第1章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考物理大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验，系统整合打点计时器与光电门数据处理方法，通过典例构建“实验操作-数据计算-误差分析”逻辑链，培养科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |打点计时器数据处理|3题|平均速度求瞬时速度、逐差法/图像法求加速度|从实验原理（Δx=aT²）到数据处理，形成“纸带分析-速度计算-加速度求解”推导链条| |实验操作规范|2题|先通电后释放、装置调平与细绳平行|围绕减小实验误差，建立操作规范与结果准确性的关联| |误差分析|2题|频率波动对加速度的影响、摩擦阻力误差|基于真实实验情境，分析系统误差来源及对测量值的影响| |光电门测速|1题|挡光片宽度与挡光时间求速度、图像斜率求加速度|拓展数据处理方法，体现科学探究中的创新思维|

限时规范训练(6) (建议用时：40分钟　满分：48分) 1．(8分)(2026·河南濮阳一中开学考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，要用到电火花计时器，其电源频率为50 Hz。 某同学在实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出： 甲 乙 (1)实验时纸带的_________端与小车相连(选填“左”或“右”)； (2)计算打下E点时小车的瞬时速度为________m/s(计算结果保留2位有效数字)； (3)计算出小车的加速度为__________m/s2(计算结果保留2位有效数字)。 解析：(1)从左到右，点间距逐渐增大，说明物体加速运动，所以实验时纸带的左端与小车相连。 (2)纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，则两个计数点的时间间隔T＝0.1 s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打下纸带上E点时小车的瞬时速度vE＝ m/s＝0.64 m/s。 (3)根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2，得a＝＝ m/s2＝0.80 m/s2。 答案：(1)左　(2)0.64　(3)0.80 2．(8分)(2026·江苏无锡一中开学考)某实验小组采用如图甲实验装置探究匀变速直线运动并测量出实验小车加速度大小。打点计时器接频率为50 Hz的交流电源。 甲 (1)(多选)在实验操作中，下面做法必要的是________。 A．抬高木板右端，使小车不挂砂桶时能够匀速运动 B．小车释放前靠近打点计时器，要先接通电源，后释放小车 C．调节定滑轮，使定滑轮和小车间的细绳与木板平行，以保证小车运动过程加速度不变 D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有__________。测量数据经计算在速度—时间图像中描点如图乙所示，请作出v-t图像，求出小车的加速度大小a＝________m/s2(保留2位有效数字)。 乙 解析：(1)此实验中不需要平衡摩擦力，选项A错误；为了充分利用纸带，小车释放前靠近打点计时器，要先接通电源，后释放小车，选项B正确；调节定滑轮，使定滑轮和小车间的细绳与木板平行，以保证小车运动过程加速度不变，选项C正确；在此实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项D错误；故选BC。 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有刻度尺，测量点迹间距离。作图如下 连接图像上的各点如图，由图像可知a＝＝0.80 m/s2。 答案：(1)BC　(2)刻度尺　见解析图　0.80 3．(8分)(2025·安徽安庆期中)某同学利用如图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。 甲 乙 丙 (1)某次实验中，该同学获得了一条点迹清晰的纸带。选取其中的一段，每隔四个点取一个计数点，并测得相邻计数点的距离如图乙所示。则F点的瞬时速度vF＝________m/s。(计算结果保留2位有效数字) (2)通过计算各点的瞬时速度，绘制出v-t图像如图丙所示，发现小车速度随时间均匀增大，即小车做匀加速直线运动。我们可以根据图丙计算出加速度a＝________m/s2。(计算结果保留2位有效数字) (3)实验中由于电网波动，导致实际频率低于50 Hz，则加速度的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 解析：(1)由题知，每隔四个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据匀变速直线运动的规律，可用EG之间的平均速度表示F点的瞬时速度，则有vF＝ m/s＝0.75 m/s。 (2)根据图像取两点(0.14 s，0.24 m/s)(0.56 s，0.84 m/s)，根据v-t图像斜率表示加速度的大小，则有a＝ m/s2＝1.4 m/s2。 (3)由于电源频率降低，相邻计数点间的真实时间间隔T真>0.1 s，则有a真＝＜ m/s2＝1.4 m/s2，故测量值大于真实值。 答案：(1)0.75　(2)1.4(1.3～1.5)　(3)大于 4．(8分)(课标变化题：误差分析)(2026·河南开封模拟)某同学利用图甲所示装置测当地的重力加速度g的大小。请回答下列问题： 甲 (1)(多选)下列说法正确的是________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．打点计时器的两个限位孔应保持在竖直方向 C．实验时应先释放重物，再接通打点计时器的电源 D．该实验中需要用秒表测量重物下落的时间 (2)在某次实验中，按正确实验操作，得到一条点迹清晰的纸带，截取部分纸带，测量结果如图乙所示。已知打点计时器所接交流电源的频率是50 Hz，则打下D点时重物的速度大小为__________m/s，当地的重力加速度g的测量值为__________m/s2。(结果均保留3位有效数字) 乙 (3)该同学发现，重力加速度g的测量值小于当地资料提供的重力加速度值。产生误差的原因有___________。(写出一个原因) 解析：(1)为了减小测量误差，应尽可能减小空气阻力的影响，重物选用质量和密度较大的金属锤，A正确；为了减小阻力，打点计时器的两个限位孔应保持在竖直方向，B正确；实验时应先接通打点计时器的电源，再释放重物，C错误；该实验中打点计时器可以记录重物下落的时间，不需要用秒表测量，D错误。 (2)CE两点间的平均速度等于中间时刻D点的瞬时速度，且相邻两计数点之间的时间间隔为0.04 s，所以打下D点时重物的速度大小为 m/s≈3.66 m/s， 用逐差法a＝ 即当地的重力加速度测量值g＝ m/s2≈9.64 m/s2。 (3)产生误差的原因有打点计时器对纸带有摩擦力、存在空气阻力等。 答案：(1)AB　(2)3.66　9.64　(3)打点计时器对纸带有摩擦力(或存在空气阻力，合理即可得分) 5．(8分)(2025·山东滨州高三期末)某同学用如图甲所示的装置研究小车做直线运动的规律，实验步骤如下： ①将小车放在长板的P位置，让小车从P位置由静止开始下滑，通过计算机可得到小车与位移传感器间距离随时间变化的x-t图像如图乙，并求出小车的加速度a； ②改变长板的倾角，重复步骤①。 甲　　　　　　　　　　乙 请完成下列问题： (1)本实验________(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受到的摩擦力。 (2)分析图乙中的x、t数据可知，小车在相邻相等时间内的位移差为________cm，可得小车的加速度大小为________m/s2(计算结果保留2位小数)。 解析：(1)本实验研究小车做直线运动的规律，不需要平衡小车所受到的摩擦力。 (2)小车0.1～0.2 s内的位移为Δx1＝46.70 cm－42.80 cm＝3.90 cm 小车0.2～0.3 s内的位移为Δx2＝42.80 cm－36.30 cm＝6.50 cm 小车在相邻相等时间内的位移差为Δx＝Δx2－Δx1＝6.50 cm－3.90 cm＝2.60 cm 根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2，得小车的加速度大小为a＝ m/s2＝2.60 m/s2。 答案：(1)不需要　(2)2.60　2.60 6．(8分)(2026·安徽黄山模拟)某同学利用如图甲所示的装置测量滑块运动的加速度，采用以下步骤完成实验： 甲 乙 ①用游标卡尺测量挡光片的宽度d； ②用毫米刻度尺测量挡光片到光电门的距离x； ③由静止释放滑块，记录数字计时器显示的挡光片挡光时间t； ④多次改变x，测出所对应的挡光时间t； ⑤以为纵坐标，x为横坐标，作-x图像，得出一条过坐标原点的直线如图乙所示，测得其斜率为k； ⑥根据实验数据和图像，计算滑块运动的加速度a。 根据上述的实验步骤，请回答： (1)用游标卡尺测量挡光片宽度时，示数如图丙所示，则挡光片的宽度d＝________mm； 丙 (2)滑块通过光电门时的速度大小v＝________(用实验中所测物理量符号表示)； (3)滑块运动的加速度大小a＝________(用k、d表示)。 解析：(1)挡光片的宽度为d＝3 mm＋4×0.1 mm＝3.4 mm。 (2)由于滑块运动的速度较快，且d较小，所以t也较小，则可近似认为v等于t时间内的平均速度，即v＝。 (3)根据匀变速运动速度与位移关系有v2＝2ax，结合(2)问分析可得x，由题意知k＝，解得a＝kd2。 答案：(1)3.4　(2)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $