专题07 实验：探究匀变速直线运动的规律（原卷版）-备战2024-2025学年高一物理上学期期中真题分类汇编（北京专用）

这是一份专题07 实验：探究匀变速直线运动的规律（原卷版）-备战2024-2025学年高一物理上学期期中真题分类汇编（北京专用），共21页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．（23-24高一上·北京丰台·期中）某实验小组使用如图甲所示的装置进行“探究小车的速度随时间变化规律”的实验。实验使用交流电的频率为50Hz。
（1）关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是 。
A．先释放纸带，后接通电源
B．计时器使用的是约8V的低压交流电源
C． 打点前，应使小车停在靠近定滑轮的地方
D．在复写纸下方的纸带上能打下点
（2）在老师指导下纠正上述错误后，正确打出的一条纸带如图丙所示。O、A、B、C、D、E、F为连续选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则在打E点时小车的瞬时速度大小为 m/s。（结果均保留两位有效数字）
（3）下图中已标出A、B、C、D对应坐标点，请将E点坐标点标出，并做出v-t图像 。由图像可知小车的加速度大小为 m/s2，小车在O点的速度大小为 m/s。
2．（23-24高一上·北京东城·期中）在研究匀变速直线运动实验中，某同学选出一条比较理想的纸带如图。选取7个计数点，用刻度尺测出第2、3、4、5、6、7各个点与第一个点的距离如图所示，相邻计数点间还有4各点没有画出。
（1）任意两计数点之间时间间隔是 s。
（2）打点计时器打下点4时，物体的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）通过计算可得物体下落的加速度大小a= m/s2（结果保留2位有效数字）。
3．（23-24高一上·北京海淀·期中）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。实检步骤如下：
a.安装好实验器材，将打点计时器接到频率为的交流电源上。
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。
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。
e.以为纵坐标、为横坐标，标出与对应时间的坐标点，画出图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）表1记录的是该同学测出计数点的刻度数值，其中未测定，请你根据图乙将这个测量值填入表1中。
表1：
（2）表2记录的是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，请你根据表1中和计算出的值，并填入表2中。
表2：
（3）该同学在图丙中已标出和对应的坐标点，请你在图中标出对应的坐标点，并画出图线。( )
（4）根据图线可计算出小车的加速度 。（保留两位有效数字）
（5）为验证上述结果，该同学将打点计时器打下相邻计数点的时间间隔记为，并做了以下的计算：；；；。求出其平均值。你认为和哪个更准确，请说明理由。( )
4．（23-24高一上·北京丰台·期中）某同学利用图1所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。

（1）除小车、重物、电火花打点计时器（含纸带、复写纸）、一端有滑轮的长木板、导线等器材外，在下面的器材中，必须使用的有 。
A．电压可调的直流电源 B．电压合适的交流电源
C． 秒表 D．刻度尺
（2）关于实验操作，下列说法正确的是 。
A．打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端
B．在释放小车前，小车要靠近打点计时器
C．应先接通电源，后释放小车
（3）实验用的打点计时器每隔0.02s打一个点，实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取A、B、C、D、E、F、G 若干个计数点，相邻计数点间有4个点未画出，相邻计数点之间的距离如图所示。

利用实验数据计算出C点对应的小车的瞬时速度vC= m/s（结果保留两位有效数字）。图3中已标出计数点B、D、E、F对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像 。

（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图像计算出小车的加速度a= m/s2(结果保留两位有效数字)。
5．（23-24高一上·北京西城·期中）用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作、、、、……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和 （填选项前的字母）。
A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源
C．刻度尺 D．秒表
E.天平（含砝码）
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出图像 。
（3）①观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 。
②图像斜率的物理意义是 。
（4）某实验小组利用如图甲所示的装置研究物体做匀变速直线运动的情况：准备好器材后，先接通电源，然后释放小车，让它拖着纸带运动，得到如图乙所示纸带，纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点（相邻两个计数点间还有4个计时点未画出）。打点计时器使用的交流电源的频率，则打点计时器在纸带上打下相邻两计数点的时间间隔为 s。
根据纸带上的信息可计算出：在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值 m/s
小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为 。（计算结果均保留两位有效数字）
6．（23-24高一上·北京西城·期中）某同学用图1所示的实验装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
（1） 实验中，除打点计时器（含50Hz交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是 （选填选项前的字母）；
A．刻度尺 B．秒表 C．天平
（2）下列实验步骤的正确顺序是 （用字母填写）；
A．关闭电源，取下纸带
B．接通电源后，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
（3）某同学实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、C、D、E、F若干个计数点，计数点间有4个点未画，他测量计算得出了相邻两计数点间的距离： OA=7.05cm，AB=7.68cm，BC=8.31cm，CD=8.95cm，DE=9.57cm，EF=10.20cm，利用实验数据计算出打点时小车的速度 v。请你计算出计数点C的速度v3= m/s（结果保留三位有效数字）。
（4）请在图3中用“+”标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像。
（5） 根据 v-t 图像计算出小车的加速度a= m/s2。（结果保留两位有效数字）
7．（23-24高一上·北京房山·期中）用如图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：

a．安装好实验器材，把小车停在靠近打点计时器的位置。启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带做匀变速运动。打点计时器在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。
b．重复几次实验，选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔0.1s选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、…所示。
c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、 F、D、E…点时小车的速度，分别记作、、、、…
d．以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列问题：
（1）除了图甲中所示器材外，还需要使用的有 （填选项前的字母）。
A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源
C．刻度尺 D．秒表
（2）如图乙所示，打点计时器在纸带上打下的点逐渐由密集变得稀疏，说明小车的速度 （选填“逐渐变大”或“逐渐变小”）。
（3）在图丙中已标出计数点A、B、C、D、E对应的坐标点，请画出小车速度随时间变化的图像 。
丙
（4）根据图像，计算出小车的加速度 （保留两位有效数字）。
（5）此实验我们也可以利用图像研究小车的运动情况。请你定性画出小车运动的图像 ，并说明从你所画的图像中可以得到哪些重要信息 。
8．（23-24高一上·北京通州·期中）某同学利用如图所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验。

（1）除小车、槽码、电火花打点计时器（含纸带、复写纸）、一端有滑轮的长木板、细线等器材外，在下面的器材中，必须使用的有 （填选项）。
A．直流电源 B．交流电源 C．刻度尺 D．秒表
（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作的先后顺序是 （填选项）。
A．让纸带运动的同时接通电源 B．先让纸带运动，再接通电源
C．先接通电源，后让纸带运动 D．先接通电源或先让纸带运动都可以
（3）该同学选出了如图所示的一条纸带（每两点间还有4 个点没有画出，打点计时器的电源频率为50 Hz），纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。纸带上O、A、B、C、D、E、F共七个计数点为依次打出。观察相邻计数点之间的距离变化，可判断小车做 （选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。

（4）除D点外，其余各点速度对应的坐标点已在坐标系中标出，请计算出D点的速度填入表格，在图中标出 D 点速度对应的坐标点，并作出 v-t 图线 （计算结果保留小数点后 3位）。

9．（23-24高一上·北京延庆·期中）图是用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的规律的实验装置图；
（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、复写纸。本实验中还需要用到的实验器材 。
A．交流电源 B．直流电源 C． 刻度尺 D．秒表
（2）实验过程中，下列做法正确的是 。
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
（3）已知小车做匀加速直线运动，则图中纸带的 端（选填“左”“右”）和小车相连。
（4）某同学用电火花打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，所用交流电的频率为50Hz。取一段实验纸带，从0点开始每间隔4个点取1个计数点，分别记为1、2、3、4，如图所示。各计数点到0物距离已在图中标出，由图可求得：（保留两位有效数字）
①打点计时器打计数点2时，小车的速度大小 m/s；
②小车的加速度大小 。
10．（23-24高一上·北京东城·期中）研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电传感器。
（1）一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。
①打点计时器的打点周期是 s。
②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为 m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为 m/s2．
（2）另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条，将滑块由静止释放，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的时间为0.015s，通过第二个光电的时间为0.010s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250s。则滑块的加速度大小为 m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
（3）研究性学习小组在课后通过查阅资料了解到可以用位移传感器进行速度测量。如图所示，位移传感器工作时由装置C发出短暂超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被装置C接收，通过发射与接收的时间差和超声波的速度可以计算出被测物体运动的平均速度。若被测物体正远离装置C，已知第一次发射和接收超声波脉冲的时间间隔为，第二次发射和接收超声波脉冲的时间间隔为，两次脉冲发出的时间间隔为，超声波在空气中的速度为，则被测物体运动的平均速度为 （结果用表示）。
11．（23-24高一上·北京西城·期中）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50.0 Hz的交流电源上。
使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1， 2，…， 8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离x1， x2，…， x7，并求出打点2， 3，…， 7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。
（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度v3 = m/s（结果保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度v3对应的坐标点，并作出图线。( )
（3）根据图3，实验测得的重力加速度g = m/s2（结果保留3位有效数字）。
（4）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。( )
一、实验题
1．（23-24高一上·北京东城·期中）用如图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。
（1）除小车、重物、打点计时器（含纸带、复写纸）、合适的电源、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号）。
A．秒表 B．刻度尺 C．天平
（2）开始实验，小车在重物的牵引下沿直线拉动纸带，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点（计数点之间还有点未画出），相邻计数点间的时间间隔为0.10s。从图中数据可知，在打C点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）计算出打纸带上各计数点时小车的速度，在坐标纸上建立坐标系，描点绘制小车运动的v-t图像，若图像是一条倾斜的直线，则可判断小车做匀变速直线运动，其依据是： 。
2．（23-24高一上·北京西城·期中）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：
（1）图1中打点计时器乙的工作电压为 （填“交流”或“直流”）220V。若提供的实验器材中同时有甲、乙两个打点计时器，优先选用 （填“甲”或“乙”）。
（2）下列操作中正确的有 。
A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C．应先接通电源，后释放小车。
（3）小明同学打出的一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则实验时纸带的 端是和小车相连的（选填“左”或“右”）。打点计时器打下C点时小车的速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）。
3．（23-24高一上·北京石景山·期中）某同学在用如右图所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，研究小车运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔秒打一个点，该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在下图中，单位是cm。
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 （填选项前的字母）
A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源
C．刻度尺 D．秒表 E．天平（含砝码）
（2）相邻计数点间时间间隔 s。
（3）打下C点时小车的瞬时速度 m/s;
（4）计算出相邻每两个计数点间的位移，可以判断小车做 运动，其依据是 。或者，计算出纸带上各计数点的速度，在坐标纸上建立坐标系，描点作出小车运动的图像，发现图像是 ，据此也可判断小车在做此种运动。
（5）小车的加速度 m/s2。
4．（23-24高一上·北京西城·期中）某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验

（1）实验中，除打点计时器、纸带、小车、长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有 。（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压合适的直流电源
C．刻度尺
D．天平
E.秒表
F.弹簧测力计
（2）某同学做此实验的主要步骤如下：
A．接通电源；
B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，再将小车放在木板上准备实验；
C．释放纸带，让小车运动起来；
D．关闭电源，取出纸带进行分析
上述实验步骤，合理的操作顺序是 ；
（3）下图是一次实验中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，相邻计数点间还有4个点未画出。

则计数点D的瞬时速度 m/s，该小车运动的加速度
5．（23-24高一上·北京海淀·期中）某研究小组用如图甲所示的实验装置测自由落体的加速度。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可求出自由落体加速度。
（1）除图甲中所示的装置之外，还必须使用的器材是
A．直流电源、秒表、刻度尺 B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、秒表、刻度尺 D．交流电源、刻度尺
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤，其中操作不当的步骤是
A．按照图甲安装好实验器材并连接好电源
B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关
C．选择质量大、体积大的重锤。
D．测量纸带上各点到释放点间的距离，用公式，求出各点的速度。
（3）小物同学选取一条符合要求的纸带从中截取一段，为纸带上选取的五个连续点。用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。根据纸带求出重锤下落的加速度 。（结果保留三位有效数字）
（4）小理图学采用图像求加速度，他计算出点的速度如下表格，请你帮他计算点的速度 （结果保留两位小数），用“+”将其标记在图丙所示的图中并用平滑的曲线（或直线）描绘图线 。
（5）小学同学选择用光电门测量自由落体加速度，装置如图丁所示，直径为d的小球从释放器静止下落，由光电计时器读出小球通过光电门1、2所用的时间分别为、，用刻度尺得两光电门中心之间得距离为h，则小球经过光电门1时得速度表达式 ，小球的加速度表达式 （以上表达式均用已知字母表示）
（6）小好同学在家用滴水法测重力加速度，过程如下：让水龙头的水一滴一滴地滴在正下方的盘子里，调整水龙头旋钮，让前一滴水滴到盘子里听到声音时，后一滴水恰好刚离开水龙头嘴，如图戊所示。从第1次听到水击盘声开始计时，测出听到n次水击盘声的总时间为t，用刻度尺测量出水龙头嘴到盘子的高度，即可算出重力加速度。设人耳能区分两个声音的时间间隔最小为，声速为，则
A．水龙头嘴距人耳的距离至少为 B．水龙头嘴距盘子的距离至少为
C．重力加速度的计算式为 D．重力加速度的计算式为
（7）刘老师又带领同学们对“物体下落所受空气阻力的大小是否变化”进行了探究，过程如下：
A．他们认为：物体下落过程所受空气阻力可能与运动速度有关。
B．他们计划利用“小纸杯”作为研究对象，用频闪相机等仪器测量小纸杯在空中的下落运动，并研究速度随时间变化的规律，以验证他们的想法。
C．在相同实验条件下，同学们将不同数量的小纸杯叠放在一起进行运动情况的测量，然后画出它们的速度一时间图像如图己所示（图线序号与小纸杯数量相同）。
按上述探究过程回答下面问题：
①图已中内不同数量的小纸杯叠放在一起下落的图线是重合的并且都近似做匀加速直线运动，而内图线开始分离且弯曲程度不同，这是为什么呢？请简述原因
②小组同学由此探究过程得出物体下落运动所受空气阻力
A．保持不变 B．越来越大
C．开始时增大后来基本保持不变 D．开始时不变之后逐渐增大符号
刻度数值
0
1.12
2.75
4.86
7.49
( )
14.19
18.27
22.03
符号
速度数值
0.34
0.47
0.59
0.72
0.84
( )
0.98
位置
A
B
C
D
E
v/（m·s-1）
0.605
0.810
0.996

1.390
速度
0.39
0.52
0.79
1.15
时间（s）
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10