2.1 实验：探究小车速度随时间变化规律 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** 本同步练习聚焦“探究小车速度随时间变化规律”实验，通过基础单选、进阶多选、综合实验题的三层设计，构建“操作规范-数据处理-误差分析”的知识巩固路径，培养科学探究与科学思维素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|实验操作规范（打点计时器使用、步骤正误）|单选题考查基础操作，如先接通电源后释放纸带| |进阶|实验装置调节与误差分析|多选题综合判断装置要求，如细线与木板平行的必要性| |综合|数据计算、图像绘制与误差评估|实验题结合纸带数据求加速度、绘制v-t图像，培养科学探究能力|

探究小车速度随时间变化规律专项练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某同学用打点计时器探究“做匀变速直线运动的物体的速度随时间变化的规律”，下列说法正确的是（　　） A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．接通电源和释放纸带同时进行 D．根据实验条件来决定先后顺序 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法中不正确或不必要的是（ ） A．长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动 B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 C．选择计数点时，可以不从纸带上第一个点开始 D．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 3．某同学利用如图所示装置研究匀变速直线运动规律。实验中下列措施必要的是（　　） A．打点计时器接交流电源 B．平衡小车与长木板间的摩擦力 C．细线必须与长木板平行 D．小车的质量远大于钩码的质量 二、多选题 4．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，下列说法中正确的是（ ） A．通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上 B．坐标轴单位长度越小越好 C．开始前要先接通电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带 D．钩码的质量越大越好 5．利用下图装置可以完成力学中的许多实验，以下说法正确的是 A．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”的实验时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响 B．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”时，必须设法保证小车所受合外力为恒力 C．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，每次改变砂和砂桶总质量之后，需要重新平衡摩擦力 D．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，若认为小车所受拉力等于砂和砂桶总重力，应保证砂和砂桶总质量远小于小车的质量 三、实验题 6．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动，实验步骤如下： A．安装好实验器材； B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等； C．测出x1、x2、x3、⋯结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务： （1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、附有滑轮的长木板、细绳、钩码、刻度尺、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有_____。（填选项代号） A．电压合适的50 Hz交流电源　　 B．电压可调的直流电源　　 C．秒表　　 D．天平　　 （2）已知打点计时器打点的时间间隔是0.02s，x1＝2.5cm ，x3＝10.5cm，则小车的加速度大小是________m/s2。（计算结果保留两位有效数字）。 7．同学用如图甲所示的装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。 (1)下列实验操作中正确的是 。 A．电火花计时器使用8V的交流电源 B．应先接通电源，再释放小车 C．小车可在图甲中所在的位置开始释放 (2)该同学正确操作，得到的纸带（部分）如图乙所示，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每相邻两个计数点之间还有四个点没画出来。已知电火花计时器所接电源的频率为50Hz，则电火花计时器打下B点时小车的速度大小__________m/s（结果保留三位有效数字）。 (3)该同学想用图像法处理数据，表中列出了电火花计时器打下C点、D点、E点时小车的速度，则以A点为计时起点，结合表中的数据以及（2）中的结果在如图的v-t坐标系中描点作图________。根据作出的v-t图像进一步分析可知，小车的加速度大小a＝__________（结果保留两位有效数字）。 位置 C D E 速度（） 0.232 0.305 0.378 8．某同学利用如图甲所示的装置，做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，将穿过打点计时器的纸带与小车连接，打点计时器所接电源的频率为 50Hz。 (1)释放小车前，小车应 ___________（填“靠近”或“远离”）打点计时器； (2)用打点计时器打出一条纸带。A、B、C、D、E 为在纸带上所选的连续的计数点。相邻计数点间还有四个计时点未画出，各点间的距离如图乙所示，则打C点时，小车的速度大小为 ___________m/s，小车的加速度大小为 ___________m/s2。（结果均保留两位有效数字） (3)如果当时电网中交变电流的周期是T=0.021s，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 ___________（填“大”或“小”）。 9．某同学在“测匀变速直线运动的加速度”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，在纸带上确定出、、、、、、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， （1）图乙是______（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，接______（选填“交流”或“直流”）电压； （2）该纸带计数点的时间间隔为 ______。 （3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下点时小车的瞬时速度______，及小车的加速度______。（结果均保留二位有效数字） （4）将下表及（2）问中、、、、各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线______。（单位：） 0.40 0.48 0.64 0.72 10．某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的匀变速直线运动。实验步骤如下：    a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上。 b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每2个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2……8点所示。 c．用最小刻度是毫米的刻度尺测量各计数点的刻度数值，分别记作x0、x1、x2……x8。 d．分别计算出打点计时器打下计数点1、2、3……7时小车的瞬时速度v1、v2、v3……v7。 e．以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出v－t图线。    结合上述实验步骤，请你完成下列任务： （1）下表记录该同学测出计数点的刻度数值，其中x5未测定，请你根据图乙将这个测量值填入下表中______。 符号 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 刻度数值/cm 0 1.12 2.75 4.86 7.49 14.19 18.27 22.03 （2）下表记录该同学根据各计数点的刻度数值，计算出打点计时器打下各计数点时小车的瞬时速度，请你根据上表中x5和x7计算出v6的值，并填入下表中______。 符号 v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 速度数值/（m·s-1） 0.34 0.47 0.59 0.72 0.84 0.98 （3）该同学在图丙中已标出v1、v2、v3、v4、v5和v7对应的坐标点，请你在图中标出v5对应的坐标点，并画出v－t图线______。    （4）观察v－t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。 （5）根据v－t图线可计算出小车的加速度a=______m/s2。（保留两位有效数字） （6）同组的另一同学用打算用如下方法处理数据： 先利用相邻的两组数据分段求加速度：；；……，然后再求平均值，并用这个平均值作为最后的测量结果。你认为这位同学的数据处理方法合理吗？请说明理由______。 （7）若不知道小车是否做匀变速直线运动，则不能用匀变速直线相关知识求各计数点的速度，但可以用相应的平均速度表示相应计数点的瞬时速度。这种情况下，从理论上讲，选取的t______（选填“越小越好”、“越大越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的x______（选填“越小越好”、“越大越好”或“与大小无关”）。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《探究小车速度随时间变化规律专项练习》参考答案 1．A 【详解】打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，应先接通电源，后释放纸带。 故选A。 2．A 【详解】A．探究小车的速度随时间的变化规律，只需要小车做加速运动即可，没有必要必须垫高长木板的一端平衡摩擦力，故A没必要，符合题意； B．为了保证做匀变速直线运动，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B有必要，不符合题意； C．在处理纸带时，由于第一点并不清晰，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，故C有必要，不符合题意； D．操作时为了充分利用纸带，应先开电源在释放小车，故D有必要，不符合题意。 故选A。 3．C 【详解】A．打点计时器接低压交流电源，选项A错误； BD．本实验中研究匀变速直线运动，只要能让小车做匀加速运动即可，即只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量，选项BD错误； C．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定沿直线运动，故应将细线与木板保持水平，选项C正确。 故选C。 4．AC 【详解】A．为了使小车做直线运动，应通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上，A正确； B．坐标轴的单位长度应根据实际情况选取，方便我们的计算越即可，B错误； C．在使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，打完点后，应先断开电源后取纸带，C正确； D．如果实验中加速度过大，会导致打出的点非常少，不利于我们研究，所以钩码的质量不是越大越好，D错误。 故选AC。 5．BD 【详解】A．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”的实验时，没必要消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响，只要小车做加速运动即可，选项A错误； B．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”时，加速度要一定，则必须设法保证小车所受合外力为恒力，选项B正确； C．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，每次改变砂和砂桶总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，因为平衡摩擦力时：mgsinθ=μmgcosθ，两边的质量m消掉，与质量无关，选项C错误； D．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，若认为小车所受拉力等于砂和砂桶总重力，应保证砂和砂桶总质量远小于小车的质量，选项D正确； 故选BD. 6． A 4.0 【详解】（1）[1] AB．打点计时器需要电压合适的50 Hz交流电源，因此必须使用的有电压合适的50 Hz交流电源，A正确，B错误；　　 C．有打点计时器记录时间，因此不需要秒表，C错误；　　 D．由纸带的数据就可以研究匀变速直线运动的规律，因此不需要天平测量小车和钩码的质量，D错误。 故选A。 （2）[2]由图乙可知，打点计时器打点的时间间隔是0.02s，则有纸带上相邻两个计数点的时间间隔 T=0.02×5s=0.1s 由可得小车的加速度大小是 7．(1)B (2)0.158~0.162 (3) 0.71~0.75 【详解】（1）A．电火花计时器使用220V的交流电源，故A错误； B．实验时应先接通电源，再释放小车，故B正确； C．释放小车前，应让小车靠近电火花计时器，故C错误。 故选B。 （2）相邻两计数点间对应的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得电火花计时器打下B点时，小车的速度大小为 考虑到估读，结果为0.158~0.162m/s均可。 （3）[1]作图时要使尽量多的点落在直线上，不在直线上的要均匀分布在直线两侧，所作图像如答案下图所示。 [2]根据v-t图像的斜率表示加速度可知，小车的加速度大小为 考虑到小问（2）中估读，结果为0.71~0.75m/s2均可。 8．(1)靠近 (2) (3)大 【详解】（1）为了获取更多的点迹，便于实验数据分析，释放小车前，应将小车靠近打点计时器； （2）[1]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动规律可得，打C点时，小车的速度大小为 [2]根据逐差法可知小车的加速度大小为 （3）由于打点时间间隔变长，而实验中该同学依然按原来的打点时间计算小车的加速度，导致小车加速度的测量值比实际值偏大。 9． 电磁 交流 0.1 0.56 0.80 【详解】（1）[1]由图可知，图乙是电磁打点计时器，接交流电压； （2）[3]该纸带计数点的时间间隔为 （3）[4]点的瞬时速度为 [5]小车的加速度为 （4）[6]画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线，如图所示 10． 10.60/10.59/10.61 0.96 因为得到的图线是一条倾斜的直线，斜率表示加速度，恒定不变。因而可以判断小车做匀变速直线运动 3.1 不合理，该同学的计算过程没有剔除偏差较大的数据，的数据不能作为计算依据 越小越好 越大越好 【详解】（1）[1]实验中刻度尺的最小分度值为，根据刻度尺的读数规则可知 （2）[2]根据题意可知，相邻两个计数点之间的时间间隔。根据匀变速直线运动规律，中间时刻的速度等于相邻计数点之间的平均速度，即 （3）[3]根据实验数据，画出图像    （4）[4]略。 （5）[5]根据图像斜率可知，小车的加速度大小为 （6）[6]略。 （7）[7]理论上两点间的平均速度看作瞬时速度的条件为该两点间的时间间隔趋近于0，因此选取的越小越好。 [8]从实验角度看，选取的越小，会导致测量相对误差越大，故选取的越大越好。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $