2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 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** 以“夯基础-提能力-迎挑战”分层，聚焦匀变速直线运动实验，通过基础操作、综合应用到拓展探究的路径，巩固实验数据处理与加速度计算，培养科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |夯基础|打点计时器原理、v-t图像绘制、加速度计算|以基础实验数据处理为主，如频闪照片与纸带直接测量，强化科学探究中的证据收集| |提能力|光电门测速、纸带综合计算|结合遮光板与纸带情境，提升科学推理能力，如平均速度估算加速度| |迎挑战|实验装置评估、模糊数据处理、加速度表达式推导|通过错误分析与创新计算（如仅测OC和CF长度推导加速度），培养质疑创新思维|

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 第二章 匀变速直线运动的研究 §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步分层作业 夯基础 固根基 · 强素养 1. （25-26高一·广东·期中）如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中相邻小球影像间的时间间隔是0.1s，这样便记录了小球运动的时间。小球运动的位移可以通过刻度尺读出。 （1）试作出小球滚下过程的图像； （2）求出小球滚下过程的加速度大小。 【答案】（1）图见解析（2） 【难度】0.94 【分析】本题考查v-t图像的物理意义。 【详解】（1）由图可知，小球在连续相等的时间间隔内经过的位移 分别为： ，，，， 由平均速度公式： 可得各点瞬时速度： 图像如图所示 （2）在图像上取相距较远的两点，，，，，则 故小球的加速度大小为。 2. （25-26高一上·四川·阶段检测）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 【难度】0.94 【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. （25-26高一上·全国·课前预习）在“研究小车的运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz，如图甲所示是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学公式可求得vB＝16.50 cm/s，vC＝________ cm/s，vD＝26.30 cm/s，vE＝31.35 cm/s，vF＝36.30 cm/s。 (2)利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的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。 (3)将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标是________ cm/s，此速度的物理意义是____________________________________________。 【答案】(1)21.40 (2) 0.48/0.49/0.50/0.51/0.52 (3) 10.80/10.90/11.00/11.10 打点计时器打下计时点A时对应的小车的速度 【难度】0.85 【详解】（1）由于相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1s 则C点的瞬时速度为。 （2）根据描点法作图，图像如图所示 根据v-t图像的斜率表示加速度，有 （3）将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标约是10.80 cm/s；此速度的物理意义是打点计时器打下计时点A时对应的小车的速度。 提能力 综合用 · 善迁移 4. （25-26高一上·湖北·阶段检测）为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为L=2.0cm的遮光板，滑块匀加速通过两个光电门，数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板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间隔为．求： (1)滑块通过两个光电门的平均速度各为多大? (2)估算滑块的加速度多大? (3)估算两个光电门之间的距离是多少? 【答案】(1)0.1m/s，0.2m/s（2）（3）0.6m 【难度】0.85 【详解】(1)遮光板通过第一个光电门的速度 遮光板通过第二个光电门的速度 (2)滑块的加速度 ； (3)根据平均速度可知，两个光电门之间的距离 ． 5. （25-26高一·全国·课后作业）在某次实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz。通过实验得到小车做匀变速直线运动的一条纸带，纸带上每相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。按时间顺序取0，1，2，3，4，5共六个计数点，用刻度尺分别量出点1，2，3，4，5到点0的距离（单位：cm），如图所示，求： (1)打计数点4时，纸带运动的瞬时速度； (2)小车的加速度。 【答案】（1）；（2） 【难度】0.65 【详解】（1）相邻的两个计数点之间的时间间隔为 打计数点4时，纸带运动的瞬时速度 （2）小车的加速度 迎挑战 拓思维 · 求突破 6. （24-25高一·湖南·阶段检测）小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是___________。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为___________ cm，在打下C点时小车的速度最接近于___________ m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】 AC 3.00 1.40 【难度】0.65 【详解】（1）[1]电磁打点计时器应接在交变电源上；不需小车质量远大于槽码质量；小车离打点计时器过远，故选AC。 （2）[2][3]A点在刻度尺上位置的读数为3.00 cm；打点计时器打点时间间隔T=0.02 s，在打下C点时小车的速度 vC= m/s=1.40 m/s 7. （24-25高一上·山东威海·期末）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有__________； A．220V交流电源 B．8V交流电源 C．毫米刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中，C点的瞬时速度为__________m/s； 位置 A B C D E 0.605 0.810 1.175 1.390 (3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像_________，根据图像求得小车的加速度为_________；（保留三位有效数字） (4)某同学只测量OC和CF的长度分别为、，如图丙所示，若纸带上相邻两计数点的时间间隔为t，则小车的加速度表达式为________。 【答案】(1)BC (2)0.995 (3) 1.98 (4) 【难度】0.65 【详解】（1）图甲中电磁打点计时器需要连接8V交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；本实验不需要用天平测质量。 故选BC。 （2）相邻两计数点间还有4个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为 打下C点的瞬时速度为 （3）[1]在坐标纸中描出C点的位置并作出图像如图所示。 [2]根据图像可得小车的加速度为 （4）根据匀变速直线运动推论可得 可得小车的加速度表达式为 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 第二章 匀变速直线运动的研究 §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步分层作业 夯基础 固根基 · 强素养 1. （25-26高一·广东·期中）如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中相邻小球影像间的时间间隔是0.1s，这样便记录了小球运动的时间。小球运动的位移可以通过刻度尺读出。 （1）试作出小球滚下过程的图像； （2）求出小球滚下过程的加速度大小。 2. （25-26高一上·四川·阶段检测）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. （25-26高一上·全国·课前预习）在“研究小车的运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz，如图甲所示是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学公式可求得vB＝16.50 cm/s，vC＝________ cm/s，vD＝26.30 cm/s，vE＝31.35 cm/s，vF＝36.30 cm/s。 (2)利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的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。 (3)将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标是________ cm/s，此速度的物理意义是____________________________________________。 提能力 综合用 · 善迁移 4. （25-26高一上·湖北·阶段检测）为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为L=2.0cm的遮光板，滑块匀加速通过两个光电门，数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板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间隔为．求： (1)滑块通过两个光电门的平均速度各为多大? (2)估算滑块的加速度多大? (3)估算两个光电门之间的距离是多少? 5. （25-26高一·全国·课后作业）在某次实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz。通过实验得到小车做匀变速直线运动的一条纸带，纸带上每相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。按时间顺序取0，1，2，3，4，5共六个计数点，用刻度尺分别量出点1，2，3，4，5到点0的距离（单位：cm），如图所示，求： (1)打计数点4时，纸带运动的瞬时速度； (2)小车的加速度。 迎挑战 拓思维 · 求突破 6. （24-25高一·湖南·阶段检测）小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是___________。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为___________ cm，在打下C点时小车的速度最接近于___________ m/s（结果保留三位有效数字）。 7. （24-25高一上·山东威海·期末）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有__________； A．220V交流电源 B．8V交流电源 C．毫米刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中，C点的瞬时速度为__________m/s； 位置 A B C D E 0.605 0.810 1.175 1.390 (3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像_________，根据图像求得小车的加速度为_________；（保留三位有效数字） (4)某同学只测量OC和CF的长度分别为、，如图丙所示，若纸带上相邻两计数点的时间间隔为t，则小车的加速度表达式为________。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $