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

**基本信息** 本同步练习通过“夯基础-提能力-迎挑战”三层设计，实现从实验操作到图像分析再到误差探究的知识进阶，强化运动观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |夯基础|打点计时器使用、平均速度瞬时速度计算、v-t图像基础|以选择和填空为主，直接考查实验操作规范与基础公式应用，如打点计时器电源类型判断| |提能力|v-t图像综合分析、纸带数据处理与作图|结合纸带数据计算多点瞬时速度并绘制v-t图像，培养科学推理与数据处理能力| |迎挑战|实验误差分析与改进|通过电网频率偏差对测量结果影响的分析，渗透质疑创新意识，提升科学探究深度|

人教版必修第一册同步同步分层练习 62个知识点 · 88道经典例题 ·54个经典题型 第一章 运动的描述 §1.3.2 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 v-t图像 同步分层作业 夯基础 固根基 · 强素养 题型一　测量纸带的平均速度和瞬时速度 1．（24-25高一上·江苏扬州·期中）如图所示，左图是打点计时器在某次实验中打出的纸带，右图是某打点计时器的示意图，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 C．纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为，两点间距离为，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 【答案】D 【详解】A．该打点计时器应接在交流电源上。故A错误； B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方，所需时间越长，表示纸带的运动速度越小。故B错误； C．纸带上相邻两点间的时间间隔为 故C错误； D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为，两点间距离为，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度。故D正确。 故选D。 2．（24-25高一上·湖南株洲·阶段检测）(1)在做用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的“电磁打点计时器”使用的电压是______V的______(选填“直流电”或“交流电”)，它们是每隔______s打一个点。 (2)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，再让纸带运动 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 (3)如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示，则：AC=______mm，AD=______mm。那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为______m/s，纸带在AD间的平均速度为______m/s；B点的瞬时速度更接近于______m/s。 【答案】 6 交流电 0.02 A 14.0 25.0 0.35m/s 0.42m/s 0.35m/s 【详解】(1)[1][2][3]电磁打点计时器的工作电压是6V以下的交流电，一般是4~6V。打点间隔为交流电的频率的倒数，当电源的频率是50Hz时，打点周期是0.02s。 (2)[4]使用打点计时器时，应先接通电源，让打点计时器工作，再让纸带运动使打点计时器在上面打出点迹，故A项正确。 (3)[5]AC=14.0mm； [6] AD=25.0mm； [7]AC间的平均速度为 [8]AD间的平均速度为 [9]对描述B点的瞬时速度来说，AC段所取的位移间隔更小，更能接近B点的真实速度，即B点的瞬时速度更接近于0.35m/s。 题型二　利用光电门测速度 3．（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）某物理兴趣小组利用气垫导轨和数字计时器来测量物体的瞬时速度和加速度，实验装置如图所示，遮光条的宽度d=1.56cm。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。（结果均保留一位有效数字） (1)遮光条通过第一个光电门的速度大小为v1=__________m/s（结果保留一位有效数字）； (2)遮光条通过第二个光电门的速度大小为v2=__________m/s（结果保留一位有效数字）； (3)滑块的加速度大小为__________m/s2（结果均保留三位有效数字）； (4)换用宽度更窄的遮光条，测出的滑块通过光电门时的速率精确度__________（填“更高”“更低”或“不变”）。 【答案】(1)0.1 (2)0.2 (3)0.125 (4)更高 【详解】（1）遮光条通过第一个光电门的速度大小 （2）遮光条通对第二个光电门的速度大小 （3）滑块的加速度大小 （4）由于滑块通过光电门的瞬时速度是用平均速度代替的，因此由可知，当越小，平均速度越接近瞬时速度，故精确度更高。 题型三　速度—时间图像 4．（24-25高一·全国·随堂练习）如图所示为某质点做直线运动的v−t图像，据此可知以下说法正确的是（　　） A．质点始终向同一方向运动 B．在运动过程中，质点运动方向发生变化 C．前2s内做加速直线运动 D．后2s内做减速直线运动 【答案】B 【详解】A．质点在0~2s内沿负方向运动，在2~4s内沿正方向运动，故A错误； B．在运动过程中，在t=2s时质点运动方向发生变化，故B正确； CD．质点在前2s内做减速直线运动，后2s内做加速直线运动，故CD错误。 故选B。 5．（23-24高一上·四川遂宁·阶段检测）某矿井中的升降机由井底上升到井口过程中的图像如图，根据图像判断下列说法正确的（　　）    A．2s末升降机的速度达到最大 B．2～4s升降机静止 C．1～2s升降机的速度变化比4～5s的速度变化大 D．1～2s升降机的速度方向与4～5s的速度方向相反 【答案】A 【详解】AB．升降机先匀加速度运动2s，速度达到最大，然后匀速运动2s，最后做匀减速运动，5s末速度减为零，故A正确，B错误； C．1～2s升降机的速度变化为 4～5s内速度变化为 可知，1～2s升降机的速度变化比4～5s的速度变化小，故C错误； D．由图可知1～2s升降机的速度方向与4～5s的速度方向相同，均为正方向，故D错误。 故选A。 6．（24-25高一上·浙江·阶段检测）在跳水比赛中，某运动员（可看成质点）的速度与时间关系图像如图所示，选竖直向下为正方向，t=0是其向上跳起时刻，则（   ） A．t2时刻该运动员上升到最高点 B．t3时刻该运动员开始进入水中 C．t3时刻该运动员已浮出水面 D．t1~t3时间内运动员始终向下运动 【答案】D 【详解】A．t=0是其向上跳起瞬间，由图可知题中竖直向下为正方向，故在0～t1时间内，运动员在空中向上做匀减速直线运动，t1时刻到达最高点。故A错误； B．t1～t2时间内，运动员在空中向下做匀加速直线运动，t2之后速度减小，所以t2时刻运动员进入水中。故B错误； C．运动员进入水中后做匀减速直线运动，在t3时刻，运动员的速度减为零，此时仍处于水下。故C错误； D．t1～t3时间内运动员速度方向为正，始终向下运动。故D正确。 故选D。 提能力 综合用 · 善迁移 7．（25-26高一上·甘肃天水·阶段检测）如图（a）、（b）分别为甲、乙两物体沿某一直线运动的v－t图像，规定向右为正方向，关于图像下列说法正确的是（　　） A．初始时甲、乙两物体的初速度都为4 m/s B．在8 s内甲始终做匀速直线运动，乙在2~5 s内做匀速直线运动 C．当t＝5 s时甲的速度方向不变，乙的速度方向发生了变化 D．整个过程中甲离出发点越来越远，乙最终又回到出发点 【答案】B 【详解】A．由题图可知甲的初速度为4 m/s，乙的初速度为0，故A错误； B．由于图（a）中的图像与图（b）中2~5 s都为水平直线，表示该段时间物体做匀速直线运动，故B正确； CD．甲、乙的速度图像都处于t轴上方，可知速度方向都未发生变化，距离初始位置都越来越远，故CD错误。 故选B。 8．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。 9．（25-26高一上·全国·课前预习）让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段过程，已知闪频为10Hz，且O点是0.4s时小球所处的位置，试根据此图估算： (1)小球从O点到B点的平均速度大小； (2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。 【答案】(1)0.8m/s (2)0.8m/s，1.0m/s 【详解】（1）根据题意可知，相邻两次闪光的时间间隔 O点到B点的平均速度为 （2）小球在A点时的瞬时速度大小等于OB的平均速度为 小球在B点时的瞬时速度大小等于AC的平均速度为 迎挑战 拓思维 · 求突破 10．（25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期中）某同学利用如图1所示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)电磁打点计时器是一种使用 ___________ （选填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压为 ___________ （选填“高压”或“低压”），当电源的频率为50Hz时，它每隔 ___________s打一次点； (2)某同学实验中获得一条纸带，如图2所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小vA=___________m/s，小车从A点运动到D点的平均速度大小v=___________m/s；（结果要求保留两位有效数字） (3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏 ___________ 。（选填“大”或“小”） 【答案】(1) 交流 低压 0.02 (2) 0.34 0.40 (3)大 【详解】（1）[1][2]电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它的工作电压为低压； [3]当电源的频率为50Hz时，由周期与频率的关系，则它的打点时间间隔为 （2）[1]因纸带上两相邻计数点间有四个点未画出，所以打相邻两计数点的时间间隔为t＝5×0.02s＝0.1s 根据打点纸带测量速度的原理，可得打A点时小车运动的速度大小：vA [2]小车从A点运动到D点的平均速度大小 （3）如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，则实际打点周期变大，即打相邻两计数点的实际时间变大，而做实验的同学仍按原打点周期计算，可知由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏大。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $人教版必修第一册同步同步分层练习 62个知识点 · 88道经典例题 ·54个经典题型 第一章 运动的描述 §1.3.2 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 v-t图像 同步分层作业 夯基础 固根基 · 强素养 题型一　测量纸带的平均速度和瞬时速度 1．（24-25高一上·江苏扬州·期中）如图所示，左图是打点计时器在某次实验中打出的纸带，右图是某打点计时器的示意图，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 C．纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为，两点间距离为，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 2．（24-25高一上·湖南株洲·阶段检测）(1)在做用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的“电磁打点计时器”使用的电压是______V的______(选填“直流电”或“交流电”)，它们是每隔______s打一个点。 (2)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，再让纸带运动 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 (3)如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示，则：AC=______mm，AD=______mm。那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为______m/s，纸带在AD间的平均速度为______m/s；B点的瞬时速度更接近于______m/s。 题型二　利用光电门测速度 3．（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）某物理兴趣小组利用气垫导轨和数字计时器来测量物体的瞬时速度和加速度，实验装置如图所示，遮光条的宽度d=1.56cm。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。（结果均保留一位有效数字） (1)遮光条通过第一个光电门的速度大小为v1=__________m/s（结果保留一位有效数字）； (2)遮光条通过第二个光电门的速度大小为v2=__________m/s（结果保留一位有效数字）； (3)滑块的加速度大小为__________m/s2（结果均保留三位有效数字）； (4)换用宽度更窄的遮光条，测出的滑块通过光电门时的速率精确度__________（填“更高”“更低”或“不变”）。 题型三　速度—时间图像 4．（24-25高一·全国·随堂练习）如图所示为某质点做直线运动的v−t图像，据此可知以下说法正确的是（　　） A．质点始终向同一方向运动 B．在运动过程中，质点运动方向发生变化 C．前2s内做加速直线运动 D．后2s内做减速直线运动 5．（23-24高一上·四川遂宁·阶段检测）某矿井中的升降机由井底上升到井口过程中的图像如图，根据图像判断下列说法正确的（　　） A．2s末升降机的速度达到最大 B．2～4s升降机静止 C．1～2s升降机的速度变化比4～5s的速度变化大 D．1～2s升降机的速度方向与4～5s的速度方向相反 6．（24-25高一上·浙江·阶段检测）在跳水比赛中，某运动员（可看成质点）的速度与时间关系图像如图所示，选竖直向下为正方向，t=0是其向上跳起时刻，则（   ） A．t2时刻该运动员上升到最高点 B．t3时刻该运动员开始进入水中 C．t3时刻该运动员已浮出水面 D．t1~t3时间内运动员始终向下运动 提能力 综合用 · 善迁移 7．（25-26高一上·甘肃天水·阶段检测）如图（a）、（b）分别为甲、乙两物体沿某一直线运动的v－t图像，规定向右为正方向，关于图像下列说法正确的是（　　） A．初始时甲、乙两物体的初速度都为4 m/s B．在8 s内甲始终做匀速直线运动，乙在2~5 s内做匀速直线运动 C．当t＝5 s时甲的速度方向不变，乙的速度方向发生了变化 D．整个过程中甲离出发点越来越远，乙最终又回到出发点 8．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：___________。 9．（25-26高一上·全国·课前预习）让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段过程，已知闪频为10Hz，且O点是0.4s时小球所处的位置，试根据此图估算： (1)小球从O点到B点的平均速度大小； (2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。 迎挑战 拓思维 · 求突破 10．（25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期中）某同学利用如图1所示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)电磁打点计时器是一种使用 ___________ （选填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压为 ___________ （选填“高压”或“低压”），当电源的频率为50Hz时，它每隔 ___________s打一次点； (2)某同学实验中获得一条纸带，如图2所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小vA=___________m/s，小车从A点运动到D点的平均速度大小v=___________m/s；（结果要求保留两位有效数字） (3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏 ___________ 。（选填“大”或“小”） 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $