实验1：探究小车速度随时间变化的规律-2027高考物理一轮复习（全练）原卷版

第5讲实验1:探究小车速度随时间变化的规律

考点一遍过

考点1

实验：探究小车速度随时间变化的规律..................................................1

考点2

创新实验提升..........................................................................

考点4

3

误差和有效数字........................................................................6

考点1实验：探究小车速度随时间变化的规律

1.（2026•辽宁抚顺•模拟预测）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速度平方与位

移的关系。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。

打点计时器纸带小车

某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。

？f3F乙

购O5~»*1.5fl+I2.5-13.5、叫＜14.5----

（单位:cm）

图（A）

⑴已知图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车位置为初始位置，测出打

B、aD、E、尸各点时小车对应为位移，并计算出小车对应各点速度的平方为，,e=nr/s2o

⑵根据表中数据得到小车平均速度d随位移x的变化关系，如图（c）所示。

v7（nr/s2）

从实验结果可知，小车运动的--刀图线可视为一条直线，此直线用方程寸=h+b表示，其中&=m/s2o

（结果保留2位有效数字）

（3）根据（2）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，则加速度大小。=。（结果用题中字母表

示）

2.（2026•江西九江•一模）某同学用如图甲所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，得到一

条纸带如图乙所示，并在其上取了4、3、C、。、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。

⑴实验开始前（选填“需要’或"不需要”）平衡摩擦力，实验中（选填“需要”或“不需要”）保证

悬挂的钩码质量要远小于小车的质量；

（2）设打点计时器的周期为。则在打下尸点时小车的速度为（用图乙中测量值表示），同理可得

打下从C、。、E各点时小车的瞬时速度，并作出UT图像如图丙；

（3）利用图丙求得小车的加速度〃=nVs2o（结果保留两位有效数字）；

（4）利用该实验装置还可以完成实验。（只需写出一个实验名称）

3.（25-26高一上•湖南湘潭•阶段检测）某同学用电磁打点计时器做“测量匀变速直线运动的加速度''的实验。

（1）在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填入横线上

A.把长木板平放在实验臬上，并使滑轮伸出臬面

B.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

C.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连接好电路

D.换上新的纸带，再重做两次

E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动

F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。

⑵在做研究匀变速直线运动规律的实验时，某同学得到一条纸带，如图，并且每隔四个计时点取一个计数

点，已知每两个计数点间的距离为$,且*=0.96cm,4=2.8851,=4.80cm,54=6.72cm,s5=8.64cm,

2

56=10.56cm,可以计算此纸带的加速度大小为m/s;打笫四个计数点时纸带的速度大小为

m/so

与•耳•班•汉•毛•

0123456

4.（25-26高一上•广东揭阳・期中）用如图甲所示的实验装置”测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列

相关内容:

细绳

⑴下列实验要求或操作，正确的有（填正确答案标号）。

A.必须使用交流电源

B.钩码质量必须远小于小车质量

C.必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力

D.小车应靠近打点计时器释放

E.先接通电源，再释放小车

（2）图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记。、〃四个计数点（相邻

计数点间还有四个点未画出），则。点的读数为cm0已知打点计时器每隔0.02s打一个点，则在打下c点

时，小车的瞬时速度为m/s（计算结果保留3位有效数字）。

g2£.

「训训叫叩而||||||||||叩|||||叩|||||训||||||||而11叩叩1训11|1111|1111||［训11|1川|1111|11叩11|111|111而1|1111|1111|1111|11叩11|1111|11乙_

-----0234567891011121314151617<

cm\

乙

5.（25-26高一上•广东潮州•期中）在“研究匀变速直线运动的规律”实验中，利用小车拖着纸带运动。如图

所示为电火花打点计时器打出纸带的示意图，图中相邻两点间还有四个点未画出，已知打点计时器所用交

流电源的频率为50Hz.

ABCDE

••••

6fl

<-------34--------a

«-------------54----------------►单位:cm

<---------------------76-----------

（I）打点计时器T作的基本步骤如下：

A.当纸带完全通过打点计时器后，及时关闭电源

B.将纸带穿过打点计时器的限位孔，再将计时器插头插入相应的电源插座

C.接通电源开关，听到放电声

D.释放小车，拖动纸带运动。

上述步骤正确的顺序是______（按顺序填写步骤编号）

（2）根据图中数据可以算出，小车在打。点时的速度大小为％=m/s；小车运动的加速度大小为〃=

m/s2o（计算结果保留两位有效数字）

（3）实验时，打点的频率是51赫兹,实验的同学并不知道，则求得的加速度_____（填“偏大”“偏小”或“不变

考点2创新实验提升

6.（25-26高一上•河北唐山•阶段检测）某同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d=1cm

的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记

录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为44=0.02s、Ar2=0.01s,遮光条从开始遮住光电门1到开始遮

住光电门2的时间为4=1.保。可知：（计算结果保留2位有效数字）

数字计时器

（1）遮光条通过光电门1时的速度大小匕=（）.5（）m/s,通过光电门2时的速度大小为=m/so

（2）滑块的加速度大小。=m/s2。

7.（2026・河北承德•一模）图甲所示是某实验小组的实验装置示意图，滑块上方固定有挡光条。两光电门的

位置可由图中导轨标尺读出，滑块与挡光条的总质量M=2kg,托盘和祛码的总质量机=5g。释放滑块，挡光

条经过两个光电门的时间分别为0.06s和0.03so

♦光电门1光电门2

挡光条ri」

定滑轮

滑块百一1

/（W'lTnnr2

\20218(『Icm

气

垫导航利<—

导

机A法码

图甲图乙

（1）光电门2所在位置读数为cm,挡光条宽度，的测量值如图乙所示，为mm：

2

（2）滑块通过光电门2时的速度大小为m/s,滑块运动的加速度大小为cm/so（均保留2位小

数）

8.（25-26高一上•贵州贵阳•期末）某学习小组利用如图所示的实验装置测量当地重力加速度g的大小。该

小组将一直径为d的小铁球从光电门正上方的某一高度静止释放，小铁球依次通过光电门1、2,测出其通

过光电门时的挡光时间分别为△《、42和从光电门I运动到光电门2的时间为L

岸电磁铁

’H二小铁球

Y：:（ZZ3

光电门1

光电门z/,G3

⑴小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为匕=,”o（选用“小“4”和表示）

（2）根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小8=（用“4”“加广飞。和“产表示）。

（3）在该学习小组的实验操作没有错误的情况下，实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度,

可能的原因是（写出一条即可）。

9.（25-26高一上.云南普洱•阶段检测）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（〃）。打点计时器的工作

频率为50Hz。纸带上计数点的间距分别为号、$2、*、­、，5、%，其中每相邻两点之间还有4个记录点

(b)

⑴部分实验步骤如下：实验步骤正确的操作顺序是：（用字母填写）。

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

（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=So

⑶已知h=5.97cm,55=6.78cm,则计数点5对应的瞬时速度大小为/=m/s。（结果保留2位有

效数字）

（4）充分利用记录数据，尽可能的减小误差，小车加速度大小的计算表达式〃=。（用题目中所给的

已知字母表示）

10.（25-26高•上•广东江门•阶段检测）（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，下图中的甲、乙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（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是（填”交流4〜6V”、“交流220V”、

“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八则可以近似认为物体通过光电门的瞬时速度

的表达式为丫=;

（2）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图所示其中斜面倾角。可调，打点计时器每隔0.02s打一次点，纸

带上计数点的间距如图所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如F：

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，让纸穿过限位孔，上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写）；

②图中标出的相邻两计时点的时间间隔（=S;相邻两计数点的时间间隔了=S;

③计数点4对应的瞬时速度大小计算式为！=,计数点5对应的瞬时速度大小计算式为%=

（用字母表示）。

考点3误差和有效数字

11.（25-26高一上•江苏南通•阶段检测）⑴某班第一小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的

规律，除了图甲中己有的器材外，要完成实验还需要的器材有;

甲

A.220V交流电源B.8V交流电源C.亳米刻度尺D.天平

（2）关于本实验，下列说法正确的是o

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）第二小组用打点计时器研究匀变速运动，获得如图纸带，相邻计数点间有4个点未画出。已知打点周期

0.02s。

Eg(

单位:cm

11.45------->

——1526

①相邻计数点间的时间间隔s；

②打C点时的瞬时速度vc=m/s（结果保留两位有效数字）;

③计算加速度为m/s2（结果保留两位有效数字）。

（4）第三小组仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，利用如图所示的装置测量重物做自由落体运

动的加速度。

①对该实验装置及其操作的要求，下列说法正确的是

A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上

B.重物最好选用密度较小的材料，如泡沫塑料

C.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止

D.为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一个点，并选取其以后各连续的点作为计数点；

②若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写

出一个你认为可能引起此误差的原因o

12.（25・26高一上•湖北武汉•期中）某小组利用图（a）所示装置探究小车速度随时间变化的规律。

(1)除图中所示器材外，还需要的器材有

A.秒表B.学生电源C.刻度尺D.220V交流电源

(2)该小组在实验中选出了如图(b)所示的一条纸带，在纸带上取计数点0、A、B、C、。、E、F,相邻两

个计数点间还有四个计时点未画出，电火花打点计时器工作频率为50用，则计时器打卜.。点时的速度大小

为%=m/so(结果保留3位有效数字)

5.5013.4615.43

单位：cm

图(b)

(3)该小组进一步算出在打4、B、1)、E点时小车的速度vs以速度I，为纵轴、时间/为横轴建立直角坐标系,

m/s2o(结果保留3位有效数字)

(4)实验中，若所用交流电源的实际频率小:50Hz,则加速度的测量值.(填“偏大’或“偏小”),

13.(25-26高一上.江西九江•阶段检测)验题

(1)仪器构造

下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的名称和代号，其中代号部分它位的名称分别

是：

电磁打点计时器

1、__________

2、__________

3、__________

4、__________

(2月前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交

变电流，所以都是每隔0.02s打一个点。电磁打点计时器所接电源要求为电压(填“直流”或“交流'')

V,电火花计时器所接电源要求为电压_____(填“直流”或咬流“)V.

(3)使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中：

①在如下基本步骤中，正确的排列顺序为o

A.把电火花计时器固定在桌子上

B.安好纸带

C.松开纸带让物体带着纸带运动

D.接通220V交流电源

E.按下脉冲输出开关，进行打点

②在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在_____上，还要检查被打点的纸带是否放在墨粉纸盘

的_____面(填“上”或"下

(4)①关于误差，下列说法正确的是

A.仔细测量可以避免误差

B.误差是实验中产生的错误

C.采用精密仪器，改进实验方法，可以减小偶然误差

D.实验中产生误差是不可避免的，但可以设法多次测量取平均值减小系统误差

E.系统误差的特点是多次重更同一物理量的测量的结果总是大于或总是小于真实值，呈现单一倾向。

②用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求

A.1.502mB.1.6214mC.12.40cmD.4.30mm

(5)在练习使用打点计时器的实验中，得到了一条如图所示的纸帝，其中0,1,2,3……是选用的计数点，

每相邻两个计数点之间还有3个打出的点没有在图纸.上标出。图中画出了将亳米刻度尺靠在纸带上测量的

情况，读出图中。、4两个所测量点的读数分别是cm和cm；打“2”计数点时纸带的速度约是

14.（25-26高一上・江苏苏州•阶段检测）某同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。

⑴图中的甲，乙是实验室常用的两种打点计时器，图______（选填“甲”或“乙”）是电磁打点计时器。

（2）关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是

（3）图甲是某次实验打出纸带的一部分，以计数点。为位移测量起点和计时起点，则打计数点8时小车位移

大小为cm。该同学根据得的据在图乙所示的UT坐标图口描点，请作出UT图像。由此图求

得小车的加速度为