2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 基础练习卷-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验，通过基础认知、技能应用、综合探究三层设计，实现从仪器原理到数据处理再到误差分析的递进，强化科学探究与科学思维素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|打点计时器工作原理、实验操作规范|直接问答仪器参数（如电压、打点间隔），强化实验步骤排序| |技能应用|瞬时速度计算、纸带数据读取|结合纸带数据代入公式求速度，训练科学推理能力| |综合探究|v-t图像绘制、加速度求解、误差分析|通过图像分析运动规律，设计误差评估问题，培养模型建构与科学论证能力|

实验：探究小车速度随时间变化的规律基础练习卷 1．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s； (2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝___m/s2；（结果保留2位有效数字） (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是____cm/s，此速度的物理意义是______。 2．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出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，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。    （1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中： A．时间间隔           B．位移               C．平均速度              D．瞬时速度 我们可以从纸带上直接得到的物理量是______，测量得到的物理量是______，通过计算能得到的物理量是______（填选项前的字母）。 （2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如下表。计算出B点速度的大小_____。 vB vC vD vE vF 数值/(m·s－1) 0.479 0.560 0.640 0.721 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线______。    （3）根据图像求出小车的加速度a=______ 。 3．在“研究匀变速直线运动”实验中： (1)用打点计时器测速度的实验中，使用的打点计时器有两种，一种是电火花计时器，另一种是电磁打点计时器，其中电火花计时器工作电压是_____V交流电压，当电源的频率是50Hz时，每隔______s打一个点。 (2)接通电源与让纸带（随物体）开始运动，这两个操作的时间关系应当是( ) A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．不同的实验要求不同 (3)某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm，d3=13.5cm，则物体通过1计数点的速度1=_________m/s；物体运动的加速度为a=__________m/s2。 4．一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：___________（用字母填写）； （2）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 5．某同学在“研究小车的匀变速运动”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 （1）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是_____和________。 （2）电磁打点计时器使用_____V的_____电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是_____（填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是_____m/s，小车经过B点时的速度是_____m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是______； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 6．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻两个计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s。 （1）在实验中，使用打点计时器时应先___________再___________；（均选填“拉动纸带”或“启动电源”） （2）每两个计数点间还有___________个计时点没有标出； （3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（计算结果均保留3位有效数字）； vB vC vD vE vF 数值/（m/s） ______ _______ _____ 0.640 0.721 （4）以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________；并说明小车速度变化的特点：___________。 7．如图所示是一条打点计时器打出的纸带，电源频率为50Hz，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。 （1）求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格；（保留2位有效数字） v0 v1 v2 v3 v4 v5 v6 数值/（m·s-1） 0 0.20 ____ 0.61 ____ 0.70 0.70 （2）以计数点0为计时起点，在直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图像；( ) （3）根据图像定性描述物体的运动情况。( ) 8．图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下面的问题： （1）图乙是_______________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是____________；（填“交流”“交流”或“四节蓄电池”）； （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是_____________； A．    B．    C． （3）该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并填入下表中；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ____________ ②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线_____________； ③由速度—时间图像可得小车的加速度为_____________。（结果保留两位小数） 9．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验中，必要的措施是___________。 A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．将小车放在靠近打点计时器的一端 D．将小车放在远离打点计时器的一端 （2）他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出）。     ，，，，，，则小车的加速度a=___________（充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 10．某同学利用如图 1 所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。 （1）图1所示的计时器所用的电压为______（选填“交流 220 V”或“直流 220 V”）； （2）该同学开始实验时，先释放小车再接通电源，该同学实验操作中不恰当的地方是______ ； （3）该同学在实验中使用频率为 50 Hz的打点计时器，获得的纸带如图 2 所示，其中相邻两个计数点之间还有 4 个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下 C 点时小车的速度为 ______m/s，小车的加速度大小为 ______m/s2（均保留两位有效数字）。 11．某同学用如图所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。 实验器材：气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门（含数字计时器）、刻度尺。 回答下列问题： （1）释放被压缩的弹簧，弹出滑块，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，则滑块通过光电门1的速度为________。 （2）从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。 （3）气垫导轨上滑块的加速度________（用含、、、的式子表示）。 12．小聪同学利用打点计时器对小车在恒定拉力作用下的运动进行了探究，获得一条点迹清楚的纸带，如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm。 (1)首先小聪计算出相邻两计数点间的时间间隔T =____________s。（结果保留1位有效数字） (2)然后小聪计算出相邻两计数点间的距离：xAB=1.50cm，xBC=1.82cm，xCD=2.14cm，xDE=2.46cm，xEF=____________cm。（结果保留3位有效数字） (3)小聪计算出xBC- xAB= xCD- xBC= xDE- xCD= xEF- xDE=____________cm，发现相邻的位移差Δx为一常数，猜想认为小车做匀加速直线运动。（计算结果保留2位有效数字） (4)小聪继续对纸带进行研究，以某一计数点为中心，取两边时间间隔相等的最短两点，求出这个区间的平均速度。又猜想：某段区间的平均速度，等于该区间中间时刻的瞬时速度。随后分别求出瞬时速度：vB = 0.415 m/s ，vC= 0.495 m/s ，vD = _____________ m/s ，vE = 0.655 m/s。（计算结果保留3位有效数字） (5)小聪为了进一步验证小车的运动是否为匀变速直线运动，对上述数据采用了两种方案进行分析，得到小车运动的加速度。 方案一：获得数据后，取任意两个点，用它们的速度差∆v = v2- v1除以相应的时间差∆t=t2-t1，求得加速度。小聪发现取不同的两个点，求得的加速度都相等，均为a =____________ m/s2，小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。（计算结果保留1位有效数字） 方案二：通过计算机软件对数据进行处理，利用软件的图像分析中的“线性拟合”功能，得到v -t图像，发现是一条倾斜的直线，其图像的斜率就等于加速度。小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。 13．如图所示是某同学在做研究直线运动实验中获得的一条纸带。 ①实验使用的是电磁打点计时器，则它使用的电压是_______________________（选填“220V的交流”或“4-6V的交流”）电源； 当电源的频率为50Hz，每隔4个点取一个计数点，相邻两计数点间的时间间隔___________ ②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有4个点没有画出来，从图中读出AB两点间距s＝_____________ 。C点对应的速度是______m/s， （计算结果保留三位有效数字）。 14．某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示。 以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分： (1)实验操作：器材安装完毕，__________，再释放纸带，让重锤自由落下，待纸带全部通过打点计时器后，关闭电源。 (2)取下纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，已知实验所用交流电的频率为，打点计时器的打点间隔__________s，则重锤运动的加速度的代数表达式为__________（含和T的代数表达式），代入数据，得加速度_________（结果保留3位有效数字）。 (3)打点计时器打下C点时纸带的速度________（结果保留3位有效数字）。 15． (1)光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的，当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度；为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光条，如图所示，滑块在拉力作用下，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为，通过第二个光电门的时间为，挡光条从第一个光电门到挡住第二个光电门之间的时间间隔为t。则滑块通过第一个光电门时速度____________，滑块通过第二个光电门时速度____________。滑块的加速度为____________。 (2)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： ①如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是____________计时器； ②电磁打点计时器使用的电源为____________，打点的时间间隔为0.02s； ③接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是____________。 A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验：探究小车速度随时间变化的规律基础练习卷 1．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s； (2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝___m/s2；（结果保留2位有效数字） (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是____cm/s，此速度的物理意义是______。 【答案】 21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度） 【详解】(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点，根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为 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，因此有 (2)[2]描点作图，用平滑曲线连接，如图所示 [3]速度图象中斜率即加速度，所以 (3)[4]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是11.60cm/s； [5]此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）。 2．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出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，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。    （1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中： A．时间间隔           B．位移               C．平均速度              D．瞬时速度 我们可以从纸带上直接得到的物理量是______，测量得到的物理量是______，通过计算能得到的物理量是______（填选项前的字母）。 （2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如下表。计算出B点速度的大小_____。 vB vC vD vE vF 数值/(m·s－1) 0.479 0.560 0.640 0.721 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线______。    （3）根据图像求出小车的加速度a=______ 。 【答案】 A B CD/DC 0.400    0.803m/s2 【详解】（1）[1]因为打点计时器的频率为50Hz ，则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔，相邻的点迹（计时点）之间的时间间隔为0.02s ,故选A； [2]可以用刻度尺测量出小车的位移大小，故选B； [3]平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来。故选CD。 （2）[4]每两个相邻的计数点之间有四个点未画，则相邻的计数点之间的时间间隔为 根据速度公式可知，B点的瞬时速度 [5]根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线，如图所示    （3）[6]选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小，根据图像可知小车的加速度 3．在“研究匀变速直线运动”实验中： (1)用打点计时器测速度的实验中，使用的打点计时器有两种，一种是电火花计时器，另一种是电磁打点计时器，其中电火花计时器工作电压是_____V交流电压，当电源的频率是50Hz时，每隔______s打一个点。 (2)接通电源与让纸带（随物体）开始运动，这两个操作的时间关系应当是( ) A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．不同的实验要求不同 (3)某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm，d3=13.5cm，则物体通过1计数点的速度1=_________m/s；物体运动的加速度为a=__________m/s2。 【答案】 220 0.02 A 0.375 1.5 【详解】(1)[1][2]电火花计时器工作电压是220V交流电压，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一个点。 (2)[3]接通电源与让纸带（随物体）开始运动，两个操作的时间关系应当是：先接通电源，再释放纸带。如果先放开纸带，再接通电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大误差，故BCD错误，A正确，故选A。 (3)[4]由匀变速直线运动推论：物体在再某段时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。可得物体通过1计数点的速度 [5]根据匀变速直线运动推论，可得物体运动的加速度为 4．一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：___________（用字母填写）； （2）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 【答案】 DCBA 0.9m/s 1.1m/s 【详解】（1）[1]实验中应先安装固定打点计时器，让纸带穿过限位孔，再将小车靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，然后接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，最后测量完毕，关闭电源，取出纸带。 故正确的顺序应为：DCBA （2）[2]相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则周期为 打下D点时，小车的速度为 [3]打下E点时，小车的速度为 5．某同学在“研究小车的匀变速运动”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 （1）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是_____和________。 （2）电磁打点计时器使用_____V的_____电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是_____（填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是_____m/s，小车经过B点时的速度是_____m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是______； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 【答案】 秒表/弹簧测力计 弹簧测力计/秒表 8 交流 加速 0.3 0.26 D 【详解】（1）[1][2]在本实验中，打点计时器本身就是计时仪器，故不需要秒表，另外也不涉及对力的测量，故不需要弹簧测力计。 （2）[3][4]电磁打点计时器使用8V的交流电源。 [5]纸带从右向左运动，由图可知相同时间间隔内纸带运动的位移逐渐增大，所以纸带做的是加速直线运动。 （3）[6]小车经过AE段的平均速度是 [7]小车经过B点时的速度是 （4）[8]A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以使计数点间的距离大些，减小距离测量的相对误差，故A不符合题意； B．使小车运动的加速度尽量大些，从而使相邻两计数点间的距离尽量大些，可以减小距离测量的相对误差，故B不符合题意； C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算，可以减小距离测量的误差，故C不符合题意； D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验，不利于小车速度的均匀变化，会增大实验的误差，故D符合题意。 故选D。 6．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻两个计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s。 （1）在实验中，使用打点计时器时应先___________再___________；（均选填“拉动纸带”或“启动电源”） （2）每两个计数点间还有___________个计时点没有标出； （3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（计算结果均保留3位有效数字）； vB vC vD vE vF 数值/（m/s） ______ _______ _____ 0.640 0.721 （4）以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________；并说明小车速度变化的特点：___________。 【答案】 启动电源 拉动纸带 4/四 0.400 0.479 0.560 小车的速度随时间均匀增大 【详解】（1）[1][2]在实验中，使用打点计时器时应先启动电源，再拉动纸带。 （2）[3]由题意可知相邻两计时点间的时间间隔为 每两个计数点间未标出的计时点个数为 （3）[4][5][6]分别用对应时间段的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，可得 （4）[7]v-t图线如图所示。 [8]v-t图线为斜率为正的倾斜直线，说明小车的速度随时间均匀增大。 7．如图所示是一条打点计时器打出的纸带，电源频率为50Hz，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。 （1）求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格；（保留2位有效数字） v0 v1 v2 v3 v4 v5 v6 数值/（m·s-1） 0 0.20 ____ 0.61 ____ 0.70 0.70 （2）以计数点0为计时起点，在直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图像；( ) （3）根据图像定性描述物体的运动情况。( ) 【答案】 0.40 0.69 物体在0~0.3s内做匀加速直线运动，在0.3~0.4s内做加速度减小的加速直线运动，在0.4~0.6s内做匀速直线运动 【详解】（1）[1][2]由于相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为 用对应时间段内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，即 （2）[3]根据（1）表格中数据在直角坐标系中描点，作出v-t图像如图所示。 （3）[4]根据所作v-t图像并考虑到实验误差可知，物体在0~0.3s内做匀加速直线运动，在0.3~0.4s内做加速度减小的加速直线运动，在0.4~0.6s内做匀速直线运动。 8．图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下面的问题： （1）图乙是_______________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是____________；（填“交流”“交流”或“四节蓄电池”）； （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是_____________； A．    B．    C． （3）该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并填入下表中；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ____________ ②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线_____________； ③由速度—时间图像可得小车的加速度为_____________。（结果保留两位小数） 【答案】 电火花计时器 交流220V B 0.721 0.80（0.75~0.85范围内均可） 【详解】（1）[1]图乙中有墨粉纸盘，所以是电火花计时器。 [2]电火花计时器电源采用的是交流220V。 （2）[3]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，为了使小车做匀变速直线运动，轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行。 故选B。 （3）①[4]相邻计数点间的时间间隔为 小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度，即 ②[5]如图所示。 ③[6]v-t图像的斜率表示加速度，所以小车的加速度为 9．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验中，必要的措施是___________。 A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．将小车放在靠近打点计时器的一端 D．将小车放在远离打点计时器的一端 （2）他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出）。     ，，，，，，则小车的加速度a=___________（充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】 BC/CB 0.80 0.40 【详解】（1）[1] AB．实验时应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，A错误，B正确； CD．为了充分利用纸带获取多的数据，应将小车放在靠近打点计时器的一端，C正确，D错误。 故选BC。 （2）[2]电源频率为100Hz，则打点计时器每隔0.01s打一个点，纸带上每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出，则知纸带上每相邻两个计数点间的时间间隔为 T=0.01×10s=0.1s 由运动学公式，可得小车的加速度 [3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打点计时器在打B点时小车的速度 10．某同学利用如图 1 所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。 （1）图1所示的计时器所用的电压为______（选填“交流 220 V”或“直流 220 V”）； （2）该同学开始实验时，先释放小车再接通电源，该同学实验操作中不恰当的地方是______ ； （3）该同学在实验中使用频率为 50 Hz的打点计时器，获得的纸带如图 2 所示，其中相邻两个计数点之间还有 4 个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下 C 点时小车的速度为 ______m/s，小车的加速度大小为 ______m/s2（均保留两位有效数字）。 【答案】 交流 220 V 应该先接通电源再释放小车 0.50 0.83 【详解】（1）[1]电火花打点计时器使用电压为 220 V 交流电源。 （2）[2]为了充分利用纸带，应该先接通电源，再释放小车。 （3）[3]实验中使用频率为50 Hz的打点计时器，纸带上相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻两计数点间的时间间隔为 根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，因此打C点的瞬时速度 [4]根据“逐差法”，小车加速度 11．某同学用如图所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。 实验器材：气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门（含数字计时器）、刻度尺。 回答下列问题： （1）释放被压缩的弹簧，弹出滑块，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，则滑块通过光电门1的速度为________。 （2）从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。 （3）气垫导轨上滑块的加速度________（用含、、、的式子表示）。 【答案】 【详解】（1）[1]由于遮光条的宽度较小，遮光条通过光电门的平均速度近似等于其通过光电门的瞬时速度，所以滑块通过光电门1的速度为 （3）[2]同理，可得滑块通过光电门2的速度为 光电门1、2间的距离为，则有 联立求得滑块的加速度 12．小聪同学利用打点计时器对小车在恒定拉力作用下的运动进行了探究，获得一条点迹清楚的纸带，如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm。 (1)首先小聪计算出相邻两计数点间的时间间隔T =____________s。（结果保留1位有效数字） (2)然后小聪计算出相邻两计数点间的距离：xAB=1.50cm，xBC=1.82cm，xCD=2.14cm，xDE=2.46cm，xEF=____________cm。（结果保留3位有效数字） (3)小聪计算出xBC- xAB= xCD- xBC= xDE- xCD= xEF- xDE=____________cm，发现相邻的位移差Δx为一常数，猜想认为小车做匀加速直线运动。（计算结果保留2位有效数字） (4)小聪继续对纸带进行研究，以某一计数点为中心，取两边时间间隔相等的最短两点，求出这个区间的平均速度。又猜想：某段区间的平均速度，等于该区间中间时刻的瞬时速度。随后分别求出瞬时速度：vB = 0.415 m/s ，vC= 0.495 m/s ，vD = _____________ m/s ，vE = 0.655 m/s。（计算结果保留3位有效数字） (5)小聪为了进一步验证小车的运动是否为匀变速直线运动，对上述数据采用了两种方案进行分析，得到小车运动的加速度。 方案一：获得数据后，取任意两个点，用它们的速度差∆v = v2- v1除以相应的时间差∆t=t2-t1，求得加速度。小聪发现取不同的两个点，求得的加速度都相等，均为a =____________ m/s2，小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。（计算结果保留1位有效数字） 方案二：通过计算机软件对数据进行处理，利用软件的图像分析中的“线性拟合”功能，得到v -t图像，发现是一条倾斜的直线，其图像的斜率就等于加速度。小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。 【答案】(1)0.04 (2)2.78 (3)0.32 (4)0.575 (5)2 【详解】（1）由图可知，相邻两计数点间的时间间隔 （2）由图可知， （3）由题意，可计算得 （4）由题意，可计算得 （5）由题意，可计算得 则加速度为 13．如图所示是某同学在做研究直线运动实验中获得的一条纸带。 ①实验使用的是电磁打点计时器，则它使用的电压是_______________________（选填“220V的交流”或“4-6V的交流”）电源； 当电源的频率为50Hz，每隔4个点取一个计数点，相邻两计数点间的时间间隔___________ ②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有4个点没有画出来，从图中读出AB两点间距s＝_____________ 。C点对应的速度是______m/s， （计算结果保留三位有效数字）。 【答案】 4-6V的交流 0.1s 0.70 0.100 【详解】①[1]电火花打点计时器用220V交流电，电磁打点计时器用4-6V的交流电； [2]每隔4个点取一个计数点，相邻的计数点时间间隔为 （2）[3]刻度尺的最小分度为0.1cm，从图中可读出 [4]某时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则 14．某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示。 以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分： (1)实验操作：器材安装完毕，__________，再释放纸带，让重锤自由落下，待纸带全部通过打点计时器后，关闭电源。 (2)取下纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，已知实验所用交流电的频率为，打点计时器的打点间隔__________s，则重锤运动的加速度的代数表达式为__________（含和T的代数表达式），代入数据，得加速度_________（结果保留3位有效数字）。 (3)打点计时器打下C点时纸带的速度________（结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)先接通电源 (2) 0.02 9.59 (3)1.61 【详解】（1）[1]实验中为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带。 （2）[2]打点周期为 [3]根据逐差法公式 可得加速度 [4]利用加速度的数学表达式，代入数据可解得 （3）[5]匀变速直线运动某段位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度，由此可得 15． (1)光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的，当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度；为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光条，如图所示，滑块在拉力作用下，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为，通过第二个光电门的时间为，挡光条从第一个光电门到挡住第二个光电门之间的时间间隔为t。则滑块通过第一个光电门时速度____________，滑块通过第二个光电门时速度____________。滑块的加速度为____________。 (2)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： ①如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是____________计时器； ②电磁打点计时器使用的电源为____________，打点的时间间隔为0.02s； ③接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是____________。 A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 【答案】(1) (2) 电火花 4~6V低压交流电源 A 【详解】（1）[1][2]由题意，可得滑块通过第一个光电门时速度为 滑块通过第二个光电门时速度 [3]根据 可得滑块的加速度为 （2）[1]由图可知，B是电磁打点计时器，A是电火花计时器。 [2]电磁打点计时器使用4~6V低压交流电源。 [3]为了打点稳定并且有效利用纸带，在实验时应先接通电源，打点稳定后再让纸带运动。 故选A。 【点睛】 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $