第1章 3.2 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 分层设计清晰，从基础概念到综合应用再到实际探究，覆盖平均速度、瞬时速度、运动图像等核心知识点，注重物理观念建构与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|平均速度计算、遮光条实验原理、位移-时间图像基础|以选择题为主，直接考查概念辨析（如第1题遮光条宽度对瞬时速度的影响），强化物理观念| |综合运用|实验步骤排序、图像综合分析（x-t/v-t）、多体运动比较|包含实验题（第9题步骤排序）和图像综合题（第11题x-t/v-t辨析），培养科学思维与探究能力| |拓广探索|超声波测速实际应用|教材改编题（第13题），联系生活情境，体现科学态度与责任，提升问题解决能力|

课时 2 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度一时间图像 基础巩固 1. 如图所示, 滑块在气垫导轨上经过光电门时, 电子计时器可自动记录遮光条遮光时间 ，遮光条的宽度为 ，滑块通过光电门时的平均速度为 . 为使平均速度更接近瞬时速度，正确的措施是 ( ) 第 1 题 A. 换用宽度更宽的遮光条 B. 换用宽度更窄的遮光条 C. 增大滑块距光电门的位移 D. 减小滑块距光电门的位移 2. 利用闪光照相技术可以代替打点计时器研究直线运动，如图所示是小球运动时多次曝光的照片，相机闪光时间间隔是 ，则在此拍摄的过程中，小球运动的平均速度为( ) 第 2 题 A. B. C. D. 3. 在运动小车上固定一个宽度为 的遮光板，它通过光电门时，与之相连的计时器记录下来的时间是 ,则小车经过光电门时的速度大小为 ( ) A. B. C. D. 4. 一昆虫做直线运动的位移一时间图像如图所示, 对昆虫在 0~5 s 内的运动，下列说法正确的是 ( ) 第 4 题 A. 昆虫的位移为 B. 昆虫的平均速率为 C. 昆虫的平均速度大小为 D. 昆虫离出发点的最远距离为 5. 图甲是贵州特有的“独竹漂”表演，此项目已被列入第五批国家级非物质文化遗产代表性项目名录.某次表演过程中,表演者 a 在河中心位置完成表演后沿直线划向岸边, 同时表演者 b 从另一岸边沿同一直线划向河中心并准备表演,该过程 a、b 运动的位置 与时间 的关系图像如图乙所示，则 ( ) 第 5 题 A. 内， 、 的运动方向相反 B. 时刻， 的速度大于 的速度 C. 内， 的平均速度大于 的平均速度 D. 内， 的速度最大值大于 的速度最大值 6. 一架舰载机在航母甲板上进行加速起飞的训练，其加速过程中的某段时间内舰载机的位移和时间图像如图所示, 则下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 舰载机加速起飞过程的运动轨迹是一条曲线 B. 在 内,舰载机的平均速度小于 C. 舰载机在 点位置处的速度等于 D. 舰载机在 点位置处的速度大于 7. 如图甲所示的装置为某工厂生产线的光电计数器, 成品件在运输带上随运输带匀速传动, 当成品件遮挡住激光发射器 M 发出的激光时，接收器 不能接收到光信号，传感器输出一个电压信号, 电脑描绘的电压随时间的变化规律图像如图乙所示, 假设两相邻成品件之间的间距均为 . 则( ) 第 7 题 A. 运输带运行的速度大小为 B. 运输带运行的速度大小为 C. 该装置一分钟传送的成品件个数为 60 D. 该装置一分钟传送的成品件个数为 120 8. 如图所示是某同学在做变速直线运动实验中获得的一条纸带. 第 8 题 (1)已知打点计时器电源频率为 ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_____s. (2) 、 、 、 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出. 从图中读出 、 两点间距 _____m， 、 两点间的时间间隔为_____s. 综合运用 9. 研究小车做变速直线运动的实验装置如图所示. 打点计时器的工作频率为 . 纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有 4 个点未画出. 经测量, , . 第 9 题 (1)电火花计时器使用的电源为_____流_____V. (2)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_____. (3)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 _____s. (4) 对应的平均速度大小为 _____ (填字母表达式) _____ (计算结果保留 2 位有效数字). 10. 在平直的路面上, 甲、乙、丙三人同时从同一地点出发， 他们运动的 图像如图所示，关于三人的运动，下列说法正确的是( ) 第 10 题 A. 甲往返运动，乙、丙单向运动 B. 甲、丙做曲线运动，乙做直线运动 C. 在 时刻三人相遇，三人的速度大小相同 D. 三人相遇时，甲的位移最大、平均速度最大 11. 如图所示为甲、乙两车在平直公路上做直线运动的位移一时间 或速度一时间 图像, 时刻两车恰好到达同一地点. 关于两车在 时间内的运动,下列说法正确的是 ( ) 第 11 题 A. 若是 图像,则两车间的距离不断增大 B. 若是 图像,则两车间的距离先增大后减小 C. 若是 图像,则甲、乙两车的速度相等时,两车间的距离最小 D. 若是 图像,则当甲车速度为零时,两车间的距离最大 12. 在百米赛跑运动员训练时, 更侧重从起跑到冲刺的瞬时速度随位移的关系，以便进行针对性训练，使技术更全面. 如图所示为运动员某次训练中利用传感器得到的 图像,从图中可得 ( ) 第 12 题 A. 运动员前 的运动时间等于最后 的运动时间 B. 运动员最后 的平均速度与 的平均速度相差不大 C. 运动员最后 的平均速度比 的平均速度大很多 D. 运动员抢跑会让整个图像向左移动 题号 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 答案 拓广探索 13. (教材改编题)为了监督司机遵守限速规定， 交管部门在公路上设置了固定测速仪. 在某次测量中，如图甲所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号，每次间隔时间相同. 根据信号的时间差, 测出车速. 如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况, 表示超声波与测速仪之间的距离，超声波在空气中的速度为 . 求: (1)汽车遇到第一次信号时与测速仪的距离; (2)汽车的速度； (3)当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车与测速仪的距离. 第 13 题 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时 2 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度一时间图像 基础巩固 1. 如图所示, 滑块在气垫导轨上经过光电门时, 电子计时器可自动记录遮光条遮光时间 ，遮光条的宽度为 ，滑块通过光电门时的平均速度为 . 为使平均速度更接近瞬时速度，正确的措施是 ( ) 第 1 题 A. 换用宽度更宽的遮光条 B. 换用宽度更窄的遮光条 C. 增大滑块距光电门的位移 D. 减小滑块距光电门的位移 【答案】 【解析】 是遮光条经过光电门时的平均速度, 趋向于 0 时的平均速度可近似等于瞬时速度, 或 越小,即更换宽度更窄的遮光条,平均速度 更接近瞬时速度, A 错误，B 正确；增大或减小滑块距光电门的位移均不能达到 趋向于 0 的条件，C、D 错误. 故选 B. 2. 利用闪光照相技术可以代替打点计时器研究直线运动，如图所示是小球运动时多次曝光的照片，相机闪光时间间隔是 ，则在此拍摄的过程中，小球运动的平均速度为( ) 第 2 题 A. B. C. D. 【答案】 【解析】由图可知小球运动的时间为 ,小球运动的位移为 ,则小球的平均速度 . 故选 D. 3. 在运动小车上固定一个宽度为 的遮光板，它通过光电门时，与之相连的计时器记录下来的时间是 ,则小车经过光电门时的速度大小为 ( ) A. B. C. D. 【答案】 【解析】小车通过光电门的速度计算公式 ,其中遮光板宽度 ,时间 ,代入解得 . 故选 B. 4. 一昆虫做直线运动的位移一时间图像如图所示, 对昆虫在 0~5 s 内的运动，下列说法正确的是 ( ) 第 4 题 A. 昆虫的位移为 B. 昆虫的平均速率为 C. 昆虫的平均速度大小为 D. 昆虫离出发点的最远距离为 【答案】 【解析】昆虫的位移 错误; 昆虫的平均速率 正确；昆虫的平均速度 大小为 错误; 由图可知,昆虫离出发点的最远距离为 错误. 故选 B. 5. 图甲是贵州特有的“独竹漂”表演，此项目已被列入第五批国家级非物质文化遗产代表性项目名录.某次表演过程中,表演者 a 在河中心位置完成表演后沿直线划向岸边, 同时表演者 b 从另一岸边沿同一直线划向河中心并准备表演,该过程 a、b 运动的位置 与时间 的关系图像如图乙所示，则 ( ) 第 5 题 A. 内， 、 的运动方向相反 B. 时刻， 的速度大于 的速度 C. 内， 的平均速度大于 的平均速度 D. 内， 的速度最大值大于 的速度最大值 【答案】D 【解析】 内, 的斜率均为负,所以运动方向相同, A 错误; 时刻, 静止,速度小于 错误; 内 的平均速位移等于 的位移,时间也相同,所以 内 的平均速度等于 的平均速度, 错误; 在 图像中,图线斜率的大小表示速度的大小，明显 的最大斜率的绝对值大于 的最大斜率的绝对值,所以 内 的速度最大值大于 的速度最大值, D 正确. 故选 D. 6. 一架舰载机在航母甲板上进行加速起飞的训练，其加速过程中的某段时间内舰载机的位移和时间图像如图所示, 则下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 舰载机加速起飞过程的运动轨迹是一条曲线 B. 在 内,舰载机的平均速度小于 C. 舰载机在 点位置处的速度等于 D. 舰载机在 点位置处的速度大于 【答案】D 【解析】 图像表示的运动轨迹是直线, A 错误; 在 内,舰载机的平均速度 错误; 在 内舰载机的平均速度为 图像的斜率表示速度，舰载机做加速运动，所以 点的速度不一定等于 内的平均速度， 错误； 、 两点间的平均速度为 ,舰载机做加速运动,所以舰载机在 点位置时的速度大于 正确. 故选 D. 7. 如图甲所示的装置为某工厂生产线的光电计数器, 成品件在运输带上随运输带匀速传动, 当成品件遮挡住激光发射器 M 发出的激光时，接收器 不能接收到光信号，传感器输出一个电压信号, 电脑描绘的电压随时间的变化规律图像如图乙所示, 假设两相邻成品件之间的间距均为 . 则( ) 第 7 题 A. 运输带运行的速度大小为 B. 运输带运行的速度大小为 C. 该装置一分钟传送的成品件个数为 60 D. 该装置一分钟传送的成品件个数为 120 【答案】 【解析】由题中所给条件可计算出运输带的速度大小 错误; 该装置一分钟传送的成品件个数 正确, 错误. 故选 . 8. 如图所示是某同学在做变速直线运动实验中获得的一条纸带. 第 8 题 (1)已知打点计时器电源频率为 ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_____s. (2) 、 、 、 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出. 从图中读出 、 两点间距 _____m， 、 两点间的时间间隔为_____s. 【答案】( 1 )0.02 ( 2 )0.0070 0.1 【解析】( 1 )已知打点计时器电源频率为 ,则纸带上打相邻两点的时间间隔 (2) 从图中读出 两点间距 . 纸带上每两个相邻计数点间还有四个点没有画出,则 两点间的时间间隔 . 综合运用 9. 研究小车做变速直线运动的实验装置如图所示. 打点计时器的工作频率为 . 纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有 4 个点未画出. 经测量, , . 第 9 题 (1)电火花计时器使用的电源为_____流_____V. (2)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_____. (3)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 _____s. (4) 对应的平均速度大小为 _____ (填字母表达式) _____ (计算结果保留 2 位有效数字). 【答案】( 1 )交 220 ( 2 )DCBA ( 3 )0.1 ( 4 ) 0.25 【解析】 (1)电火花计时器使用的电源为交流 . (2)在实验过程中应先固定打点计时器，让纸带穿过限位孔，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. (3)每相邻两点之间还有 4 个点未画出, 相邻计数点的时间间隔 . (4) 对应的平均速度大小 . 10. 在平直的路面上, 甲、乙、丙三人同时从同一地点出发， 他们运动的 图像如图所示，关于三人的运动，下列说法正确的是( ) 第 10 题 A. 甲往返运动，乙、丙单向运动 B. 甲、丙做曲线运动，乙做直线运动 C. 在 时刻三人相遇，三人的速度大小相同 D. 三人相遇时，甲的位移最大、平均速度最大 【答案】A 【解析】位移一时间图像的斜率等于物体的速度,根据图像可知，甲做往返运动，乙、丙做单向运动，A 正确； 图像表示物体均做直线运动，B 错误；在 时三人相遇，图像的斜率等于物体的速度，三人的速度大小不相同，C 错误； 三人相遇时，三人的位移相同、平均速度相同，D 错误. 故选 A. 11. 如图所示为甲、乙两车在平直公路上做直线运动的位移一时间 或速度一时间 图像, 时刻两车恰好到达同一地点. 关于两车在 时间内的运动,下列说法正确的是 ( ) 第 11 题 A. 若是 图像,则两车间的距离不断增大 B. 若是 图像,则两车间的距离先增大后减小 C. 若是 图像,则甲、乙两车的速度相等时,两车间的距离最小 D. 若是 图像,则当甲车速度为零时,两车间的距离最大 【答案】A 【解析】若是 图像,因为图像与横轴所围面积是位移，则在 时间内两车间的距离不断增大，A 正确，B 错误; 若是 图像, 时间内，乙车一直向正方向做匀速运动，甲车先向负方向做减速运动，两车距离逐渐增大，当甲车速度减为 0 后，甲车开始向正方向做加速运动，速度一开始比乙车速度小，两车距离继续增大，当甲、乙两车的速度相同时, 两车间的距离最大, 之后甲车速度大于乙车速度, 两车距离开始逐渐减小, C、D 错误. 故选 A. 12. 在百米赛跑运动员训练时, 更侧重从起跑到冲刺的瞬时速度随位移的关系，以便进行针对性训练，使技术更全面. 如图所示为运动员某次训练中利用传感器得到的 图像,从图中可得 ( ) 第 12 题 A. 运动员前 的运动时间等于最后 的运动时间 B. 运动员最后 的平均速度与 的平均速度相差不大 C. 运动员最后 的平均速度比 的平均速度大很多 D. 运动员抢跑会让整个图像向左移动 【答案】B 【解析】由图像可知,运动员在前 20 m 运动的任何时刻的瞬时速度都比在最后 运动的任何时刻的瞬时速度小,则在前 的平均速度一定小于在最后 的平均速度, 位移相同, 平均速度小的时间更长, A 错误; 由图像可知, 运动员在最后 的瞬时速度与在 的瞬时速度相差不大,则平均速度也相差不大, B 正确, C 错误; 不论抢跑与否, 运动员的起始位置与结束位置都不变, 图像不会向左或向右移动，D 错误. 故选 B. 题号 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 答案 拓广探索 13. (教材改编题)为了监督司机遵守限速规定， 交管部门在公路上设置了固定测速仪. 在某次测量中，如图甲所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号，每次间隔时间相同. 根据信号的时间差, 测出车速. 如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况, 表示超声波与测速仪之间的距离，超声波在空气中的速度为 . 求: (1)汽车遇到第一次信号时与测速仪的距离; (2)汽车的速度； (3)当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车与测速仪的距离. 第 13 题 【答案】( 1 ) ( 2 ) ( 3 )102 m 【解析】( 1 )由图乙可知, 测速仪向汽车发出信号到汽车遇到第一次信号的时间为 ,则汽车遇到第一次信号时,距测速仪的距离 . ( 2 )由图乙可知，测速仪第二次向汽车发出信号到汽车遇到第二次信号的时间为 ,则汽车遇到第二次信号时,距测速仪的距离 ,汽车在两次信号的间隔过程中,行驶的距离 ,由图乙可知,汽车在接收两次信号之间的间隔时间 ,则汽车的速度 . (3)测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号，每次间隔时间相同为 ，则第三次发出信号的时间为第 ，汽车从遇到第二次信号到测速仪向汽车发出第三次信号之间,汽车运动的距离 ,此时汽车到测速仪的距离 ,设当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离为 ,则有 ,解得 ,即当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离为 . 学科网（北京）股份有限公司 $