度。 实验序号 1 2 3 4 挡光片宽度 Δx/cm 6 4 2 1 挡光时间 Δt/s 平均速度 v/m·s−1 （2）将表中平均速度 v 和挡光时间 ∆t 的数据绘制成 v – ∆t 图像，经计算机拟合得到的函数关系如图（b）所示。则小车运动的加速度 a =_____m/s2（保留 3 位有效数字），图像截距 0.8211 的物理含义是：_______。 Δt/s v/m·s−1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.82 0.00 0.83 0.84 0.85 0.86 v = 0.6674Δt + 0.8211 （b） 2．采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（c）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的 x – t 图线，如图（d）所示。 （c） t/s 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6 0.7 0 0.4 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 0.45，61.7 0.55，55.1 0.65，46.9 0.50，58.6 0.60，51.2 x/cm （d） 0.0 （1）红外线属于_______，超声波属于________。 A．电磁波 B．机械波 （2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波频率应_______，波长应_______。 A．变大 B．变小 C．不变 （3）（论证）根据实验数据，论证 0.45 s ~ 0.65 s 之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 运动学实验 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 位移传感器 知识点02 光电门传感器 知识点03 加速度的测量 知识点04 伽利略斜面实验 考●向●破●译 考向01 测量瞬时速度 考向02 测量加速度 考向03 伽利略斜面实验 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × × × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．由于运动学实验虽然是主要知识点，但难度不高，是比较基础性的知识点，从历年的考题上分析，出题的可能性并不大。 2．高考对这部分内容的考查，可能会以实验题的填空或选择的形式出现，通常难度不大，分值也不会太高。 3．从命题内容上看，考查测量速度和加速度、图像变换或误差分析等内容。 复习目标 1. 了解位移传感器和光电门传感器的原理和使用方法。 2. 了解测量位移、速度、加速度的数据处理方法。 3. 了解伽利略斜面实验的实验+外推的思维方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 位移传感器 1. 测量工具：位移传感器，位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离 2. 结构原理： 如图（a）所示，位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射装置；接收器内装有红外线和超声波接收器。 如图（b）所示，测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时t1，收到超声波脉冲时停止计时t2，计算机根据两者的时差Δt和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离（红外线传播时间可以忽略）。 右图是测量小车位移，发射器固定在小车上，接收器固定在支架上。 3. 数字化信息系统(Digital Information System) DIS主要由(1)传感器＋(2)数据采集器＋(3)计算机三部分组成。 工作原理是由各类传感器将实验过程中的物理量转化为电学量，体现科学研究中非常重要的“转化”思想。 知识点02 光电门传感器 1. 实验原理与方案： 某时刻（或某位置）附近极短时间（或极短位移）内的平均速度可视为物体在该时刻 （或该位置）的瞬时速度。实验需要测量两个物理量：时间间隔和相应的位移。 由于时间间隔和位移都太小，用光电门传感器，提高测量精度。 2. 实验装置与方法： 如下图所示，将光电门传感器固定在倾斜导轨上的适当位置，光电门传感器的支架与导轨垂直。使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑，并能顺利通过光电门传感器实现挡光。 A孔发射红外线，B孔接收红外线，AB之间无遮挡时电路断开，有物体挡光时电路接通，被遮挡的时间，即为挡光片通过光电门传感器的时间 Δt，小车在挡光时间内的位移 Δx 的大小即为挡光片的宽度。 3. 实验操作和数据收集 将小车从倾斜轨道的顶端附近由静止释放，记录挡光时间。更换不同宽度的挡光片，使挡光片固定在小车的同一位置，小车从导轨的同一位置由静止释放，记录挡光时间。 4. 数据分析 由实验数据的分析可知，在相同实验条件下，选择宽度为较小的挡光片时，瞬时速度的精确度较高。 知识点03 加速度的测量 1. 使用位移传感器 利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系，进行数据处理得到s－t图的斜率v随时间的变化关系，即得到v－t图，根据得到运动物体的加速度。实验步骤如下： （1）如下图，将位移传感器接收器固定在轨道顶端，将位移传感器发射器固定到小车上。 （2）记录s-t图像，使用DIS软件转换为v-t图像。 （3）选择一定区域，根据加速度的定义，使用DIS的软件计算出加速度的大小。 2. 使用光电门传感器，如下图，使用光电门传感器测量物体通过两个不同位置的瞬时速度v1和v2，装置可为水平，斜面或竖直方向，再通过测量两个位置之间距离L，通过，可计算得到加速度。 知识点04 伽利略斜面实验 1. 伽利略做了两个光滑斜面实验： 实验一：逐渐减小右侧斜面倾角，如果没有阻力，小球将在水平面上一直运动下去，即物体运动不需要力维持。 实验二：斜面外推得到自由落体规律。 实验一 实验二 2. 区别实验结论和外推结论 实验结论是观察到的事实，外推结论是在一定假设下的推论，不是直接观察到的事实。 3. 是实验直接得到的结论，v=kt是间接推演得到的结论。 物体下落高度与时间平方成正比，与物体质量无关。 4. 伽利略实验体现了理想实验与逻辑推理相结合的思想。 考●向●破●译 考向01 测量瞬时速度 例1. 如图是用DIS测定小车的加速度的实验装置。 （1）A是分体式位移传感器的_______器部分。 （2）实验获得的v-t图如图所示，是一辆从斜面下滑的小车运动的v-t图，由图可知，小车在AB段的运动可以近似地看作_____运动，小车在AB段的加速度大小为_______m/s2，小车在AB段的位移大小为_______m。 【答案】 ①. 信号发射 ②. 匀加速 ③. 2 ④. 0.12 【详解】（1）[1]A是分体式位移传感器的信号发射器部分。 （2）[2][3][4]图像中AB段的近似为直线，则可以近似地看作匀加速直线运动， 小车在AB段的加速度大小为 小车在AB段的位移大小为 例2. （25-26高一上·上海宝山·期末）“用DIS测变速运动的瞬时速度”学生实验如图所示，将光电门固定在斜面下端某位置，将一挡光片固定在滑块上，前端齐平。在斜面上P点由静止释放滑块，测得宽为的挡光片的挡光时间，进一步算出挡光时间内滑块的平均速度，则滑块前端到达光电门时的瞬时速度________（选填“>”、“<”或“=”）。改用挡光宽度的挡光片，前端仍与滑块齐平，重复上述操作，再次测得的为。则小车加速度为________（答案保留2位小数）。 【答案】 < 3.99 【详解】[1]根据匀变速运动推论中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度，又因为滑块做匀加速运动， 所以可得滑块前端到达光电门时的瞬时速度小于速度。 [2]设滑块前端到达光电门时的瞬时速度为v0， 根据前面分析可得， 解得 同时有， 代入数值得a=3.99m/s2 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）如图是利用 DIS 实验测定小车瞬时速度的装置，小车上固定挡光片，轨道的侧面固定光电门传感器，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过光电门并挡光。实验第一小组按课本要求安放挡光片，每次从轨道的同一位置释放小车，对应四个宽度不同挡光片测得的数据如表一。 表一 次数 挡光片宽度（m） 通过光电门时间（s） 速度（m/s） 1 0.080 0.23044 0.347 2 0.060 0.17464 0.344 3 0.040 0.11662 0.343 4 0.020 0.06850 0.342 表二 次数 挡光片宽度（m） 通过光电门时间（s） 速度（m/s） 1 0.080 0.15425 0.519 2 0.060 0.11209 0.535 3 0.040 0.07255 0.551 4 0.020 0.03510 0.570 （1）该DIS实验测得的速度实质是______（选填“平均速度”或“瞬时速度”）。 （2）从实验数据分析，表中四个瞬时速度中最接近小车经过挡光片所在位置的瞬时速度值______。 （3）实验第三小组所用的器材及实验操作步骤与实验第一小组完全相同，但他们获得的四次数据如表二，对应挡光片宽度越窄速度值越大，第三小组出现这种实验结果的原因是______。 【答案】（1）平均速度 （2） 0.342 （3）见解析 【解析】（1）测速根据，测量结果为平均速度 （2）挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，对应的平均速度越接近挡光片所在位置的瞬时速度。 表中第 4 次实验的挡光片宽度最小（0.020m），因此其对应的速度 0.342m/s 最接近瞬时速度。 （3）可能的原因是：挡光片装反了。 【变式训练2】某校物理学习小组的同学们设计了如图所示的实验装置来更精确测量重力加速度的大小。 该小组采用了以下实验步骤：小铁球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释放小铁球。小铁球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且小铁球经过光电门时，光电门可以记录它的遮光时间，光电门的安装位置可以上下调整，从而改变释放时小铁球到光电门发射端的竖直高度差，另外测得实验时所用小铁球的直径为。 (1)上述实验中小铁球通过光电门的速度________（用题中所测物理量字母表示）； (2)保持电磁铁的位置不变，多次改变光电门的位置，重复实验，测得多组、的值，作图像（小铁球半径不能忽略），则作出的图像应是图乙中的图线__________（填“a”、“b”或“c”），其中所选图线的斜率的物理意义为_______________（用和表示）。 (3)若小铁球直径的测量值比小铁球实际直径偏小，则实验中所测得的重力加速度的大小与真实结果相比________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）。 【答案】(1) (2) (3)偏小 【详解】（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，可得小铁球通过光电门的速度为 （2）[1] 根据动力学公式有 整理得 可知图像的纵轴截距小于零，故正确的图线为图乙中的图线。 [2] 由上面分析可知，若图线的斜率为，则 （3）由 可得 所以若直径测量值偏小，则测得的重力加速度的大小与真实结果相比偏小。 考向02 测量加速度 例1. （24-25高一上·上海·阶段练习）某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度（可视为恒定），在滑块上安装了宽度d=2cm的遮光条，如图所示。然后利用气垫导轨和数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为，通过光电门2所用的时间为，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t=2s，则滑块的加速度大小为 。 【答案】0.1m/s2 【详解】设遮光条通过两光电门的速度分别为v1、v2， 则 则滑块运动的加速度大小为 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）如图是“用DIS测定加速度”实验中得到的一条图线。根据图上标出的A、B范围；求出该范围内的加速度值。本次实验测得的加速度是______。估算0.5s至2.0s内小车的位移是______m。 【答案】 1 / 【详解】[1] 图上标出的A、B范围的图像为直线，所以此时小车做匀变速直线运动，图像斜率表示加速度大小，计算得 [2] 0.5s至2.0s内图像为直线，所以此时小车做匀变速直线运动，初速度为零，根据位移-时间公式得 考向03 伽利略斜面实验 例1. 伽利略通过斜面实验研究自由落体运动的规律，下列说法正确的是（    ） A．丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论 B．通过甲图中的实验现象发现，物体的位移和时间成正比 C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更易观察和测量 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更易观察和测量 【答案】C 【解析】A．甲、乙、丙都是实验现象，而丁图是通过合理的外推得到的，由于伽利略时代没有准确测量时间的工具，不能测量自由落体所用的时间，故伽利略没有直接利用自由落体运动进行实验，故A错误； B．通过甲图中的实验现象发现，物体的位移和时间的平方成正比，故B错误； CD．由于伽利略是靠滴水计时的，无法准确测量对应的时间，所以利用铜球斜面实验，“冲淡”重力的作用，使实验现象更易观察和测量，故C正确，D错误。 故选C。 【变式训练1】伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，使A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B． C． D．s3﹣s2=s2﹣s1 【答案】B 【解析】A. 小球在斜面上三次运动的位移不同，未速度一定不同，A项错误； B. 三次下落中位移与时间平方向的比值为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，B项正确； C. 公式正确，但由于速度不是直接测量，所以不是当时伽利略用来证明匀变速直线运动的结论，C错误。 D. 由图中几何关系可知，s3-s2>s2-s1，D项错误。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （2024徐汇二模）在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中，某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。 1．采用光电门传感器测量时，实验装置如图（a）所示，光电门传感器固定在导轨上，使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑。 小车 导轨 挡光片 光电门 传感器 （a） （1）更换宽度 ∆x 不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间 ∆t 记录在表格内。其中挡光时间最短的应是序号_____，平均速度最小的应是序号_____，挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号_____的平均速度。 实验序号 1 2 3 4 挡光片宽度 Δx/cm 6 4 2 1 挡光时间 Δt/s 平均速度 v/m·s−1 （2）将表中平均速度 v 和挡光时间 ∆t 的数据绘制成 v – ∆t 图像，经计算机拟合得到的函数关系如图（b）所示。则小车运动的加速度 a =_____m/s2（保留 3 位有效数字），图像截距 0.8211 的物理含义是：_______。 Δt/s v/m·s−1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.82 0.00 0.83 0.84 0.85 0.86 v = 0.6674Δt + 0.8211 （b） 2．采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（c）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的 x – t 图线，如图（d）所示。 （c） t/s 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6 0.7 0 0.4 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 0.45，61.7 0.55，55.1 0.65，46.9 0.50，58.6 0.60，51.2 x/cm （d） 0.0 （1）红外线属于_______，超声波属于________。 A．电磁波 B．机械波 （2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波频率应_______，波长应_______。 A．变大 B．变小 C．不变 （3）（论证）根据实验数据，论证 0.45 s ~ 0.65 s 之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。 【答案】1．（1）4，4，4 （2）1.33，挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度 2．（1）A，B；（2）A，B （3）对图上 5 个数据点进行数据分析， 由图可知：5 个点的位置分别为 x1 = 0.617 m，x2 = 0.586 m，x3 = 0.551 m，x4 = 0.512 m，x5 = 0.469 m。 每隔 0.05 s，小车的位移分别为 s1 = 0.586 − 0.617 = − 0.031 m，s2 = − 0.035 m，s3 = − 0.039 m，s4 = − 0.043m。所以在相等时间内，小车的位移增量 ∆s12 = 0.004 m，∆s23 = 0.004 m，∆s34 = 0.004 m。 符合匀加速直线运动的特点：在相等的时间间隔内，位移的增量相同。 说明小车是在做匀加速直线运动。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $