第2章 第1节 分层训练 能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理必修一同步教参（教科版）

**基本信息** 高中物理新授课同步练，以匀变速直线运动实验为核心，通过基础概念识别、实验数据处理到综合仪器应用的三层设计，强化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（1-2题）|v-t图像识别、瞬时速度计算|选择题结合简单计算，直接应用运动观念| |进阶层（3-4题）|纸带数据处理、v-t图像加速度求解、误差分析|实验数据表格分析与图像绘制，培养科学推理| |综合层（5题）|打点计时器类型及电源、实验步骤排序|仪器认知与实验流程设计，深化科学探究|

　　　　　　　　　　　　 1．小明同学用图示装置研究小车速度随时间变化的规律。实验时小明启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带做匀加速直线运动。用计算机软件处理实验数据，绘制出小车的v-t图像可能是下列图中的(　　) 解析：选A。小车在细绳的牵引下做匀加速直线运动，速度越来越大。 2． 为测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度d＝1.8 cm的遮光板(如图所示)。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间Δt1＝0.020 s，通过第二个光电门的时间Δt2＝0.010 s，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Δt＝0.6 s。 (1)滑块通过第一个光电门时的瞬时速度为______m/s。 (2)换用宽度更窄的遮光板，测出的滑块通过光电门时瞬时速度的精确度________(选填“更高”“更低”或“不变”)。 解析：(1)滑块通过第一个光电门时的瞬时速度v1＝＝ m/s＝0.90 m/s。 (2)由于滑块通过光电门的瞬时速度是用平均速度来代替，所以换用宽度更窄的遮光板，平均速度更接近瞬时速度，则测出的滑块通过光电门时瞬时速度的精确度更高。 答案：(1)0.90　(2)更高 3．某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律，得到一条纸带如图乙所示，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个点没有画出。 (1)经过测量并计算得到打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度，如表所示。 对应点 B C D E F 速度/(m·s-1) 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301 (2)根据(1)中得到的数据，以打下A点时对应的时刻为t＝0时刻，在图丙所示坐标系中作出v-t图像，利用图像求得小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字) (3)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点，但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1 s代入计算，则因此算出的速度数值与真实的速度数值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。求得的加速度a数值与真实的加速度数值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析：(2)由v-t图像的斜率表示加速度可得，小车的加速度a＝＝ m/s2≈0.41 m/s2。 (3)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点，可知相邻两计数点间的时间间隔是0.08 s，但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1 s代入计算，由v＝可知，算出的速度数值与真实的速度数值相比偏小。 由a＝计算加速度，由于时间变大，则求得的加速度a数值与真实的加速度数值相比偏小。 答案：(2)0.41　(3)偏小　偏小 4．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50 Hz)，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甲所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果均保留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，在下列选项中，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) A．时间间隔　　 B．位移 C．平均速度　　 D．瞬时速度 (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，各个速度值如表所示。计算出B点速度的大小并填到表中相应位置。 速度 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＝________。 解析：(1)因为打点计时器的频率为50 Hz，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0.02 s；可以用刻度尺测量出小车的位移大小；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。 (2)每两个相邻的计数点之间有四个点未画出，则相邻的计数点之间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s 根据速度公式可知，B点的瞬时速度vB＝＝＝0.400 m/s。 根据计算的B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)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 a＝＝≈0.803 m/s2。 答案：(1)A　B　CD　(2)0.400　图像见解析 (3)0.803 m/s2 5．(2026·广东江门市期中)(1)打点计时器和数字计时器是高中物理研究物体运动中重要的实验仪器，图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的打点计时器，图丙为连接光电门的数字计时器。请回答下面的问题： ①图甲是____________(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)，电源采用的是________(选填“交流4～6 V”“交流220 V”或“四节干电池”)； ②图丙中，若已知物体挡光宽度为d，物体经过光电门用时为t，则可以近似认为物体通过光电门的瞬时速度的表达式为v＝________。 (2)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图丁所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器每隔0.02 s打一次点，纸带上计数点的间距如图戊所示，其中每相邻两点之间还有4个计时点未画出。 ①部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是________(用字母填写)； ②图戊中标出的相邻两计时点的时间间隔T1＝________s，相邻两计数点的时间间隔T＝________s； ③计数点4对应的瞬时速度大小v4＝______，计数点5对应的瞬时速度大小v5＝______。(以上两空均用字母表示) 解析：(1)①题图甲需要用到振针和复写纸，是电磁打点计时器，电源采用的是交流4～6 V。 ②极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小，则物体通过光电门的瞬时速度的表达式为v＝。 (2)①安排实验步骤要本着先安装器材，然后进行实验的思路进行，在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，释放小车，最后关闭电源，取出纸带，所以正确的顺序是DCBA。 ②由题可知相邻两计时点的时间间隔T1＝0.02 s；因为每相邻两点之间还有4个计时点未画出，故相邻的两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s。 ③计数点4对应的瞬时速度大小v4＝；计数点5对应的瞬时速度大小v5＝。 答案：(1)①电磁打点计时器　交流4～6 V　② (2)①DCBA　②0.02　0.1　③　 学科网（北京）股份有限公司 $