课时分层检测(5)实验一：探究小车速度随时间变化的规律-【创新大课堂】2027年高三物理一轮总复习

课时分层检测（五） 实验一：探 1.(2025·北京卷)利用打点计时器研究匀变速直： 线运动的规律，实验装置如图1所示。 滑轮 小车 纸带打点计时器 重物名 图1 B X2 图2 (1)按照图1安装好器材，下列实验步骤正确的 操作顺序为 (填各实验步骤前的字母)。 A.释放小车 B.接通打点计时器的电源 C.调整滑轮位置，使细线与木板平行 (2)实验中打出的一条纸带如图2所示，A、B、C 为依次选取的三个计数点（相邻计数点间有4个 点未画出)，可以判断纸带的 (填“左端” 或“右端”)与小车相连。 (3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T,则打B 点时小车的速度o= 2.(2026·福建三明市开学考)在探究小车速度随 时间变化的规律的实验中，实验装置如图甲所： 示，某同学将电火花计时器接在频率为50Hz的 电源上。在打出的纸带上每5个点取一个计数： 点，共取了1、2、3、4、5、6六个计数点，如图乙 所示。 槽码 小车纸带 打点计时器 甲 2 3 4 6 01234567891011121314151617181920 cm 295 究小车速度随时间变化的规律 (1)图甲中电火花计时器所接的电源为 (选填“8V”或“220V”)交流电源。 (2)图乙中计数点2的读数为 cm (3)打下图乙中计数点3时，小车的速度为 m/s(结果保留2位有效数字)。 (4)该同学从每一个计数点 处将纸带剪开分成几段，将 这些纸带由短到长紧靠但 0 不重叠地粘在坐标系中，如 的 图丙所示，最后将纸带上端中心连起来，于是得 到)-t图像，用该图像探究小车速度随时间变化 的规律是否可行？ (选填“可行”或“不 可行”)。 (2026·重庆巴蜀中学期末)某实验小组用图甲 所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验 步骤如下： B小球 光电门012 A lhHH4u定R 77分9 602游标尺0 甲 乙 丙 ①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电 门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动 时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线； ②用游标卡尺测量小球的直径d; ③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释 放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光 时间△t; ④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的 距离l; ⑤改变小球释放位置，重复步骤③④，完成多次 测量并记录数据。 (1)用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺 的读数如图乙所示，则d= mm;某次实 验中，测得△1=11.60ms,则小球通过光电门的 瞬时速度v= m/s(结果保留2位有效 数字)。 (2)若采用如图丙所示的图像法求小球的加速： 度，可以选用 (填正确答案标号)。 A.l-△t图像 B1品图像 C1图像 D.1-(△1)2图像 (3)根据上述图像得到直线的斜率为k,则小球的 加速度为 (用题中出现的字母表示)。 4.(2026·黑龙江大庆模拟)某同学利用如图(a)所 示的实验装置探究物体做直线运动时速度平方 与位移的关系。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。 打点计时器纸带小车 木板 钩码 (a) A B P 10.511.512.513.514.5 (单位：cm) (b) 某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。 (1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均 ! 为0.1s。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x填到 表中，设小车各点对应速度的平方为2，则表中 TAD cm,vB2- m2/s2 位移区间 AB AC AD AE AF x(cm） 10.5 22.0 IAD 48.0 62.5 速度平方 B C D E v2(m2/s2) 1.44 1.69 1.96 (2)根据表中数据得到小车平均速度2随位移x 的变化关系，如图(c)所示。 ↑v21(m2.s-2) 2.5 -------」 2.0 1.51-++月 1.0 -F 0.5 0 0.10.20.30.40.5x/m (c) 29 (3)从实验结果可知，小车运动的一x图线可 视为一条直线，此直线用方程=kx十b表示， 其中k= m/s2,6= m2/s2(结 果均保留2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，则打出A点时小车速度大小？A= ,小车的加速度大小a= (结果 用字母k、b表示)。 5.(2026·湖南长沙模拟)某兴趣小组想利用手机 的连拍功能探究物块在斜面上的运动规律，实验 设计如图甲所示，小球与物块用跨过光滑轻滑轮 的轻绳连接，且小球的质量大于物块的质量，轻 绳与物块相连的一端与斜面平行，与小球相连的 一端竖直，小球旁边固定一刻度尺。一位同学将 物块由静止释放，另一位同学用手机的连拍功能 对小球的下落过程进行连续拍照。已知手机每 秒拍摄20张照片，某同学从第一张开始每隔一 张取出一张照片，得到五张图片中小球的位置， 分别标记为A、B、C、D、E,如图乙所示。 7777777777 B 甲 乙 (1)图乙中小球下端的位置分别是xA=10.68cm, XB- cm,xc=22.75cm,xD=32.43cm, xE=44.54cm;该小组分析这些数据后发现物块 在相邻相等时间内的位移之差相等，得到物块做 匀加速直线运动的结论。 (2)物块运动的加速度大小为 m/s2(结 果保留2位有效数字)。 (3)小球经过D位置时，物块的瞬时速度大小为 m/s(结果保留2位有效数字). (4)关于本实验的部分操作及误差，下列说法正 确的是 A.刻度尺应固定在竖直平面内 B.斜面粗糙会带来偶然误差 C.轻绳与斜面不平行会带来系统误差5C株搭=4得宁a-8m=1m 加速度为a-2m/s2,A错误；根据-2ax得！ 2a=9m/g=10m/g,加速度为a=5m/g, B错误；根据工=61一司a得子=一豆a十 4 购，则-之a=一2m/s,加速度大小为a= 4m/s,C正确；a-t图线与1轴周成的面积表！ 示速度变化量，所以有△v= 号×3X2m/s=2 3m/s,D错误。] 6.B[根据题意可知，潜艇在x轴方向上做匀速： 直线运动，y轴方向上先做匀加速直线运动，再！ 做匀减速直线运动，则运动轨迹的图形，在x轴} 上取相邻相等的几段距离，则这几段对应的时！ 间间隔相等，这几段时间间隔内在y轴上下降 的距离先增大后减小，故B正确。] 7.BC[由题图(a)可知02s内，甲车做匀加速 直线运动，加速度大小不变，故A错误：由题图 (b)可知乙车在0~2s内的速度变化量等于！ a-t图像与t轴固成的面积，故t=2s时的速度：， 为2m/s,同理可知乙车在t-6s时的速度为！ 2m/s,故B正确；根据题图(a)可知，26s内！ 甲车的位移为0：根据题图(b)可知，2~6s内！ 乙车一直向正方向运动，则2一6s内，甲、乙两} 车的位移不同，故C正确；根据题图(a)可知，！ t一8s时甲车的速度为0，由题图(b)可知，乙车 在0~8s内速度变化量为0，故t=8s时乙车！ 的速度为0，故D错误。] 8.B[根据匀变速直线运动位移时间关系式x= 是一条倾斜的直线，由题图可知，图线斜率为小！ 车运动的初速度，则-0-（二2m/s=8m/s 之 纵裁距为小车运动的加速度的2，则2a一 一2m/s2,则a=一4m/s2,小车刹车时间为t= 二=2s,故前3s内小车的位移即前2s内的 位移，大小为x=受=8m,前2s小车微匀减 速直线运动，2s后停止。故选B。] 9.D[足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速！ 直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球！ 做加速运动，速度越来越大。-1图像与坐标！ 轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动！ 员和足球的位移相同，-1图像与坐标轴围成！ 的面积相同，故A,B错误；x-t图像的斜率表 示速度，足球的x-图像斜率逐渐减小，运动 员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足 球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，！ 足球和运动员的x-t图像交于一点，故C错！ 误，D正确。] 10.C[由题图可知，于与x成线性关系，则0与！ x不成线性关系，即速度不随位移均匀变化，！ 故A错误；号-x图像的图线与x轴图成的面 积表示时间，则工=，与x不成线性关系， 则速度不随时间均匀变化，故B错误：号- 图像的图线与x轴围成的面积表示时间，则！ 甲、乙两物体速度从增加到2山的过程，经！ 历的时间之比为1：2，故C正确，D错误。] 课时分层检测（五） 1.解析(1)实验步骤中，首先调整滑轮位置使细！ 线与木板平行，确保力的方向正确：接着接通打！ 点计时器电源，让计时器先工作；最后释放小 车。故顺序为CBA。 (2)小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，： 纸带上，点间距逐渐增大。图2中纸带左端间距！ 小，右端间距大，说明纸带左端与小车相连。 (3)根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速 度等于该段时间内的平均速度。B点为A、C 的中间时刻，AC间位移为x,时间间隔为2T, 则v一2 答案(1)CBA(2)左端(3)易 解析(1)电火花计时器接220V交流电源。 (2)刻度尺最小刻度为毫米，估读一位，所以计 数，点2的读数为3.65cm。 (3)打计数点3时，小车的速度大小为v一 9.15cm-3.65cm≈0.28m/s 2×0.1s (4)因为纸带的长度除以时间是这一段的平均 速度，而平均速度可看成中间时刻的瞬时速度，{ 因为剪后每条纸带对应的时间都是0.1$，所以 可以用纸带的长度代替速度，所以此方案可行。} 答案(1)220V(2)3.65(3.64、3.66、3.67、 3.68均可)(3)0.28（或0.27） (4)可行 解析(1)游标卡尺读数为 d=5mm十0.05×0mm=5.00mm 小球通过光电门的瞬时速度 d 5.00×10-3 w=4-.60X10m/s0.43m/s。 (2)小球由B处运动到A处的过程中做匀加速 运动，由运动学公式得=2al =2al 1 1 解得二·，可知1c△)产，放选C。 1 ③)根据2元·)可知，斜率k=2a 故小球的加速度a=2k 答案(1)5.000.43(2)C(3) 22 解析(1)由题图(b)可知xAD=xAB十xR 十xD 代入得xAD=10.5cm+11.5cm十12.5cm= 34.5cm 由图(b)知，B点速度为g一2器 代入得跑=10.5+11.5)×10 m/s=1.1m/s 2×0.1 则vg2=1.21m2/s2。 (3)由题图(c)可知，当x=0.25m时，= 1.5m/g,则k=Ag-510m/g=20m/g 0.25 由2-x图像知截距b=1.0ms2。 (4)由匀变速直线运动的速度与位移关系式知 -”=2a.,结合心-x图像得直线方程知 v-b=kx 则可知va2=b,代入得vA=√历 同理知及=2a则a=冬。 答案(1)34.51.21(3)2.01.0 (④w6鸟 解析(1)根据题图乙，可知刻度尺的分度值为 1mm,则刻度尺的读数为xB=15.50cm。 (2)由题意可知，手机连拍照片的时间间隔 T。=20s 则题中相邻图片的时间间隔T=2T。=0.1s 由逐差法可得物块运动的加速度大小a一！ (xE-xc)-（-A=2.4m/s。 4T° (3)小球经过D位置时，物块的瞬时速度大小 与小球的瞬时速度大小相等，则 xE_E一x=1.1m/s。 2T 503 (4)小球竖直向下做匀加速直线运动，则刻度尺 应固定在竖直平面内，故A正确：无论斜面是 否粗糙，物块均做匀加速直线运动，不会带来误 差，故B错误；轻绳与斜面不平行，会导致物块 的加速度大小与小球的加速度大小不相等，带 来系统误差，故C正确。 答案(1)15.50(2)2.4(3)1.1(4)AC 课时分层检测（六） ,A「重力的方向竖直向下，由于把地球看成一 个均匀的球体，则帝企鹅受到的重力的方向一 定指向地心，故A正确，B错误；帝企鹅对地面 的压力的受力物体是地球，帝企鹅的重力的受 力物体是帝企鹅，压力与重力作用在不同物体 上，因此，不能够认为帝企鹅对地面的压力就是 其受到的重力，故C错误；由于帝企鹅处在南 极极，点，帝企鹅相对于地心处于静止状态，并没 有随地球自转，则帝企鹅受到的重力等于地球 对它的吸引力，故D错误。 ,BD[在接触面上弹力的方向总是垂直接触面 指向受力物体，所以甲图中半圆面对杆的弹力 沿半径向外，故A错误，B正确：物体与传送带 一起向右做匀速直线运动，由平衡条件可知，物 体不受摩擦力，故C错误：物体A匀速下滑，由 平衡条件可知，物体受到沿斜面向上的滑动摩 擦力，故D正确。 ,D「当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小 球重力大小，此时细绳的拉力F=0;当小车和 小球向右做匀加速直线运动时，细绳的拉力不 可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确，A、 B、C错误。] C「对题图甲中的笔受力分析，受到手指的压 力、重力、摩擦力，假设没有受到摩擦力，笔就会 顺着手指滑下来，故A错误：对题图乙中的笔 受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，假设没 有受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来，故B错 误：因为题图甲和题图乙中的笔都处于静止状 态，所以手对笔的作用力应与重力大小相等，方 向相反，故C正确：题图甲中的笔受到的静摩 擦力，大小与手的握力无关，故D错误。] ,CD[猕猴对树枝有压力是因为猕猴发生了形 变而产生对树枝的弹力，故A错误；猴子对树 枝的压力垂直于树枝向下，故B错误：猴子相对 于树枝静止，树枝对猴子的摩擦力为静摩擦力， 故猴子把树枝抓得更紧时，树枝对猴子的摩擦 力不变，大小都等于重力沿着树枝方向的分力， 故C正确：猴子对树枝的作用力与树枝对猴子 的反作用力是相互作用力，二者等大反向，故D 正确。] BD「白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸 受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受 力不平衡，镇纸的作用是增大白纸与桌面之间 的弹力与最大静摩擦力，故A错误；在书写的 过程中毛笔相对白纸向右运动，受到向左的摩 擦力，故B正确；白纸与镇纸之间没有摩擦力 白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受 到毛笔对白纸向右的摩擦力以及桌面对白纸向 左的摩擦力，故C错误；根据牛顿第三定律可 知，白纸对桌面的摩擦力方向向右，故D 正确。 A[黑板擦做匀速直线运动，则摩擦力应该等 于推力和重力的合力，即F:=√(mg)P+F= 5N,方向斜向上，为定值，但不与推力成正比， A正确，B、C错误；黑板擦吸附在黑板上静止 时，摩擦力向上，与重力平衡，D错误。] ,解析(1)设木箱与地面间的最大静摩擦力为 Fax,则有Fimax一FN,FN=ng 解得Fa =12N,当F=6N时，由于F1 Fmx,木箱没有滑动，则地面对木箱的摩擦力 为静摩擦力，F1=F=6N (2)当F2-15N时，由于F2>Fmx,木箱滑动， 地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，测有F? Fimax-12 N