第二章 1.实验：探究小车速度随时间变化的规律-【突破课堂】2026-2027学年高中物理必修第一册基础提升练（人教版）

**基本信息** 该同步练习以“探究小车速度随时间变化的规律”实验为核心，通过A（教材夯基础）、B（单一知识点）、C（综合知识点）、D（高考怎么考）四层次设计，构建从基础概念到高考应用的递进式知识巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|实验器材识别、基本操作规范|改编多版本教材习题，以选择、判断题夯实物理观念| |B组|实验原理、操作、数据处理、创新拓展|分知识点设题，含误差分析与光电门等创新情境，培养科学思维| |C组|实验全流程综合应用|整合器材选择、数据处理与图像分析，提升科学探究能力| |D组|高考真题再现|选取浙江、全国卷高考题，强化科学态度与责任，对接测评需求|

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 A组 教材夯基础 1.(鲁科版教材课后习题改编)(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列仪器需要用到的有(　　) 2.(教科版教材课后习题改编)(多选)下列关于打点计时器的说法中,正确的是(　　) A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再将套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带 C.使用打点计时器的过程中,在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行 D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上 3.(人教版教材内容改编)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列做法正确的是(　　) A.牵引小车的槽码质量越大越好 B.实验中要使用电压合适的50 Hz交流电源 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处开始释放 D.先释放小车,再接通电源 4.通过调节滑轮的高度,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上。(　　) 5.处理纸带时,计时点和计数点一定是相同的。(　　) 6.作v-t图像时,所描曲线必须经过每一个点。(　　) 7.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。(　　) 8.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图线尽量分布在较大的坐标平面内。(　　) B组 单一知识点 知识点1　实验目的与实验原理 9.(2025山东新泰测试)(多选)如图所示是用电磁打点计时器得到的一条纸带,测量出AB=1.2 cm,AC=3.6 cm,AD=7.2 cm,计数点A、B、C、D中,相邻两个计数点之间有4个点未画出,以下说法正确的是(　　) A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器 B.若电源频率f=50 Hz,则相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s C.打B点时运动物体的速度vB=0.20 m/s D.本实验也可以采用电火花计时器 知识点2　实验器材与实验操作 10.(2025浙江星辰联盟期中)用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验。 (1)穿入打点计时器限位孔的纸带,正确的是　　　　(填“甲”或“乙”)。  　　 (2)如图是学生即将释放小车之前的装置图及操作,以下存在错误的是　　　　。  A.细线与木板不平行 B.打点计时器接的是直流电源 C.小车释放的位置离计时器较远 D.无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带 知识点3　数据处理与误差分析 11.(2023北京丰台期中改编)在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示,在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是(　　) ①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有8个点近似在一条直线上,只有F和B两点离这条直线太远 ③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏差较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误 A.①③　　B.②④　　C.①②　　D.③④ 12.(2025河南周口测试)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T=0.2 s。 (1)根据某段时间内的平均速度代替瞬时速度计算各点瞬时速度,则vB=　　　　m/s,vD=　　　　m/s。  (2)小车的平均加速度a=　　　　m/s2。  13.(2024郑州联考改编)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学在一条理想的纸带上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,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并作出了如图所示的v-t图像,则 (1)小车的加速度a=　　　　m/s2;(结果保留2位有效数字)  (2)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  知识点4　实验拓展与创新 14.(2025广州测试)光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的,当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时,当物体离开时停止计时,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,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度。为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光条,如图所示,滑块在拉力作用下,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时的时间为Δt1,通过第二个光电门时的时间为Δt2,遮光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔为t。则滑块通过第一个光电门时的速度v1=　　　　,滑块通过第二个光电门时的速度v2=　　　　,滑块的加速度a=　　　　。  15.(2024辽宁大连期中)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,某同学的方案是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律,图甲为该实验装置图。固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲,从而测量小车运动的一些物理量,图甲中轨道左低右高,忽略摩擦。 图乙是通过传感器、数据采集器,再经过计算机来绘制的小车运动的速度-时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字);小车的运动方向是　　　　(选填“向左”或“向右”)。  C组 综合知识点 16.(2025湖北阶段练习)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,实验装置如图所示。 (1)常见的打点计时器使用的都是　　　　电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为50 Hz时,每隔　　　　s打一个点。  (2)关于本实验,下列说法正确的是　　　　。  A.释放纸带的同时,接通电源 B.先接通电源打点,后释放纸带运动 C.先释放纸带运动,后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小 (3)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　　　　。  (4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,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,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),并说明小车速度变化的规律:　　　　　　　　　　　　。  ③根据图线求出小车运动的加速度a=　　　　m/s2。  ④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　　　　。  (5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50 Hz,那么速度的测量值与实际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  17.(2025河南漯河期末)某同学用图1所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。安装好器材后,接通电源,释放小车,打出一条纸带。舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每隔四个点取一个计数点,如图2中0、1、2…7点所示。 (1)实验中,除打点计时器、小车、长木板、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,还必须使用的有　　　　。  A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.天平 D.秒表 E.刻度尺 (2)计算打下计数点6时小车的速度v=　　　　m/s。  (3)某同学把这条纸带每隔T=0.1 s剪断,得到若干短纸条,测得长度依次为L1、L2…L7(单位:m)。再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图3所示,使这些纸条的下端对齐,作为时间轴,并以纸带的宽度代表时间间隔T。这些短纸条上端的中心点近似在一条直线上,该同学把它们连接起来作出图线①。若将图线①转化为小车的v-t图像,则图3中“(　)”位置,标出的速度值为　　　　(用题中的字母表示)。  该同学发现每段短纸条上的第3个点,也近似在同一条直线上,如图3中图线②所示。若测得图线②的斜率为k,则小车加速度a与斜率k的关系为　　　　。  D组 高考怎么考 18.(2023浙江1月选考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示。 ①需要的实验操作有　　　　(多选);  A.调节滑轮使细线与轨道平行 B.倾斜轨道以补偿阻力 C.小车靠近打点计时器静止释放 D.先接通电源再释放小车 ②经正确操作后打出一条纸带,截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点,则计数点1的读数为　　　　cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,则打计数点2时小车的速度大小为　　　　m/s(结果保留3位有效数字)。  19.(2023全国甲)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD=　　　　cm,=　　　　cm/s。  位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 (cm/s) 66.0 73.0 87.3 94.6 (2)根据表中数据,得到小车平均速度随时间Δt的变化关系,如图(c)所示。请在图中补全实验点。 (3)从实验结果可知,小车运动的-Δt图线可视为一条直线,此直线用方程=kΔt+b表示,其中k=　　　cm/s2,b=　　　cm/s。(结果均保留3位有效数字)  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 教材改编题 1.AB　在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,通过打点计时器在纸带上打点,借助刻度尺测量长度,故选A、B。 2.BCD　使用电磁打点计时器时,应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,而使用电火花计时器时,是利用计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘等,产生火花放电,从而在纸带上打出一行点迹,不是利用复写纸,故A错误;实验中要尽量在纸带上打出更多的点,同时为了打点的稳定,操作中要先启动打点计时器,然后拉动纸带,故B正确;操作中要求拉动纸带的方向应与限位孔排列方向平行,以减小误差,故C正确;打点计时器应固定,否则纸带带动打点计时器移动,所测数据会出现很大误差,故D正确。 3.B　牵引小车的槽码质量要适宜,如果质量过大,纸带上打出的计时点太少;如果质量过小,打出的点过于密集,不便于测量距离,A错误。实验中要使用电压合适的50 Hz交流电源,B正确。将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计时点,从而得到更多的数据,C错误。先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,纸带会得到充分利用,纸带上会得到更多的数据,会减小实验误差,D错误。 易错易混辨析 4.√　5.✕　6.✕　7.√　8.√ 9.BD　电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;若电源频率f=50 Hz,则电磁打点计时器打点的周期为0.02 s,相邻两个计数点间有4个点未画出,则相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s,选项B正确;由于电磁打点计时器的打点周期未知,则不能求出打B点时运动物体的速度,若电源频率为50 Hz,则vB== m/s=0.18 m/s,选项C错误;本实验中,电磁打点计时器和电火花计时器都可以用,选项D正确。 10.答案　(1)甲　(2)ABC 解题思路　(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,对于电火花计时器,应该墨粉纸盘在上,纸带在下,对于电磁打点计时器,应该复写纸在上,纸带在下,故选甲。 (2)为给小车提供一个恒定的拉力,细线应与木板平行,A错误;打点计时器应使用交流电源,B错误;小车释放前应靠近打点计时器,C错误;无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带,D正确。 11.B　考虑误差的存在,则所有点可能不在一条直线上,画线时,应让图线通过尽可能多的点,偏离较小的点均匀分布在图线两侧,偏离图线太远的点,不属于误差,而属于错误,①③错误,②④正确。故选B。 12.答案　(1)0.69　1.95　(2)3.15 解题思路　若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度,B点对应的瞬时速度vB===69 cm/s=0.69 m/s,D点对应的瞬时速度vD===195 cm/s=1.95 m/s,则平均加速度a===3.15 m/s2。 13.答案　(1)0.40　(2)不变 解题思路　(1)v-t图像斜率表示加速度,有a== m/s2=0.40 m/s2。 (2)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,因频率不变,打点的周期不变,则不影响测量情况,即加速度的测量值与实际值相比不变。 14.答案　　　 解题思路　滑块通过第一个光电门时的速度v1=,滑块通过第二个光电门时的速度v2=,根据a=可得滑块的加速度a==。 15.答案　1.2　向右 解题思路　根据图像的斜率可知a=|k|==1.2 m/s2,由于小车做减速运动,运动方向一定向右。 16.答案　(1)交流　0.02　(2)BD　(3)刻度尺 (4)①0.10　26.30　②图见解题思路　小车速度随时间均匀增大　③0.49　④12.00　打A点时小车的速度　(5)偏大 解题思路　(1)常见的打点计时器使用的都是交流电源。当电源频率为50 Hz时,每隔Δt== s=0.02 s打一个点。 (2)实验时,应先接通电源打点,待打点稳定后,再释放纸带运动,这样纸带可以得到充分利用,记录更多的数据,以减小实验误差,A、C错误,B正确;纸带上相邻两计时点间的时间间隔相同,纸带上的点迹越密集,说明在相同时间间隔内纸带通过的距离越小,纸带运动的速度越小,D正确。 (3)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。 (4)①纸带上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,可知相邻两计数点间的时间间隔为T=5×=5× s=0.10 s。打D点时小车的速度为vD== cm/s=26.30 cm/s。 ②由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a=≈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。 (5)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,速度的测量值与实际值相比偏大。 17.答案　(1)AE　(2)0.57　(3)　a=k 解题思路　(1)必须使用电压合适的50 Hz交流电源给打点计时器供电,还需要用刻度尺测量计数点之间的距离,故A、E符合题意。 (2)因电源频率为50 Hz,每隔四个点取一个计数点,故相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.1 s,则打下计数点6时小车的速度为v== m/s=0.57 m/s。 (3)因为每隔0.1 s剪断纸带,即时间相等,所以纸带的长度之比等于纸带对应的平均速度之比,而纸带对应的平均速度等于纸带对应的中间时刻瞬时速度,即纸带的长度之比等于纸带对应的中间时刻瞬时速度之比,则题图3中“(　)”位置标出的速度值为v7=,图线①的斜率表示小车加速度,图线②的斜率为图线①斜率的,可知小车加速度a与图线②斜率k的关系为a=k。 18.答案　①ACD　②2.70~2.80　1.45~1.48 解题思路　①调节滑轮使细线与轨道平行,目的是使细线对小车的拉力为恒力,故A正确;本实验只需小车所受合力为恒力即可,不需平衡阻力,故B错误;小车靠近打点计时器静止释放,能在纸带上打出更多点,便于后续处理,故C正确;为了充分利用纸带,应先接通电源,打点稳定后再释放小车,故D正确。 ②计数点1的读数为2.75 cm。计数点3的读数为8.60 cm,两相邻计数点间的时间间隔为0.02 s,故打计数点2时小车速度v2== m/s≈1.46 m/s。 19.答案　(1)24.00　80.0　(2)图见解题思路 (3)71.5(70.0~73.0均正确)　59.0(58.5~59.5均正确) 解题思路　(1)由纸带上的数据可得ΔxAD=6.60 cm+8.00 cm+9.40 cm=24.00 cm,平均速度==80.0 cm/s。 (2)描点连线,作出的图像如图所示。 (3)=kΔt+b中k表示图线斜率,b表示图线纵截距,由-Δt图线可得k≈71.5 cm/s2,b=59.0 cm/s。 学科网（北京）股份有限公司 $