2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【经纶学霸】2026-2027学年高一物理必修第一册4星学霸黑白题（人教版）

第二章 匀变速直线运 第1节 实验：探究小车 白题基础过关 题型1实验原理与操作 1.*根据已打出的纸带，不用公式计算就可 以直接得出的物理量是 ①时间间隔②位移 ③加速度 ④平均 速度 A.③④B.①②C.②③ D.①④ 2.*关于“探究小车速度随时间变化的规律” 的实验操作，下列说法错误的是 () A.长木板平放在实验桌上，把打点计时器固 定在木板没有滑轮的一端 B.在释放小车前，小车应靠近打点计时器 C.应先接通电源，待打点计时器开始打点并 稳定后再释放小车 D.钩码的质量越大越好 题型2数据处理与误差分析 3.*在“探究小车速度随时间变化的规律”的 实验中，对于减小实验误差来说，下列方法错 误的是 () A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔当 作时间单位 B.使小车运动的加速度尽量小些 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、光滑程度相同的长木 板做实验 4.*物理小组在“探究小车速度随时间变化 的规律”实验中，使用的是工作频率为50Hz 的电磁打点计时器.图甲所示是一条记录小 车运动情况的纸带，在纸带上依次选出7个 计数点，分别标上A、B、C、D、E、F和G,每相 14 动的研究 速度随时间变化的规律 限时：l5mim|答案P7 邻的两个计数点间还有四个点未画出. 29 L9o12339 D 单位：cm (1)每相邻两计数点的时间间隔为 s,打D点时小车的速度vp= cm/s. (2)分别算出其他各点的速度：vB= 16.50cm/s,vc=21.40cm/s,vg= 31.35cm/s,vp=36.30cm/s,请在如图乙 所示的坐标系中作出小车运动的v-t图 像（以打A点时开始计时），并说明小车 速度变化的规律 tl/(cm·s) 40 30 3 20 15 乙 (3)根据v-t图线求出小车运动的加速度a= m/s2(保留两位小数). (4)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 (5)实验完毕后，某同学发现实验时电源的实 际频率小于50Hz,那么与实际值相比， 速度的测量值 （填“偏大”“偏 小”或“不变”) 黑题应用提优 1.*如图所示，利用光电门光电门一 遮光条 测滑块速度，对其测速原理 d 滑块 V= 中的d、△t理解正确 △t 的是 A.d为滑块的宽度 B.d为光电门的宽度 C.△t为遮光条的挡光时间 D.△t为滑块经过光电门的时间 2.*多选“探究小车速度随时间变化的规 律”的实验中，甲、乙两个图像分别为A、B两 位同学从实验中得到数据后画出的小车运 动的v-t图像下列说法正确的是（) A.甲图的实验误差比乙图的实验误差小 B.甲图的实验误差比乙图的实验误差大 C.A同学在实验中处理纸带时没有舍掉开头 一些密集的点迹 D.B同学在实验中处理纸带时没有舍掉开头 一些密集的点迹 3.*创新实验(2026·河北石 家庄月考)近年来手机更新换 代，飞速发展，手机功能越来 越强大.某同学在研究直线运 动的实验中，先将手机拍摄的 甲 时间间隔设置为T,一小球靠近墙面竖直向 上抛出，分别拍摄了上升和下降两个阶段的 频闪照片，如图甲和乙所示，测出每块砖的厚 度为d.已知小球厅受阻力大小不变，不计砖 和砖之间的缝隙宽度， (1)试判断0点是否为小球上升的最高点？ （填“是”或“否”) 第二章匀变速直线运动的研究黑白题学霸 限时：25min|答案P8 (2)小球上升过程的加速度大小为 (3)小球下落过程通过A的速度大小为 压轴挑战山 4.禁1新考法(2025· 习小组在做“探究小车速度随时间变化的 规律”的实验时得到了两条纸带，已知打 点计时器所用电源的频率为50Hz.对于 这两条纸带的处理，学习小组采用了(1) (2)小题两种不同的方法 (1)第一种方法：其中一条纸带如图甲所 示，纸带的0点一端与小车相连接， 每两个相邻的计数点之间的时间间隔 为0.1s. 单位：cm D -4.40 430 B -4.20-￥4.10- ①学习小组根据纸带给出的数据得 到：v4= ,UB= ,0c= ②小车的加速度大小为 (2)第二种方法是先把纸带每隔0.1s剪 断，得到若干短纸条，再把这些纸条并 排贴在一张纸上，使这些纸条下端对 齐，作为时间坐标轴，标出时间，最后 将纸条上端中心连起来，于是得到了 v-t图像如图乙所示，则通过这条纸带 所求得的加速度大小为 15以在a点对应的位移为x=x。-0=8m,故A正确；B.x-t 图线的斜率表示无人机运动的速度，αb段为直线说明此 过程无人机做匀速直线运动，由方程可知，此过程的速 度为v,=4m/s,cd段为直线说明此过程无人机做匀速 直线运动，由方程可知，此过程的速度为v,=-2m/s,所 以，在bc段的速度变化量为△m=v2-v,=-6m/s,故B错 误；C.由图可知，在bc段图线的斜率先为正值变小后为 负值变大，则无人机先向上减速，后向下加速，所以加速 由x一t图分析加速度，可以先画出对 应的-t图再分析，这种做法更直观 度方向始终向下，故C错误：D.cd段为直线且斜率为负 值，说明此过程无人机匀速下降，故D错误故选A. 7.BD解析：AC.根据v-t图像与横轴围成的面积表示位 移，由图像可知0~t1甲的位移比乙的位移小，根据平均 速度公式有=，可得甲<2，汽车甲的平均速度比乙 的小，故AC错误；B.0~4内乙的位移满足x2>),则 乙的平均速度清足2-冬，”，放B正确：根据- 2 图像的斜率表示加速度，由图像可知甲、乙两汽车的加 速度都在逐渐减小，故D正确.故选BD 8.(1)左(2)0.10.376(3)偏小 解析：(1)因为小车沿平直轨道加速运动，所以速度增 大，点迹间距变大，小车连接在纸带的左端 (2)每相邻两计数点之间还有4个点未画出，会有5个 时间间隔，故相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02s= 0.1s;某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速 度，则在打下B点时小车的瞬时速度为。=27 XAC 0.1069-0.0318 m/s≈0.376m/s. 2×0.1 (3)若频率从50Hz变成了60Hz,但仍按50Hz处理， 则计算时间偏大，速度计算出来偏小. 9.(1)2.4m/s(2)0.1m/s2(3)4.2m 解析：(1)，~41段内的平均速度)=28+2.0 2 m/s= 2.4m/s. 46.4-444m/s2=0.1/s3. 2.2-2.0 (2)t2~t3段内的加速度a 第二章匀变速 第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律 白题 基础过关 1.B解析：打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以数 点就知道时间间隔，故①正确；位移大小需要利用刻度 尺测量，不用公式计算，故②正确；加速度的求解需要运 用匀变速直线运动的推论，需要公式计算，不是直接得 出的，故③错误；平均速度的求解需要运用匀变速直线 运动的推论，需要公式计算，不是直接得出的，故④错 (3)t2~t3段内的位移x= （2.2+2.0)×(46.4-44.4) -m= 2 4.2m. 第一章高考演练 黑题 真题实战 1.C解析：操控机器人进行挖沟作业、监测机器人搜寻时 的转弯姿态、测试机器人敷埋作业时的机械臂动作均不 能忽略机器人的大小和形状，需要关注机器人本身的变 化情况，因此不可以看作质点：定位机器人在敷埋线路 上的位置时可以忽略机器人的大小和形状，可以视为质 点.故选C. 2.C解析：根据位移概念可知，该次作业中小车相对地面 的位移为x=√x+x2=√82+6m=10m,故选C. 3.C解析：根据速度的定义式v=A表明，速度等于位移 △t1 与时间的比值.位移是物体在一段时间内从一个位置到 另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。 这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描 述了物体运动的方向.因此，速度是描述物体位置变化 快慢的物理量.再根据物体位置随时间的关系x=1+2t+ 3t2,可知开始时物体的位置x。=1m,1s时物体的位置 x1=6m,则1s内物体的位移为△x=x1-x0=5m.故选C. 4.A解析：A.由v-t图像的斜率表示加速度可知，0~t1 时间内加速度为负且恒定，速度为正，加速度方向与速 度方向相反，故0~t1内，汽车做匀减速直线运动，故 A正确；B.1~t2内，汽车做匀速直线运动，故B错误； C.0~t1内加速度为负，t2~t3内加速度为正，故0~t1和 t2~t3内，汽车加速度方向相反，故C错误；D.0~t1和t2~ t3内，汽车速度方向相同，均为正，故D错误故选A. 5.BD解析：A此图是速度一时间图像，由图可知，甲的 速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲、乙船 头并齐的情况，故A错误；B.此图是速度一时间图像，由 图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度一时间 图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断 在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲、丙船头会并 齐，故B正确；C.此图是位移一时间图像，由图可知，丁 一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲、丁船头 并齐，故C错误；D.此图是位移一时间图像，交点表示相 遇，所以甲、戊在中途船头会并齐，故D正确.故选BD. 直线运动的研究 误故选B. 2.D解析：A.把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌 面，把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，这样可 以有效利用纸带，故A正确；B.在释放小车前，小车应靠 近打点计时器，让小车从远离滑轮端开始运动，可以尽 可能地打更多的点，故B正确；C.为了打点稳定，应先接 通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车， 故C正确；D.如果钩码质量太大，小车运动的加速度过 参考答案黑白题学霸7○ 大，打出的点较少，不利于实验数据处理，所以钩码的质 量适中即可，不是越大越好，故D错误本题选错误的，故 选D. 3.B解析：A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作 为一个时间单位，时间间隔为0.1s,用刻度尺测量位移 的大小时，误差更小，故A正确；B.小车运动的加速度大 小与误差大小无关，故B错误；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，有利于减小误差，故C正确；D.选用各处平整程 度、光滑程度相同的长木板做实验，则小车做直线运动， 长度测量误差小，故D正确.本题选错误的，故选B. 4.(1)0.1026.30(2)见解析图小车速度随时间均匀增大 (3)0.50(4)12.00打A点时小车的瞬时速度(5)偏大 解析：(1)纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未 画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz.可知两计数 点间的时间间隔为T=5×千=5×0s=0.10s;在某段时 间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度， △x_xc= 可得打D点时小车的速度为n=△=2T 2.38+2.88 2×0.1 cm/s=26.30cm/s. (2)由vg=16.50cm/s,vc=21.40cm/s,vp=26.30cm/s, vs=31.35cm/s,vp=36.30cm/s,在坐标系中作出小车运 动的v-t图像（以打A点时开始计时）如图所示： ↑/(cm·s) 4 35出 S9 20 15 1o中出出出田 00.10.20.30.40.506s 由一t图像可知，在误差允许的范围内，小车速度随时间 均匀增大 (3)根据图线可得小车运动的加速度为a-4,-。 △vvp-VB 36.30-16.50 10-2m/s2≈0.50m/s2. 0.5-0.1 (4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 12.00cm/s,此速度的物理意义是打A点时小车的瞬时 速度 (5)实验时电源的实际频率小于50，则有△1=F> 0.02s,即打点周期实际大于0.02s,若仍按0.02s计算， 由-A可知，与实际值相比，速度的测量值偏大 △t 8学霸黑白题物理·必修第一册·RJ 黑题 应用提优 1.C解析：利用光电门测滑块速度，其原理是用滑块通过 光电门时的平均速度来代替瞬时速度，其计算公式v= 式中d为遮光条的宽度，4，为遮光条的挡光时间.故 选C. 2.BC解析：从图像中可以看出乙图上的点几乎都在一 条直线上，而甲图中有一些点偏离了直线，所以甲图的 实验误差比乙图的实验误差大，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，以B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 31)是(2 4d (3) 解析：(1)两图中从上到下，第一段与第二段相等时间的 位移之比均为1：3，根据x=可知，0点是小球上 升的最高点 (2)小球上升过程，根据△x=9d-3d=ar2可得加速度大 小为a-户 6d (3)根据中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度，小 球下落过程通过A的速度大小为v= 3d+5d 4d 2TT1 ◆压轴挑战 4.(1)①0.415m/s0.425m/s0.435m/s②0.1m/s2 (2)0.2m/s2 解析：(1)①相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,根 据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的 平均速度，即打纸带4点的速度为，=2T 0.0410+0.0420m/3=0,415m/s,打纸带B点的速度为 0.2 x4c_0.0430+0.0420 VB=2T m/s=0.425m/s,打纸带C点 0.2 m0.0430+0.0440 的速度为vc=2T 'm/s=0.435m/s; 0.2 ②由上述计算可知打纸带A点、B点、C点的速度均匀 增大，则a=”c_0.435ms0.415ms=0.1m/2 2T 0.2s (2)因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s,即时间t 相等，所以纸带的长度之比等于纸带的平均速度之比， 而纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后 得出结论纸带的长度之比等于中间时刻速度之比，速 度一时间图线斜率表示加速度，可知运动物体的加速度 △v 为a= =0.2m/s2. △t