分层作业4　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像 同步练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练习围绕“测量纸带速度及v-t图像”，采用A、B、C三级分层设计，题量4:2:1，梯度从基础概念到实验探究再到误差分析，强化物理观念与科学探究素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|v-t图像认识、平均速度计算、打点计时器操作|基础选择与实验填空，巩固运动观念| |B组|v-t图像综合分析、数字计时器应用|结合图像面积与瞬时速度测量，培养科学推理| |C组|DIS实验误差分析、数据处理|通过遮光条对比实验，深化科学探究与质疑创新|

第一章 4　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像 A组 基础巩固练 1.某物体运动的v-t图像如图所示,下列关于该物体运动的描述正确的是(　　) A.该图像就是物体的运动轨迹图像 B.物体做匀速运动 C.物体做来回的往复运动 D.物体向一个方向做直线运动 2.(2026贵州毕节高一月考)频闪照片是用照相机在时间间隔相同的连续闪光下拍摄的,能在一张底片上经过多次曝光,记录下物体连续运动过程中的各个状态,得到物体的运动轨迹。一张小球做单向直线运动的频闪照片示意图如图所示,频闪周期为0.04 s,则小球在图中三段频闪过程中平均速度的大小是(　　) A.1.80 m/s B.1.50 m/s C.0.60 m/s D.0.50 m/s 3.(2026山东济宁高一月考)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。 甲 乙 (1)如图所示,在甲、乙两种打点计时器中,　　　(选填“甲”或“乙”)为电火花计时器。  (2)在打点计时器打出的纸带上,可以直接得到的物理量是　　　　(单选)。  A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度 (3)利用打点计时器测量纸带的速度,基本步骤如下: A.当纸带完全通过打点计时器后,及时关闭打点计时器开关 B.将纸带穿过打点计时器 C.用手拖动纸带运动 D.接通打点计时器开关 上述步骤正确的顺序是　　　(按顺序填写编号)。  (4)如图丙所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的,纸带的右端先通过电火花计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带的运动情况是　　　　(选填“加速”或“减速”)。  丙 4.(2026河北邢台高一阶段练习)某同学用如图甲所示的装置测量小车运动的速度。 (1)电磁打点计时器应使用电压为　　　　 V的交流电源。  (2)按图甲安装好器材,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.接通电磁打点计时器的电源 C.调整滑轮的位置,使细线与木板平行 (3)实验中打出的一条纸带如图乙所示,则在A、B、C、D四个计时点中,最先打出的是　　　　点。  (4)若电磁打点计时器的工作频率为f,则根据图乙所示的纸带可知,当电磁打点计时器打C点时,小车的速度大小vC=　　　　(选用f、x1、x2、x3表示)。  B组 能力提升练 5.利用传感器与计算机结合,可以自动绘出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的速度—时间图像如图所示,由此图像可知(　　) A.小车18 s时的速度小于13 s时的速度 B.小车做曲线运动 C.13 s末小车距离出发点最远 D.小车前10 s内的平均速度比后10 s内的大 6.像打点计时器一样,数字计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,数字计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,如图乙所示,用最小刻度为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示。 甲 乙 丙 (1)读出挡光片的宽度为d=　　　　 cm。  (2)滑块在牵引力作用下通过光电门,数字计时器记录了它通过光电门的挡光时间为t=1.0×10-3 s,由公式v=　　　　(用d、t表示),可得到滑块通过光电门的速度为　　　　 m/s。  C组 素养拔高练 7.(2026重庆高一月考)如图所示,某同学用DIS(数字化信息系统)和斜面,设计了一个测物体瞬时速度的实验,实验中使用的遮光条形状均为,其凸起的部分用于遮光。第一次实验时,该同学在小车上固定遮光条时,使遮光条的凸起端对齐车头。依次更换四个遮光条,将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放,获得了4组实验数据如下表所示。第二次实验时,他将遮光条左右倒置,使遮光条的凸起端对齐车尾,仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放,又得到了4组实验数据(本题未给出)。 不同的遮光条 通过光电门的时间/s 速度/(m·s-1) A 0.154 25 0.520 B 0.112 09 0.515 C 0.072 55 0.512 D 0.035 10 0.506 (1)分析上面表格中的数据,可知:四个遮光条中,最宽的遮光条的宽度Δx=　　　　 m(结果保留到小数点后第三位);表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是　　　　 m/s。  (2)第二次实验时,他将遮光条左右倒置,使遮光条的凸起端对齐车尾,仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放,将得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较,每组数据中测量的通过光电门的时间都应该　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次实验的时间。  (3)在进行误差分析时,结合上面表格中的数据,该同学想到:第(1)问第二空的结果应该　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。  参考答案 1.D　v-t图像表示物体的速度随时间的变化情况,不是物体的运动轨迹图像,故A错误;由图可知,物体的速度随时间是变化的,不做匀速直线运动,故B错误;图像一直在时间轴上方,速度始终为正值,方向没有改变,则物体向一个方向做直线运动,故C错误,D正确。 2.D　由图可知,小球在最左端与最右端间有3个间隔,则小球从最左端运动到最右端的时间t=3×0.04 s=0.12 s,小球运动的距离x=6.00 cm,小球的平均速度大小v==0.50 m/s。故选D。 3.解析 (1)由题图可知,甲为电火花计时器。(2)从纸带上直接得到的物理量是时间间隔,故选A。(3)用打点计时器测速度时,应先将纸带穿过打点计时器,再接通打点计时器开关,再用手拖动纸带运动,当纸带完全通过打点计时器后,及时关闭打点计时器开关,所以正确的步骤顺序是BDCA。(4)纸带的右端先通过电火花计时器,由图中纸带点迹的分布可知,相同时间内通过的位移逐渐减小,则纸带的运动情况是减速。 答案 (1)甲　(2)A　(3)BDCA　(4)减速 4.解析 (1)电磁打点计时器应使用电压为8 V的交流电源。 (2)实验中,首先调整滑轮的位置,使细线与木板平行,然后接通电磁打点计时器的电源,最后释放小车,故正确的操作顺序为CBA。 (3)从A点到D点,相邻两点间的距离逐渐增大,可知A点先打出。 (4)电磁打点计时器的工作频率为f,可知相邻两点之间的时间间隔为T=,当电磁打点计时器打C点时,小车的速度大小vC=。 答案 (1)8　(2)CBA　(3)A　(4) 5.A　由图像可知,18 s时的速度小于13 s时的速度,故A正确;小车的速度均为正值,说明小车一直沿正方向做直线运动,故B错误;图像中图线与t轴所围的面积表示小车的位移,所以20 s末小车距离出发点最远,故C错误;图像中图线与t轴所围的面积表示小车的位移,由图像可知,前10 s的位移比后10 s的位移小,所以小车前10 s内的平均速度比后10 s内的小,故D错误。 6.解析 (1)挡光片的宽度为d=(1.70-0.50) cm=1.20 cm。(2)通过光电门的平均速度可以近似看成瞬时速度,故v= m/s=12 m/s。 答案 (1)1.20　(2)　12 7.解析 (1)根据可知,各遮光条的宽度为ΔxA=·Δt=0.520×0.154 25 m=0.080 m,同理得ΔxB=0.058 m,ΔxC=0.037 m,ΔxD=0.018 m,则最宽的遮光条的宽度为0.080 m;遮光条的宽度越小,平均速度越接近瞬时速度,ΔxD最小,则与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是0.506 m/s。 (2)若遮光条倒装,则到光电门的位移变长,加速时间变长,则速度变大,通过光电门的时间变短,故每组数据中测量的通过光电门的时间都应该小于第一次实验的时间。 (3)小车的运动为加速运动,第(1)问第二空的结果等于遮光条通过光电门的平均速度,大于小车车头刚到达光电门时的速度,故第(1)问第二空的结果应该大于真实值。 答案 (1)0.080　0.506　(2)小于　(3)大于 1 学科网（北京）股份有限公司 $