课时跟踪检测(6) 研究匀变速直线运动的特点(Word练习)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验探究，通过多装置数据处理（打点计时器/光电门/频闪照片）系统提炼逐差法、图像法等核心方法，构建“规律应用-误差分析-仪器操作”逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |数据处理|3题|逐差法求加速度、平均速度法求瞬时速度|基于Δx=aT²推导，衔接运动学公式与实验验证| |图像分析|2题|x-v²线性图像、h-t⁻²图像斜率计算|从v²=2ax、v=D/t建构函数关系，体现科学推理| |仪器操作|2题|游标卡尺读数、光电门速度测量|结合基本仪器使用，强化实验技能与科学探究| |误差分析|1题|系统误差判断（直径影响速度测量）|联系实验原理与数据真实性，培养科学态度|

课时跟踪检测(六)　研究匀变速直线运动的特点 1.(6分)某物理兴趣实验小组利用节拍器和手机摄像功能来研究摩托车启动过程中速度随时间变化的规律。如图所示,节拍器工作原理与单摆类似,摆杆每次经过中间标尺位置时会发出“啪”的一声响。实验时首先调节节拍器的周期T=1.0 s,摩托车启动时节拍器刚好响了一声“啪”,并计序号为0,通过拍摄影像,确定每一次“啪”声对应车的位置,数据如下表: 节拍器声响序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 摩托车位置/m 0 0.48 1.24 2.32 3.72 5.46 7.53 9.91 12.60 根据表格内容可知:(结果均保留两位小数) (1)由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;(2分)  (2)当x=1.24 m时摩托车的速度为　　　　　m/s;(2分)  (3)摩托车的加速度大小为　　　m/s2。(2分)  2.(6分)某实验小组用光电计时器测量重力加速度,实验装置如图所示。实验步骤如下: ①测量小钢球的直径D; ②让钢球吸附器通电吸附小钢球,用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h; ③断开钢球吸附器的开关,让小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门所用的时间t; ④改变光电门的位置,重复步骤②和③,记录多组关于h、t的数据。 请回答下列问题: (1)根据步骤①②③可知,小钢球通过光电门时的速度为　　　(用题中所给的字母表示)。(1分)  (2)以h为纵坐标,以tn为横坐标,根据实验测得的数据在坐标纸上描点,拟合图线,得到的图像最合理的是　　　　。(2分)  (3)根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k,则重力加速度的表达式为g=　　　　。(2分)  (4)一小组成员经过分析发现,由于小钢球的直径不是足够小,利用光电门求得的速度实际上不是小钢球球心通过光电门的速度,分析可知,用上述实验方法得到的重力加速度值小于真实值,这种误差属于　　　　(选填“系统”或“偶然”)误差。(1分)  3.(6分)某同学利用如图甲所示的实验装置探究物体做初速度为零的直线运动时位移与末速度的关系。将气垫导轨左侧垫高,将滑块从某位置由静止释放,记录下滑块经过光电门时的遮光时间Δt和释放位置与光电门之间的距离x。 (1)用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则宽度d=　　　mm。(1分)  (2)释放位置与光电门的位置如图甲所示,则遮光条中心线由位置A到光电门的位移x=　　　cm。(2分)  (3)多次改变释放位置,记录下相关数据,并得到位移与对应速度的二次方,如表中所示: 1 2 3 4 5 6 7 位移x/cm 50.00 64.20 75.00 80.60 90.00 95.00 100.00 速度v2/ (m2·s-2) 0.500 0.643 0.750 0.810 0.900 0.949 1.000 请在图丙中作出x⁃v2图像,由图像可知,位移x与v2呈　　　　(选填“线性”或“非线性”)规律。(3分)  4.(8分)在高中阶段,我们学习了多种测量物体加速度的方法。 (1)利用打点计时器,可以测量小车的加速度。实验装置如图甲所示。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(t=0),然后每隔0.1 s选取一个计数点,如图乙中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=7.05 cm,AB=7.68 cm,BC=8.31 cm,CD=8.95 cm,DE=9.57 cm,EF=10.20 cm,请计算该小车的加速度a1=　　　　m/s2(保留小数点后两位)。(2分)  (2)利用光电门,同样可以测量物体的加速度。如图丙,滑块上安装了宽度为2.0 cm的遮光条,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Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.05 s,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t=2.5 s,试估算滑块的加速度a2=　　　　m/s2(保留两位有效数字),该估算值与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。(3分)  (3)频闪照片也是一种测量加速度的方法。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。 某时刻,将一小球从O点由静止释放,频闪仪每隔0.04 s闪光一次。以O点为原点,以竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量小球各时刻的位置坐标x1、x2、x3…。如图丁是小球自由下落时的部分频闪照片示意图,照片中的数字是小球下落的距离(单位:cm)。小崔同学为了减小偶然误差,他建议作x⁃t2图像,把实验数据代入(如=0.001 6 s2,x1=0.21 cm;=0.006 4 s2,x2=1.76 cm…),得到一条过原点的直线,再通过该直线的斜率得到加速度a3。请问该方案是否可行?如果可行,请求出加速度的值(结果保留两位有效数字);如果不可行,请说明原因 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  5.(8分)(2025·重庆模拟)某同学利用实验室的实验装置进行“探究匀变速直线运动的规律”的实验。如图甲是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出,打点计时器电源频率为50 Hz。 (1)打下B点时的速度为　　　　m/s,小车的加速度大小为　　　　m/s2。(结果均保留3位有效数字)4分)  (2)另一同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带,并选取了第一个比较清晰的点为计数点O,依次计算出各计数点到O点的距离x与所用时间t的比值,作出了⁃t图像,如图乙所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则O点的速度为vO=　　　　,加速度为a=　　　　。(均用b、c、d表示)4分)  答案 课时跟踪检测(六) 1.解析:(1)由表格数据可知,摩托车在相邻相等时间间隔内的位移差近似等于0.32 m,由此可知,摩托车近似做匀加速直线运动。 (2)节拍器工作原理与单摆类似,则一个周期内摆杆经过两次中间标尺位置,则相邻两次“啪”声间的时间间隔为0.5 s。x=1.24 m时摩托车的速度为v= m/s=1.84 m/s。 (3)由逐差法可知,摩托车的加速度为a= m/s2=1.29 m/s2。 答案:(1)相邻相等时间间隔内的位移差近似相等　(2)1.84　(3)1.29 2.解析:(1)根据题意可知,小钢球通过光电门时的速度为v=。 (2)小球到达光电门时的速度v=,又有v=,整理可得h=·,可知,h⁃图像为过原点的直线。故选D。 (3)根据上述分析可得=k,解得g=。 (4)由于小钢球的直径不是足够小,求出的通过光电门速度是小球经过光电门时间中点的速度,我们期待测量的是小球球心经过光电门时的速度,即位移中点的瞬时速度,求出的通过光电门速度偏小,由v2=2gh可知,得到的重力加速度值偏小,即理论值小于真实值。这是由于实验设计而产生的误差,即为系统误差。 答案:(1)　(2)D　(3)　(4)系统 3.解析:(1)遮光条的宽度d=5 mm+0×0.05 mm=5.00 mm。 (2)遮光条中心线由位置A到光电门的位移x=69.80 cm-1.50 cm=68.30 cm。 (3)作出x⁃v2图像如图。 由图像可知,位移x与v2呈线性规律。 答案:(1)5.00　(2)68.30　(3)见解析图　线性 4.解析:(1)相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1 s, 根据逐差法,该小车的加速度a1=≈0.63 m/s2。 (2)遮光条宽度d=2.0 cm,遮光条通过第一个光电门的速度v1=,通过第二个光电门的速度v2=,滑块的加速度a2==0.12 m/s2。数字计时器测量的是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,实际时间为遮光条通过第一个光电门中间时刻到通过第二个光电门中间时刻的时间,显然测量的时间偏大,故测得的加速度偏小。 (3)不可行。理由:取由O到A点下落时间为0.04 s,重力加速度约为9.8 m/s2,由h=gt2≈0.8 cm>0.21 cm,可知第一段OA的下落时间小于0.04 s,因此x⁃t2图像不是一条直线。 答案:(1)0.63　(2)0.12　偏小　(3)见解析 5.解析:(1)打下B点时小车的速度大小为vB== m/s≈1.49 m/s。 小车的加速度大小a== m/s2 ≈2.86 m/s2。 (2)小车做匀加速直线运动,根据位移—时间公式x=vOt+at2,则=vO+at,结合题图乙可知O点的速度为vO=b,图像的斜率k=a=,则加速度为a=。 答案:(1)1.49　2.86　(2)b　 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $