第2章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书（人教版）

**基本信息** 聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验，通过基础操作、数据处理到创新应用的梯度设计，强化科学探究与科学思维，实现从仪器认知到误差分析的完整知识巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础操作|计时器识别、接线方式、速度计算|结合打点计时器实物情境，考查仪器使用（物理观念）| |方法应用|v-t图像绘制、加速度求解、误差分析|通过纸带数据处理，培养图像分析与科学推理能力| |综合探究|测量工具选择、多数据处理、误差影响分析|整合实验全过程，强化证据获取与结论解释（科学探究）| |创新拓展|纸带分段法构建v-t关系、中间时刻速度应用|创新实验数据呈现方式，体现质疑创新思维|

第二章　匀变速直线运动的研究 1　实验:探究小车速度随时间变化的规律 (时间:40分钟　总分:40分) 1.(10分)[2025·河北正定中学高一期中] 某学生在实验室中用打点计时器来探究小车速度随时间变化的规律.他们发现实验室中有如图所示的两种计时器,回答下列问题: (1)(2分)甲图为　　　　　　　　　(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)  (2)(2分)若用如甲图所示的打点计时器,则下列接线方式正确的是　　　　(选填“A”或“B”).  (3)(6分)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,并在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出,电源频率为50 Hz. ①(2分)根据纸带计算出打下B点时小车的瞬时速度并填入表中,要求保留3位有效数字. 计数点 B C D E F 速度/(m·s-1) 　　　  0.477 0.558 0.638 0.719 ②(2分)以打下A点的时刻为计时起点,将B、C、D、E、F各点对应的瞬时速度标在如图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线. ③(2分)由所画速度—时间图像求出小车的加速度为　　　　 m/s2(结果保留2位有效数字).  2.(10分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点在图中没有画出,电火花计时器接220 V、50 Hz的交流电源.该同学经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表: 计数点 B C D E F 速度/(m·s-1) 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 (1)(2分)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF=　　　　　　　　　　　　.  (2)(2分)根据表中数据,以A点对应的时刻为t=0时刻,试在图乙的坐标系中合理地选择标度,作出v⁃t图像. (3)(4分)利用该图像求出小车的加速度a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字).  (4)(2分)若实验时电源频率大于50 Hz,而做实验的同学并不知道,则打下F点时小车的实际速度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度.  3.(10分)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图甲所示. (1)(2分)要测量小车的速度,除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是　　　　.  (2)(6分)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,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50 Hz.(以下结果均保留两位小数) ①(1分)相邻两计数点间的时间间隔为　　　　 s,打D点时小车的速度vD=　　　　 cm/s.  ②(2分)分别算出其他各点的速度:vB=16.50 cm/s,vC=21.40 cm/s,vE=31.35 cm/s,vF=36.30 cm/s,请在如图丙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),可发现小车速度变化的规律为　　　　　　　　　　　　　.  ③(1分)根据图线求出小车运动的加速度a=　　　　 m/s2;  ④(2分)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　　　　　　　　　　　　　.  (3)(2分)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50 Hz,那么速度的测量值比实际值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”).  4.(10分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上,某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点,如图甲所示.从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示,由此可以得到一条表示v⁃t关系的图线,从而求出加速度的大小.(已知每一段的平均速度可以表示该段中间时刻的瞬时速度) (1)(4分)请你在xOy坐标系中用最简捷的方法作出能表示v⁃t关系的图线,其中　　　　(填“x”或“y”)轴相当于v轴,　　　　(填“x”或“y”)轴相当于t轴.  (2)(3分)从第一个计数点开始计时,为求出0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出　　　　段纸带的长度.  (3)(3分)若测得a段纸带的长度为2.0 cm,e段纸带的长度为10.0 cm,则可求出加速度的大小为　　　　 m/s2.  学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章　匀变速直线运动的研究 1　实验:探究小车速度随时间变化的规律 1.(1)电磁打点计时器　(2)B　(3)①0.398　②如图所示　 ③0.80(0.78~0.82均可) [解析] (1)甲图为电磁打点计时器. (2)若用甲图中打点计时器,电源应接低压交流电源,则接线正确的是B. (3)①每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出,可知相邻计数点间时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,B点速度可用AC段过程的平均速度代替,则打下B点时小车的瞬时速度为vB== m/s=0.398 m/s. ②根据表格数据进行描点连线,小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示. ③根据v⁃t图像的斜率表示加速度,可知小车的加速度为a== m/s2=0.80 m/s2. 2.(1)　(2)如图所示　(3)0.40　(4)大于 [解析] (1)若时间较短,则平均速度可代替中间时刻的瞬时速度,电火花计时器的打点周期为T,所以从E点到G点的时间为10T,故vF=. (2)根据表中数据,利用描点法作出图像如图所示. (3)图像的斜率表示加速度,故a==0.40 m/s2. (4)若实验时电源频率大于50 Hz,由F点的瞬时速度表达式v==f可知,其实际速度大于测量速度. 3.(1)刻度尺　(2)①0.10　26.30　②如图所示　小车速度随时间均匀增大　③0.49　④12.00　打A点时小车的速度　(3)偏大 [解析] (1)要测量小车的速度,除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,刻度尺用来测量纸带上计数点间距离. (2)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50 Hz,可知两计数点间的时间间隔为T=5×=5× s=0.10 s.在直线运动中,某段时间内中间时刻的瞬时速度可用这段时间内的平均速度表示,可得打D点时小车的速度为vD=== cm/s=26.30 cm/s. ②已知vB=16.50 cm/s,vC=21.40 cm/s,vD=26.30 cm/s,vE=31.35 cm/s,vF=36.30 cm/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.由v⁃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==×10-2 m/s2=0.49 m/s2. ④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是12.00 cm/s.此速度的物理意义是打A点时小车的速度. (3)实验时电源的实际频率小于50 Hz,则有Δt=>0.02 s,即打点周期实际大于0.02 s,若仍按0.02 s计算,由v=可知,速度的测量值比实际值偏大. 4.(1)如图所示　y　x　(2)b　(3)2 [解析] (1)分别取a、b、c、d、e五段的上方中点,并连线,则得到能表示v⁃t关系的图线,如图所示,y轴相当于v轴,x轴相当于t轴. (2)t=0.15 s是BC段的中间时刻,要求t=0.15 s时的瞬时速度,只需要测b段纸带的长度yb,然后用=求得的平均速度即可认为是0.15 s时刻的瞬时速度. (3)a、e段各自中间时刻的速度分别为va===0.20 m/s,ve===1.00 m/s,根据a=得a===2 m/s2. 学科网（北京）股份有限公司 $