2026年高考物理一轮复习 实验：研究匀变速直线运动

考点3实验：研究匀变速直线运动

A组

1.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I所示。

图1

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、I、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50Hz,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）。

°cm2345678910H12

图2

2.某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜

面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间

①写出小球在位置I的速度表达式O

②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式O

③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是________误差。（填,偶然或系统”）

3.用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（t=0）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔Is

测量一次其位置，坐标为x,结果如下表所示：

t/s0123456

x/m050710941759250533294233

回答下列问题：

(1)1艮据表中数据可判断该飞行器仕这段时间内近似做匀加速运动，判断的埋由是：

______________________9

(2)当x=507in时,该飞行器速度的大小v=m/s;

(3这段时间内该飞行器加速度的大小a=m/sY保留2位有效数字)。

B组

4.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。

用60＞；8.00二-9.40，-10.9012.40—•

eIII

单位:cm

图(M

⑴已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为().0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△x填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为△t和V。表中

cm,vAD=cm/sa

位移区间ABACADAEAF

Ax(cm)6.6014.60AxAD34.9047.30

v(cm/s)66.073.0DAD87.394.6

(2底艮据表中数据，得到小车平均速度。随时间△I的变化关系，如图⑹所示。请在图中补全实验点。

55

00.10.20.30.40.50.6A«/s

图⑹

(3)从实验结果可知，小车运动的v-At图线可视为f直线,此直线用方程v=kAt+b表示，其中k=_cm/s\b=c

，心。(结果均保留3位有效教宇)

（4服据⑶中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车的速度大小以=_,,小车的力口

速度大小a=o（结果用字母k、b表ZF）

5.某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表

示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连

续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔△to

⑴除图中所用的实验器材外,该实验还需要（填“天平”或"刻度尺）

（2）i亥同学测得遮光带（透光带）的宽度为4.50cm,记录时间间隔的数据如表所示：

1遮光带2透光带3遮光带•••

M/(10-3s)73.0438.6730.00•••

根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为=一门次（结果保留两位有效数

字）；

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔分别为△口、zu2,则重力加速度罗

一(用d、AtixAt2表示);

（4»亥同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：

6.（2021湖北卷）某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图⑶所示，将一根米尺竖直固定，在米尺零

刻度处由静止释放实心小钢球，小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光时间为上“由于小球

的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H，小球在曝

光时间内移动的距离△1,计算出小球通过该位置时的速度大小V,进而得出重力加速度大小g。实验数据如表：

次数12345

△1/cm0.850.860.820.830.85

4.254.104.154.25

H/ni0.91810.94230.85300.88600.9231

(1)测量该小球直径时，游标卡尺示数如图

(b)所示，小球直径为mm。

(2在第2次实验中，小球下落H=0.9423m时的速度大小v=m/s(保留3位有效数字)；第3次实验测得

的当地重力加速度大小g=ms2(保留3位有效数字)。

(3)可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有,

A.适当减小相机的曝光时间

B.让小球在真空管中自由下落

C.用质量相等的实心铝球代替实心钢球

7.某同学尝试利用手机中的加速度传感器研究手机下落过程中加速度随时间的变化情况。该同学在厚坐垫上方

约高处由静止释放手机，下落过程中手机屏幕朝上且保持水平，由手机应用程序记录手机下落的加速度随时

间变化的图线如图1所示。

加速度（m/s2）

80

70

60

50

40

30

20

10

10

20

图J

（忖艮据图I,下列描述正确的是______________。（填选项前的字母）

A.图线AB段表示手机处于下落过程

B.图线BC段表示手机被厚坐垫反弹后在空中的运动过程

C.图线CD段表示手机被厚坐垫反弹后在空中的运动过程

D.手机被厚坐垫反弹后两次腾空

⑵图2为图I中的AB段放大后的图像，由图像可知当地的重力加速度大小为m/s2。

（3）ABE劲口速度大小逐渐减小的原因是______________________________________________o

8.（2025河南安阳一模）利用如图1所示的实验装置可以测量当地的重力加速度大小，其中小钢珠可被吸在电磁

铁A的下端，电磁铁A和光电门B固定不动，光电门C可上下移动，光电门用来测量小钢珠通过两光电门之间

（I）电磁铁断电后，小钢珠将从电磁铁下端由静止下落，通过上下移动光电门C,测出B、C两光电门之间的距

离x和小钢珠在B、C两光电门之间的运动时间I,计算出小钢珠在B、C间的平均速度v，作出的5-t图像如图2

所示，则当地的重力加速度为g=（用a,t0表示）；

（2）由图2提供的信息，可知电磁铁下端到光电门B之间的距离为h=（用a、I。表示）；

⑶若考虑空气阻力的影响，由此测I得的重力加速度与真实值相比（选填“偏大“偏小"或'不变）

C组

9.（2024四川泸州教学质量诊断）一次下雨天，小明不经意间转动手中的雨伞，发现水珠向四周飞出，如图甲。

受此启发，小明按此原理设计了一装置测当地重力加速度，设计如下：一带槽水平圆盘在电动机带动下匀速转动，

槽边缘有一小孔，一较长浅色铁条用细线悬挂，其下端靠近圆盘边缘，如图乙所示。向圆盘槽内注入红色墨水，转

动中有红色墨水从小孔沿水平方向甩出，烧断细线，铁条自由下落。实验后在铁条上留有清晰红色细线，在铁条上

连续5条细线取一计数线,分别记为A、B、C、D,用刻度尺测得AB、CD段的长度分别为xI、x2（单位：米），

如图丙圻示。已知圆盘转动周期为T（单位：秒），则（以下结果均用题干所给物理量表示）：

48cD

f卜一P

丙

（1相邻计数线之间的时间间隔为；

（2）B点经过小孔时的速度大小为;

（3）由此可测得当地重力加速度大小为。

10如图中所不，实验小组利用手机phyphox程序的“磁力计”功能，测量小车在斜面上运动的加速度。将手机

的感应端紧贴轨道放置，小车的前后端都贴着圆柱形致磁粒，当小车经过手机时前后磁粒引发空间磁场变化，“磁

力计”记录下前后磁粒依次经过智能手机的时间间隔I,如图乙所示。

（】选骤一测量小车的长度为12.15cm,用游标卡尺测量钗磁粒的直径，示数如图丙所示，则测量值为m

m,由此可得小车前后两个磁粒中心之间的距离d。

困丙

步骤二：手机先置于位置1,由静止释放小车进行实验，读取时间间隔t!o将手机沿小车运动方向移动距离L

=50.00cm,置于位置2.再次释放小车，读取时间间隔t2。请写出计算加速度的表达式：a=（用题中所给物

理量的字母表示）。

（2）对本次实验的理解与评估,下列说法正确的是_________

A.在步骤二中，小车可以从不同位置由静止释放

B.小车的长度太长导致初、末速度测量误差较大

C.若实验操作都准确无误，加速度的测量值仍偏小

考点3实验：研究匀变速直线运动

A组应知必会

1答案①ACD②2.70〜2.801.45-1.50

2.小球在I位置的速度为v尸誉。

_氐6+*5+必）囱+9+”

③读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。

3口）由题给表格可求出⑸表示第ns内飞行器的位移）

S184Ss

s2s3s6

507m5X7m665m74ftm824in904m

由口5=5”-5n-i知，$2一$1=80m》53-52=78，％$4-53=8I，〃25-54=78〃66r5=8。〃?

则在误差允许的范围内可以认为飞行器在相邻相等时间内的位移差相等，故飞行器在这段时间内近似做匀加速

运动。

⑵产等="成尸547〃而(3)由逐差法得好包士笋^刈9〃派2

B组

4答案⑴24.0080.0(2)图见解题思路

(3)70.6(70.0〜71.2均正确)59.0(4)b2k

解迈思路⑴由纸带上的数据可得□不m=6.60c〃?+8.00cm+9.40cm=24.00cm,平均速度置他=点=80.0,7〃/5。

2

(3)o=kAt+b中k表示图线斜率,b表示图线纵截距，由v-At图线可得k^70.6cmIs,b=59.()cm/s9

(4)由方得IZg&G/N+bZI/,对比尸卜户+的,可得丫月=b,加速度a=2k。

5答案⑴刻度尺(2)1.5⑶、未二?

(4)见解题思路

解即思路(1)本实验需要得出每段遮光带(或透光带)通过光电传感器时的平均速度来表示遮光带(或透光带)经

过光电传感器中间时刻的瞬时速度，所以需要测量遮光带(或透光带)的宽度d,故本实验还需要刻度尺。

(2编号为3的遮光带的宽度和经过光电传感器的时间间隔均已知，1，3=5=蒜黑=1.5〃加。

(3)遮光带通过光电传感器的平均速度片=9,透光带通过光电传感器的平均速度功=上.速度由匕变化到v

M匚，2

2所用的时间△尸一,由匀变速直线运动的规律V2=V1+g-At,可求得当地的重力加速度g=2飞喘:、

(4)可能存在空气阻力作用，光栅扳并非完全竖直放置等。

6答案(1)15.75(2)4.309.85(3)AB

审题指导有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测物理量和可直接测量的物理量之间的关系，

将待测物理量的测量转化为可直接测量物理量的测量。

解题思路(1)由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为15mm+15x0.05mm=15.75mm。

(2)由题意可知小球下落H=0.9423m时的速度片f=4.30m/s;由运动学公式B=2g〃代入第3次实验数据得g=

2

^-=9.85w/stt

Zn

(3)小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的平均速度越接

近瞬时速度，实验误差越小，A正确；让小球在真空管中自由下落，没有空气阻力的影响，可减小实验误差，B正

确；质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，C错误。

7答案⑴ACD(2)9.77(9.76~9.78均可)(3)手机下落过程中受空气阻力的影响，且下落速度越大，空气阻力越

大

解题思路⑴题图1中瞬间反向并增大到远大于g的加速度反映了手机与厚坐垫的作用过程，则AB段为手机

释放后的下落过程,BC段为手机与厚坐垫接触后的下压及反弹过程，CD段为手机被厚坐垫反弹后在空中的运动过

程，之后再次接触厚坐垫并再次反弹，因只有前两次反弹后的加速度接近g,说明手机被厚坐垫反弹后两次腾空。

A、C、D正确。

(2)(3)由题图2知，手机下落过程中加速度逐渐减小，说明除重刀外还受到空气阻力的作用，且手机下落速度越

大，所受的空气阻力越大，所以在刚刚释放的A位置，手机仅受重刀，该位置的加速度即为当地的重力加速度，即

g=9.77m/s2o

B答案⑴2.(2)日(3)偏小

解邈思路⑴小钢珠在B、C间做匀变速直线运动，设小钢珠到达光电门B时的速度大小为V。，则由尸R+

"2可得V=y=ig/+Vo

可知v-(图线的斜率

z02

解得

(2)由图2可知，小钢珠经过光电1B时的速度大小为心=。

由行=2gh可得电磁铁下端到光电门B的距离为h二合中

(3诺考虑空气阻力的影响，由牛顿第二定律