第1章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验专题，通过6道典型题构建"原理-操作-数据处理-误差分析"完整方法体系，强化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| |----|-----------|----------|----------| |打点计时器应用|3题|逐差法求加速度、中间时刻速度公式、计数点时间间隔计算|从计时器原理（220V交流电源）到纸带数据处理，构建运动学公式应用逻辑链| |实验操作规范|2题|平衡摩擦力判断、电源频率误差分析|通过操作选项辨析，建立实验控制变量思想与误差评估意识| |创新测量方法|1题|频闪照相测速、光电门遮光时间计算|拓展传统实验手段，培养科学探究中的模型建构能力|

1．(2026·辽宁辽阳市模拟)某实验小组用图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电火花计时器的纸带相连，电火花计时器接频率为50 Hz的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。 (1)图甲中电火花计时器所接电源的电压为________(选填“8 V”或“220 V”)。 (2)根据图乙中的数据可知，电火花计时器打D点时木块的速度大小vD＝________m/s，木块加速度大小a＝________m/s2。(结果均保留2位有效数字) 解析：(1)题图甲中电火花计时器所接电源的电压为220 V。 (2)每相邻两计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则电火花计时器打D点时木块的速度大小vD＝＝ m/s≈1.3 m/s，根据逐差法可得木块加速度大小a＝＝ m/s2≈3.0 m/s2。 答案：(1)220 V　(2)1.3　3.0 2．(2026·山东威海市期末)某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没画出，D、E、G到A点的距离分别为x1、x2和x3，打点计时器所用电源的频率为f。请回答下列问题： (1)实验中，下列措施必要的是________。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．保证小车的质量远大于钩码的质量 D．抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)计算F点速度大小的表达式为v＝________(用题中字母表示)。 (3)若测得x3＝61.50 cm，x1＝24.00 cm，则纸带运动的加速度a＝________m/s2(已知f＝50 Hz)。 (4)若实验时交流电的频率大于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)为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应使细线与木板平行，同时为了打点稳定，应先接通电源再释放小车，A、B正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，不需要平衡摩擦力，只要能让小车做匀加速直线运动即可，C、D错误。 (2)相邻两个计数点间时间间隔T＝5×＝，计算F点速度大小的表达式为v＝＝。　 (3)由逐差法，纸带运动的加速度a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2。 (4)若实验时交流电的频率大于50 Hz，打点周期小于0.02 s，故加速度的测量值小于真实值。 答案：(1)AB　(2)　(3)1.5　(4)小于 3．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： (1)乙图的打点计时器工作电压为________(选填“交流”或“直流”)________V。若提供的实验器材中同时有甲、乙两图所示的打点计时器，优先选用________(选填“甲”或“乙”)图。 (2)下列操作正确的有________。 A．打点计时器应安装在长木板的有滑轮一端 B．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 C．应先接通电源，后释放小车 D．两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1 s E．用v－t图线处理数据时，必须用平滑的曲线连接所有的点 (3)小明同学在实验中得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个点取一个计数点，依打点先后编为0、1、2、3、4。由于不小心，纸带被撕断了，如图所示。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是________。 (4)小兰同学打出的一条纸带如图丙所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，则实验时纸带的________(选填“左”或“右”)端是和小车相连的。打点计时器打下C点时小车的速度大小为________m/s(结果保留小数点后1位)。 解析：(1)题图乙为电火花计时器，所用电压为220 V的交流电压，电火花计时器相较于电磁打点计时器阻力小，所以优先选用电火花计时器。 (2)打点计时器应安装在长木板没有滑轮的一端，故A错误；在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故B正确；应先接通电源，待打点稳定后释放小车，故C正确；两相邻测量点间的时间间隔可根据实际情况选取，故D错误；用v－t图线处理数据时，误差较大的点应当舍去，故E错误。 (3)根据逐差公式可得x34－x23＝x23－x12＝x12－x01，将x12＝44.0 mm、x01＝36.0 mm代入可得x34＝60.0 mm，故选C。 (4)因为小车速度增大，所以纸带的左端与小车相连。打下C点时小车的速度大小v＝ m/s＝1.5 m/s。 答案：(1)交流　220　乙　(2)BC　(3)C　(4)左　1.5 4．(2026·江西赣州市期末)两同学利用如图甲所示的装置研究自由落体运动的规律，经过几次实验，选择了一条点迹清晰的纸带进行研究(如图乙所示)，根据打点的先后顺序取计数点O、A、B、C、D、E、F，相邻两个计数点间还有1个点未画出。已知打点计时器的打点周期T＝0.02 s。 (1)打下计数点D时，重物的速度大小vD＝________m/s(保留2位有效数字)。 (2)重物下落的加速度大小g＝__________m/s2(保留2位有效数字)。 (3)如果实验时电源的实际频率大于50 Hz，做实验的同学并不知情，那么重力加速度的测量值与实际值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 解析：(1)由题可知，相邻两计数点间的时间间隔t＝2T＝0.04 s，根据匀变速直线运动规律可得，打下D点时重物的速度vD＝＝ m/s≈2.0 m/s。 (2)根据逐差法可得重物的加速度大小g＝＝ m/s2≈9.6 m/s2。 (3)如果实验时电源的实际频率大于50 Hz，则实际打点的周期小于0.02 s，由上述分析知重力加速度的测量值与实际值相比偏小。 答案：(1)2.0　(2)9.6　(3)偏小 5．某同学以墙面为背景，使用手机频闪照相功能拍摄小球自由下落的过程，通过对频闪照片的研究，粗略测定当地的重力加速度。请回答下列问题： (1)该同学要从下列物体中选择做自由落体的小球，最为合理的是________。 A．小塑料球　　　　　 B．小木球 C．小钢球 D．小泡沫球 (2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分，测得图中部分墙的高度h＝0.72 m，手机曝光时间间隔为0.07 s，则当地重力加速度g＝________m/s2，小球到达位置4时的速度大小为__________m/s。(结果均保留3位有效数字) (3)照片中位置1________(选填“是”“不是”或“不确定是”)小球自由下落的初始位置，由于受空气阻力影响，测出的重力加速度值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。 解析：(1)为减小空气阻力对实验造成的误差，需要选择密度较大的小钢球来做实验，质量相同的情况下体积相对较小。 (2)由题可得每块砖的厚度h′＝＝0.048 m，则g＝＝ m/s2≈9.80 m/s2，小钢球到达位置3时的速度v3＝＝ m/s≈3.09 m/s，小钢球到达位置4时的速度v4＝v3＋gt＝3.09 m/s＋9.80×0.07 m/s≈3.78 m/s。 (3)由于4个位置间竖直距离之比为3∶4∶5，故照片中位置1不是小球自由下落的初始位置；由于受空气阻力影响，小球加速度偏小，测出的重力加速度的值比实际值偏小。 答案：(1)C　(2)9.80　3.78　(3)不是　偏小 6．某实验小组用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。光电门1、2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。 (1)如图乙所示，根据游标卡尺读数规则，测得小钢球的直径d＝________mm。 (2)通过磁式吸球器控制小钢球自由下落，小钢球下落依次通过光电门1、光电门2时，测得遮光时间分别为t1、t2，则t1__________(选填“大于”“小于”或“等于”)t2。 (3)保持两光电门间距离不变，测量这一距离h，改变小钢球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电门1和光电门2的遮光时间t1、t2，作－图像，图线与纵轴的交点为(0，b)，则当地重力加速度g＝________(用h、b、d表示)。 解析：(1)游标卡尺主尺的最小分度为1 mm，读数为4 mm，游标的最小分度值为0.1 mm，读数为4×0.1 mm＝0.4 mm，测得小钢球的直径d＝4 mm＋0.4 mm＝4.4 mm。 (2)小钢球在竖直方向做匀加速运动，则有v1＜v2，根据t＝，可知t1＞t2。 (3)根据自由落体规律可得－＝2gh，即有＝＋，由于纵轴截距为b，则有b＝，解得g＝。 答案：(1)4.4　(2)大于　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $