2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 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** 练习围绕“探究小车速度随时间变化的规律”实验，通过基础概念辨析、综合问题应用及实验操作题，分层巩固运动观念、科学思维与探究能力，适配新授课基础夯实与能力进阶需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|v-t图像分析、误差类型判断|单选1-2考查匀加速运动v-t图像特征及系统误差识别，强化运动观念| |综合应用|瞬时速度测量、加速度计算|多选10对比v-t图像误差来源，单选6-7结合光电门原理与逐差法，培养科学推理| |实验探究|器材选择、数据处理|实验11-13涉及打点计时器操作、重力加速度测量，通过遮光条挡光时间计算速度，落实科学探究|

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练 2026-2027学年高中物理人教版高一上学期 一、单选题 1．小明同学用图示装置研究小车速度随时间变化的规律。实验时小明启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带做匀加速直线运动。用计算机软件处理实验数据，绘制出小车的图像可能是下列图中的（　　） A． B． C． D． 2．以下误差属于系统误差的是（　　） A．测量小车质量时天平不等臂、或砝码不标准，天平底盘未调平所致的误差 B．用有毫米刻度的尺测量物体长度，毫米以下的数值只能用眼睛估计而产生的误差 C．测量课本宽度时，刻度尺在不同位置多次测量的读数的误差 D．测量烧杯中水温由于温度计玻璃泡放置位置不同造成的读数误差 3．有一冲刺时身高为的田径运动员正在进行国际比赛，在终点处，有一站在路道终点旁边的摄影记者使用照相机给他拍摄冲刺运动，摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是，得到照片后测得其人的高度为，胸前号码布上模糊部分的宽度是，由以上数据可以知道运动员的（　　） A．成绩 B．冲刺速度 C．内平均速度 D．最后1s内的位移 4．如图所示，利用光电门测滑块速度，对其测速原理中的d、理解正确的是（　　） A．d为滑块的宽度 B．d为光电门的宽度 C．为遮光条的挡光时间 D．为滑块经过光电门的时间 5．两木块在水平面上运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，现节选木块曝光时的部分位置，相同数字表示同一时刻，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（　　） A．在时刻2和时刻5的两木块的瞬时速度相等 B．从时刻2到时刻5两木块的平均速度可能相同 C．木块1一定是向右匀加速直线运动，木块2是匀速直线运动 D．从时刻1到时刻6，两木块的平均速度一定相等 6．如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电计时装置、，、间距离为，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度为的遮光条，现让滑块加速通过计时装置A、B，记录遮光条通过A、B的时间分别为、，滑块从A到B所用时间为。下列说法正确的是（　　） A．滑块通过的速度为 B．滑块通过的速度为 C．滑块在、间运动的平均速度大小为 D．滑块在、间运动的加速度为 7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各点的瞬时速度，描点作图后，关于加速度的计算，下列说法正确的是（　　） A．根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度 B．根据实验数据画出v-t图像，量出图线的倾角θ，由公式算出加速度 C．根据实验数据画出v-t图像，选取图线上相距较远的两个点，用公式算出加速度 D．依次选择2个计数点速度计算出多个加速度，然后算出这些加速度的平均值 二、多选题 8．2025年9月3日，在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上，直升机组成稳定的“80”字样以180km/h的速度从天安门广场上空飞过接受检阅。下列描述正确的是（　　） A．直升机在天安门广场上空做匀变速直线运动 B．观众研究飞行的队形时可以将直升机看成质点 C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 9．下图为同一个打点计时器打出的四条长度相同的纸带，则下面判断正确的是（　　） A．甲纸带加速度最大 B．乙纸带加速度最大 C．丁纸带平均速度最小 D．丙纸带平均速度最大 10．(多选)“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图甲、乙两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的v－t图象．下列说法正确的是(　　) A．甲的实验误差比乙的实验误差小 B．甲的实验误差比乙的实验误差大 C．甲在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹 D．乙在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹 三、实验题 11．某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。 (1)请在下列实验器材中，选出本实验中不需要的器材：___________。 ①电火花计时器②天平③低压交变电源④细线和纸带⑤砝码、托盘和小车⑥刻度尺⑦停表⑧一端带有滑轮的长木板 (2)安装好实验装置后，按照正确的实验操作，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，可知纸带的___________（填“左”或“右”）端与小车相连。 (3)如图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用交变电源的频率为，则小车运动的加速度大小为___________。打下点时小车的瞬时速度大小为___________（结果均保留三位有效数字）。 (4)如果当时电网中交变电流的电压变成，频率不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12．某学习小组利用如图所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。该小组将一直径为的小铁球从光电门正上方的某一高度静止释放，小铁球依次通过光电门1、2，测出其通过光电门时的挡光时间分别为、和从光电门1运动到光电门2的时间为。 (1)小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为______，______。（选用“”“”和“”表示） (2)根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小______（用“”“”“”和“”表示）。 (3)在该学习小组的实验操作没有错误的情况下，实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度，可能的原因是______（写出一条即可）。 13．在高中阶段，我们学习了测量物体加速度的方法。 (1)通过打点计时器，可以测量小车的加速度。电火花计时器的工作电压是______，实验中除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。（填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E. 天平 (2)通过实验得到了一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后纸带上每5个连续计时点取一个计数点，则纸带上两个相邻计数点的时间间隔为______s。如图中A、B、C、D、E、F…所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离：OA=7.00cm, AB=7.61cm,  BC=8.20cm，CD=8.81cm , DE=9.39cm, EF=10.00cm 请计算该小车在A点的速度______m/s，以及小车的加速度______（均保留小数点后两位） 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B C D D C BC BC BC 1．A 小车在细绳的牵引下做匀加速直线运动，速度越来越大。 故选A。 2．A A．天平不等臂、砝码不标准或底盘未调平，均属于仪器缺陷或未校准导致的固定偏差，属于系统误差，故A正确； B．毫米以下估读误差由人为判断引起，方向与大小随机，属于偶然误差，故B错误； C．不同位置多次测量的读数差异由操作或环境偶然因素导致，属于偶然误差，故C错误； D．温度计放置位置不同引起的读数波动，因每次操作位置变化导致，属于偶然误差，故D错误。 故选A。 3．B AC．根据题意无法得出100m的运动时间，则无法求出100m内的平均速度，因此无法得到运动员100m 成绩，故AC错误； B．人的身高已知，则人的身高与照片的中的比例与人的位移与号码布影像的模糊部分的比值相等，故可求出运动员的位移，因曝光时间较短，故可以用这段时间内的平均速度代替运动员的冲线速度，故B正确； D．最后1s内的平均速度未知，因此无法得到最后1s内的位移，故D错误。 故选B。 4．C 利用光电门测滑块速度，其原理是用小车通过光电门时的平均速度来代替瞬时速度，其计算公式 式中为遮光条的宽度，为遮光条的挡光时间。 故选C。 5．D A．设每一小格距离为，曝光时间间隔为。因为是高速摄像机，可以将平均速度近似表示为瞬时速度，故木块1在时刻的瞬时速度 时刻瞬时速度 木块2速度恒为，不存在瞬时速度相等的情况，故A错误； B．到时间为，木块1总位移，平均速度 木块2总位移，平均速度，平均速度一定相等，不是可能，故B错误； C．由上述运动性质分析，木块1可能向右匀加速直线运动，不是一定为匀加速运动，木块2可能是匀速直线运动，故C错误； D．到时间为，木块1总位移，平均速度；木块2总位移，平均速度，平均速度相等，故D正确。 故选D。 6．D A．滑块通过A的速度 ，故A错误； B．滑块通过B的速度 ，故B错误； C．A、B间的平均速度 ，故C错误； D．由于遮光条通过光电门的时间远小于A到B的总时间，、对应的时间间隔近似等于，换算单位得， 由加速度定义，故D正确。 故选D。 7．C AC．实验中有偶然误差，通过图像法处理数据可以减小偶然误差，选择图线上较远的两个点进行计算可以减小误差，选项A错误，C正确； D．依次选择2个计数点速度计算出多个加速度再求平均值，列式后发现多个数据在运算中被抵消，只有初末数据被利用，选项D错误； B．图线倾角的大小与坐标轴的标度、单位有关，速度-时间图像中图线的倾角的正切值很多时候不具有实际意义，选项B错误。 故选C。 8．BC A．直升机在天安门广场上空运动的速度不变，做匀速直线运动，故A错误； B．观众研究飞行的队形时，直升机形状与尺寸可忽略，可以将直升机看成质点，故B正确； CD．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机的相对位置不变，是静止的，故C正确，D错误； 故选BC。 9．BC 由图知甲丙丁都是匀速直线运动，乙是匀加速直线运动，其中丁的平均速度最小，乙的加速度最大。 故选BC。 10．BC 从图象中可以看出乙图上点几乎都在一条直线上，而甲图中有一些点偏离了直线，所以甲的实验误差比乙的实验误差大，A错误B正确；甲图中t=0时速度为零，乙图中t=0时速度不为零，所以乙同学在实验中处理纸带时舍掉了开头一些密集的点迹，C正确D错误． 11．(1)②③⑦ (2)左 (3) 2.00 1.10 (4)不变 （1）本实验中不需要知道小车及砝码的质量，所以不需要天平，电火花打点计时器有计时的功能，用的是交流电源，故不需要低压交变电源和停表，故选②③⑦。 （2）小车释放后速度逐渐变大，则相等时间内运动的位移越来越大，题图纸带从左向右打点间距越来越大，可知是纸带的左端与小车相连。 （3）[1][2]由题意知，相邻两计数点间的时间间隔，由逐差法可得，小车运动的加速度 匀变速直线运动中，任意某时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则打下点时小车的瞬时速度等于段的平均速度，即 （4）交流电的频率不变，则相邻两个计数点的时间间隔不变，所以加速度的测量值不变。 12．(1) (2) (3)小铁球在下落过程中受到空气阻力 （1）[1][2]小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为，。 （2）根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小 （3）实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度，可能的原因是小铁球在下落过程中受到空气阻力。 13．(1) 220V AC (2) 0.10 0.73 0.60 （1）[1][2] 电火花计时器是一种计时仪器，使用220V交流电源；使用打点计时器是需要用电压合适的交流电源，处理纸带时需要用刻度尺。 （2）[3]纸带上每5个连续计时点取一个计数点，则纸带上两个相邻计数点的时间间隔为 [4] 小车在A点的速度 [5]根据逐差法，小车的加速度 学科网（北京）股份有限公司 $