测量匀变速直线运动的速度 -2026年高考物理实验题解读与针对性训练

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动速度测量，通过高考题解读与模拟训练，系统覆盖实验原理、数据处理及误差分析，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |高考题解读|1道广东卷题|结合动量定理的创新情境|从发光光谱测冲击力到动量定理应用，构建“原理-操作-计算”逻辑链| |针对性训练|10道模拟题|光电门测速、纸带分析、图像法求加速度|围绕瞬时速度测量（平均速度近似）、加速度计算（逐差法、v-t图像），形成“仪器使用-数据处理-误差分析”知识网络|

2026高考物理实验题解读与针对性训练 实验 测量匀变速直线运动的速度 【高考题解读】 2026高考广东卷第11题. 某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验，图1（a）为装置示意图。 （1）实验原理。 某种薄膜受到小球冲击时会发光，通过测量发光光谱的相对光强峰值，可得最大冲击力F，结合动量定理可估测薄膜压缩时间t。 （2）实验操作及数据处理。 ①称量小球质量，记录质量。 ②断开电磁铁电源，使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。 ③图1（b）为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离和，可得为_________cm，为6.66 cm。相邻两个位置的时间间隔为T，则小球在位置处的速度=__________（用、和T表示）；与薄膜接触前瞬间，小球在位置处的速度=__________（用、和T表示）。 ④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为158a·u。图2为已知的F—关系图像，可读得F为__________N。 ⑤m=30.0g，T=0.02s，由动量定理可估测薄膜压缩时间，将数据代入可得t=_______s（结果保留3位有效数字）。 【针对性训练】 1 （2026上海质检）如图为“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验中， （1）若用光电门传感器研究上述小车的运动，且按照图示方式安装挡光片，则可以测出小车前端在不同位置的______（填“平均速度”或“瞬时速度”），光电门传感器测速所利用的思想方法是______。实验中若依次更换宽度增大的挡光片测量小车经过同一位置时的速度，则小车每次应该从同一位置释放，且测得的速度值会______（选“增大”或“减小”或“不变”） （2）在该实验中，让装有挡光片的小车每次从同一位置由静止开始下滑，实验中分别记录了四种挡光片的宽度及相应的挡光时间，数据见表格，为了尽可能准确得到挡光片开始挡光时小车的瞬时速度，应选择的测量数据是第______组数据，且小车的瞬时速度为______m/s。（结果保留2位有效数字）。 组次 宽度△l/m 挡光时间△t/s 1 0.0800 0.23044 2 0.0600 0.17464 3 0.0400 0.11662 4 0.0200 0.05850 2. （8 分）（2025年8月贵州“贵百河”联盟摸底）某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上, 木板抬起一定的角度, 打点计时器固定在木板底端, 将纸带一端固定在木块上, 另一端穿过打点计时器。接通电源, 给木块一沿木板向上的初速度, 在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙,测得相邻两计数点之间的距离分别为 , 已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器使用交流电的频率为 。 （1）通过数据可得木块的加速度大小 _____ （保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数,则仍需测量下列哪些物理量_____。 A. 木块的质量 B. 木板抬起的倾角 C. 木块上升的高度 D. 当地重力加速度 （3）该同学按课本“练习与应用”中提到的方法,将图乙中的 4 段纸带剪开贴到坐标纸上,如图丙,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上,说明此物体做_____（选填“匀速”、 “匀减速”、“匀加速”）直线运动。若图丙中直线斜率为 （其中 无单位）,纸带宽为 ,则用该方法得到的加速度 _____。（用 、 表示） 3 某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”，电火花计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源。 (1)电火花计时器的工作电压为　　　　(选填“8 V”或“220 V”)。安装纸带时，需要将纸带置于　　　　　　　　(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的　　　　(选填“上方”或“下方”)。  (2)下列说法中正确的是　　　　。  A.实验时，先释放纸带，再接通电源 B.实验时，先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带 C.实验时，先接通电源或先释放纸带都可以 D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大 (3)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1=3.59 cm，x2=4.41 cm，x3=5.19 cm，x4=5.97 cm，x5=6.78 cm，x6=7.64 cm。则小车的加速度a=　　　　m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB=　　　　m/s(结果均保留2位有效数字)。  (4)第2个实验小组计算出所得纸带上各计数点对应的速度后，在坐标系中描出的点如图丙所示，请根据这些点在图丙中作出v－t图像，并根据图像计算出小车运动的加速度a=　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。  4 .(2025·广东广州模拟)如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容: (1)下列实验要求或操作，正确的有　　　　(填正确答案标号)。  A.必须使用交流电源 B.钩码质量必须远小于小车质量 C.必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D.小车应靠近打点计时器释放 E.先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记a、b、c、d四个点，则c点的读数为　　　　　　cm。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，则在打下c点时，小车的瞬时速度为　　　　　m/s(计算结果保留3位有效数字)。  (3)另一位同学更换重物后，用下述方法计算小车运动的加速度。在纸带上依次取O、A、B、C、D、E、F若干个计数点，每两个计数点间还有4个点未画出，如图丙所示。相邻两计数点间的距离分别是OA=7.05 cm、AB=7.68 cm、BC=8.31 cm、CD=8.95 cm、DE=9.57 cm、EF=10.20 cm。则小车的加速度a=　　　　m/s2(保留3位有效数字)。  5 (2024·浙江金华模拟)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究滑块做直线运动的快慢问题。滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板。光线被遮光板遮挡时，传感器会输出高电压。 如图丙所示，用游标尺测量遮光板的宽度d=　　　　mm。挂上钩码后，将滑块由如图甲所示的位置释放，滑块在细线的牵引下向左做直线运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示，若t1、t2、t3、t4和d已知，则遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度为　　　　(用已知量的字母表示)。  6 .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比真实的加速度　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。  7 .(2024·上海徐汇模拟)采用光电门传感器测量速度时，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。 (1)更换宽度Δx不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间Δt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Δt的数据绘制成v－Δt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0.821 1的物理含义是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  8 .(2025·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: 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Δt; 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Δt=11.60 ms，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－Δt图像 B.l－图像 C.l－图像 D.l－Δt2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)。  9.(2025·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。 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0.1 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x填到表中，设小车各点对应速度的平方为v2，则表中xAD=　　　　cm，=　　　　m2/s2。  位移区间 AB AC AD AE AF x(cm) 10.5 22.0 xAD 48.0 62.5 速度平方 B C D E v2(m2/s2) vB2 1.44 1.69 1.96 (2)根据表中数据得到小车平均速度v2随位移x的变化关系，如图(c)所示。 (3)从实验结果可知，小车运动的v2－x图线可视为一条直线，此直线用方程v2=kx+b表示，其中k=　　　　m/s2，b=　　　　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vA=　　　　，小车的加速度大小a=　　　　(结果用字母k、b表示)。  10.(2024·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。 (1)图乙中小球下端的位置分别是xA=10.68 cm，xB=　　　　cm，xC=22.75 cm，xD=32.43 cm，xE=44.54 cm;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 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026高考物理实验题解读与针对性训练 实验 测量匀变速直线运动的速度 【高考题解读】 2026高考广东卷第11题. 某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验，图1（a）为装置示意图。 （1）实验原理。 某种薄膜受到小球冲击时会发光，通过测量发光光谱的相对光强峰值，可得最大冲击力F，结合动量定理可估测薄膜压缩时间t。 （2）实验操作及数据处理。 ①称量小球质量，记录质量。 ②断开电磁铁电源，使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。 ③图1（b）为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离和，可得为_________cm，为6.66 cm。相邻两个位置的时间间隔为T，则小球在位置处的速度=__________（用、和T表示）；与薄膜接触前瞬间，小球在位置处的速度=__________（用、和T表示）。 ④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为158a·u。图2为已知的F—关系图像，可读得F为__________N。 ⑤m=30.0g，T=0.02s，由动量定理可估测薄膜压缩时间，将数据代入可得t=_______s（结果保留3位有效数字）。 【创新点解读】 1. 前景创新。 2. 与动量定理结合。 答案 ③6.26 = ④100 ⑤2.06× 解析 ③根据刻度尺的分度值为1mm需要估读到下一位，=262.6mm-200.0mm=62.6mm=6.26cm。 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度，可得= 根据速度公式，=+gT，又-=g，联立解得 =。 ④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为158a·u。由图2的F—关系图像，可读得F为100N。 ⑤m=30.0g，T=0.02s，由动量定理可估测薄膜压缩时间，结合=，将数据代入可得t=2.06×s。 【针对性训练】 1 （2026上海质检）如图为“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验中， （1）若用光电门传感器研究上述小车的运动，且按照图示方式安装挡光片，则可以测出小车前端在不同位置的______（填“平均速度”或“瞬时速度”），光电门传感器测速所利用的思想方法是______。实验中若依次更换宽度增大的挡光片测量小车经过同一位置时的速度，则小车每次应该从同一位置释放，且测得的速度值会______（选“增大”或“减小”或“不变”） （2）在该实验中，让装有挡光片的小车每次从同一位置由静止开始下滑，实验中分别记录了四种挡光片的宽度及相应的挡光时间，数据见表格，为了尽可能准确得到挡光片开始挡光时小车的瞬时速度，应选择的测量数据是第______组数据，且小车的瞬时速度为______m/s。（结果保留2位有效数字）。 组次 宽度△l/m 挡光时间△t/s 1 0.0800 0.23044 2 0.0600 0.17464 3 0.0400 0.11662 4 0.0200 0.05850 答案（1）瞬时速度 极限思想 增大 （2）4 0.34 解析 （1）若用光电门传感器研究上述小车的运动，且按照图示方式安装挡光片，则可以测出小车前端在不同位置的瞬时速度，光电门传感器测速所利用的思想方法是极限思想。实验中若依次更换宽度增大的挡光片测量小车经过同一位置时的速度，则小车每次应该从同一位置释放，由于小车做加速运动，光电门测得的瞬时速度是挡光片通过光电门过程中间时刻的速度，所以当挡光片较宽时，测得的速度值会增大。 （2）根据速度的定义，v=，可知△t越小，小车瞬时速度测量值越准确，所以为了尽可能准确得到挡光片开始挡光时小车的瞬时速度，应选择的测量数据是第4组数据，且小车的瞬时速度为v==0.34m/s。 2. （8 分）（2025年8月贵州“贵百河”联盟摸底）某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上, 木板抬起一定的角度, 打点计时器固定在木板底端, 将纸带一端固定在木块上, 另一端穿过打点计时器。接通电源, 给木块一沿木板向上的初速度, 在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙,测得相邻两计数点之间的距离分别为 , 已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器使用交流电的频率为 。 （1）通过数据可得木块的加速度大小 _____ （保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数,则仍需测量下列哪些物理量_____。 A. 木块的质量 B. 木板抬起的倾角 C. 木块上升的高度 D. 当地重力加速度 （3）该同学按课本“练习与应用”中提到的方法,将图乙中的 4 段纸带剪开贴到坐标纸上,如图丙,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上,说明此物体做_____（选填“匀速”、 “匀减速”、“匀加速”）直线运动。若图丙中直线斜率为 （其中 无单位）,纸带宽为 ,则用该方法得到的加速度 _____。（用 、 表示） 【答案】. （每空各 2 分） （1） 3.0 （2） （3） 匀减速 100kd 【解析】（1）纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出,可知 根据逐差法 ,求得加速度为 （2）根据牛顿第二定律有 解得 可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度。故选 BD。 （3）纸带剪接后,水平方向每条宽度相同,正好与时间对应,竖直长度为相邻相等时间内的位移,由 可得纸带长度差相等,变化规律恰好与匀变速直线运动一样,可看出速度均匀减小,该物体做匀减速直线运动, 由 ,联立可得 3 某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”，电火花计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源。 (1)电火花计时器的工作电压为　　　　(选填“8 V”或“220 V”)。安装纸带时，需要将纸带置于　　　　　　　　(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的　　　　(选填“上方”或“下方”)。  (2)下列说法中正确的是　　　　。  A.实验时，先释放纸带，再接通电源 B.实验时，先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带 C.实验时，先接通电源或先释放纸带都可以 D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大 (3)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1=3.59 cm，x2=4.41 cm，x3=5.19 cm，x4=5.97 cm，x5=6.78 cm，x6=7.64 cm。则小车的加速度a=　　　　m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB=　　　　m/s(结果均保留2位有效数字)。  (4)第2个实验小组计算出所得纸带上各计数点对应的速度后，在坐标系中描出的点如图丙所示，请根据这些点在图丙中作出v－t图像，并根据图像计算出小车运动的加速度a=　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。  答案　(1)220 V　墨粉纸盘　下方　(2)B　 (3)0.80　0.40　(4)见解析图　1.53(1.52~1.54均可) 解析　(1)电火花计时器的工作电压为220 V，安装纸带时，应将纸带置于墨粉纸盘的下方。 (2)实验中为了在纸带上打出更多的点，具体操作中要求先接通打点计时器的电源然后释放小车，故A、C错误，B正确;纸带上打点越密集，说明纸带的运动速度越小，故D错误。 (3)相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.1 s，由逐差法得小车的加速度 a==0.80 m/s2 打点计时器在打B点时小车的速度为vB== m/s=0.40 m/s。 (4)观察这些点大致落在一条直线上，所以将这些点连成一条直线，如图所示。 根据图线可求出小车的加速度a== m/s2≈1.53 m/s2。 4 .(2025·广东广州模拟)如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容: (1)下列实验要求或操作，正确的有　　　　(填正确答案标号)。  A.必须使用交流电源 B.钩码质量必须远小于小车质量 C.必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D.小车应靠近打点计时器释放 E.先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记a、b、c、d四个点，则c点的读数为　　　　　　cm。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，则在打下c点时，小车的瞬时速度为　　　　　m/s(计算结果保留3位有效数字)。  (3)另一位同学更换重物后，用下述方法计算小车运动的加速度。在纸带上依次取O、A、B、C、D、E、F若干个计数点，每两个计数点间还有4个点未画出，如图丙所示。相邻两计数点间的距离分别是OA=7.05 cm、AB=7.68 cm、BC=8.31 cm、CD=8.95 cm、DE=9.57 cm、EF=10.20 cm。则小车的加速度a=　　　　m/s2(保留3位有效数字)。  答案　(1)ADE　(2)7.4　0.625　(3)0.630 解析　(1)根据打点计时器的工作原理可知实验装置需要使用交流电源，故A正确;在“测量小车做直线运动的瞬时速度”的实验中不需要平衡摩擦力，也不需要考虑绳上的拉力是否近似等于重力，所以不需要钩码质量远小于小车质量，故B、C错误;为了能多打出一些点便于数据处理，小车释放前应靠近打点计时器，故D正确;实验中应先接通电源，再释放小车，故E正确。 (2)根据刻度尺的读数规则，应估读到最小分度值的下一位，故c点的读数为7.4 cm。近似取相邻两计数点间的平均速度代替该时间中点的瞬时速度，距离越小时瞬时速度测量越准确，即在打下c点时，小车的瞬时速度为 vc===0.625 m/s。 (3)计数点间有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s 由逐差法知a==0.630 m/s2。 5 (2024·浙江金华模拟)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究滑块做直线运动的快慢问题。滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板。光线被遮光板遮挡时，传感器会输出高电压。 如图丙所示，用游标尺测量遮光板的宽度d=　　　　mm。挂上钩码后，将滑块由如图甲所示的位置释放，滑块在细线的牵引下向左做直线运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示，若t1、t2、t3、t4和d已知，则遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度为　　　　(用已知量的字母表示)。  答案　10.75　 解析　由题图丙可知，游标卡尺的读数为d=10 mm+15×0.05 mm=10.75 mm;由题可知，滑块做加速运动，则通过相同距离所用时间减小，所以遮光板2在经过光电传感器过程中所用时间为Δt=t4－t3，所以平均速度v==。 6 .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)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。 7 .(2024·上海徐汇模拟)采用光电门传感器测量速度时，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。 (1)更换宽度Δx不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间Δt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Δt的数据绘制成v－Δt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0.821 1的物理含义是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)4　4　4　(2)1.33　挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度 解析　(1)由于速度与通过光电门的时间的乘积为挡光片的宽度，由题中数据可知其中挡光时间最短的应是序号4;由图可知，平均速度最小的应是序号4;挡光片通过光电门的时间越短，测得的平均速度越接近挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度，则挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号4的平均速度。 (2)根据Δx=v0Δt+a(Δt)2可得==v0+aΔt，由题图(b)可知k=a=0.667 4 m/s2 可得小车运动的加速度大小为a=1.33 m/s2，其中图像截距v0=0.821 1 m/s 故图像截距0.821 1的物理含义是挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度。 8 .(2025·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: 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Δt; 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Δt=11.60 ms，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－Δt图像 B.l－图像 C.l－图像 D.l－Δt2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)。  答案　(1)5.00　0.43　(2)C　(3) 解析　(1)游标卡尺读数为 d=5 mm+0.05×0 mm=5.00 mm 小球通过光电门的瞬时速度 v== m/s≈0.43 m/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v2=2al 即=2al 解得l=·，可知l∝，故选C。 (3)根据l=·可知，斜率k= 故小球的加速度a=。 9.(2025·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。 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0.1 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x填到表中，设小车各点对应速度的平方为v2，则表中xAD=　　　　cm，=　　　　m2/s2。  位移区间 AB AC AD AE AF x(cm) 10.5 22.0 xAD 48.0 62.5 速度平方 B C D E v2(m2/s2) vB2 1.44 1.69 1.96 (2)根据表中数据得到小车平均速度v2随位移x的变化关系，如图(c)所示。 (3)从实验结果可知，小车运动的v2－x图线可视为一条直线，此直线用方程v2=kx+b表示，其中k=　　　　m/s2，b=　　　　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vA=　　　　，小车的加速度大小a=　　　　(结果用字母k、b表示)。  答案　(1)34.5　1.21　(3)2.0　1.0　(4)　 解析　(1)由题图(b)可知xAD=xAB+xBC+xCD 代入得xAD=10.5 cm+11.5 cm+12.5 cm=34.5 cm 由图(b)知，B点速度为vB= 代入得vB= m/s=1.1 m/s 则=1.21 m2/s2。 (3)由题图(c)可知，当x=0.25 m时，v2=1.5 m2/s2，则k== m/s2=2.0 m/s2 由v2－x图像知截距b=1.0 m2/s2。 (4)由匀变速直线运动的速度与位移关系式知 v2－=2ax，结合v2－x图像得直线方程知v2－b=kx 则可知=b，代入得vA= 同理知k=2a则a=。 10.(2024·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。 (1)图乙中小球下端的位置分别是xA=10.68 cm，xB=　　　　cm，xC=22.75 cm，xD=32.43 cm，xE=44.54 cm;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 答案　(1)15.50　(2)2.4　(3)1.1　(4)AC 解析　(1)根据题图乙，可知刻度尺的分度值为1 mm，则刻度尺的读数为xB=15.50 cm。 (2)由题意可知，手机连拍照片的时间间隔T0= s 则题中相邻图片的时间间隔T=2T0=0.1 s 由逐差法可得物块运动的加速度大小a==2.4 m/s2。 (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 vD===1.1 m/s。 (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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $