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重难点专训01 探究小车速度变化规律的实验拓展与创新
模拟·基础演练
1．【答案】(1)乙
(2)3.38
(3)9.71
【详解】（1）小车做匀加速直线运动，相同时间内位移将越来越大，则纸带的乙端与小车相连。
（2）由于交流电的频率为50Hz，则打点周期为0.02s，每相邻两个点之间还有4 个点没有画出来，则纸带
上每两个点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律可知，某段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度，所以
（3）由逐差公式可得
2．【答案】(1)加速
(2)
(3)窄
【详解】（1）遮光条通过光电门的时间越短，代表滑块的瞬时速度越大。题目中
，说明滑块通过光
电门B 时的速度比通过A 时大，因此滑块做加速直线运动。
（2）[1]滑块通过光电门A、B 时的速度大小分别为
，
[2]滑块从光电门A 运动至光电门B 的平均加速度大小
（3）遮光条越窄，通过光电门的时间越短，平均速度就越接近瞬时速度，从而减小实验误差。
3．【答案】(1)从右向左
(2) 0.19 0.037/0.038
【详解】（1）在小车运动过程中，小车受到摩擦力的作用，速度逐渐减小，相邻两个滴水位置间的距离
减小，由图（b）可知，小车在桌面上是从右向左运动的。
（2）[1]由题意可知滴水的时间间隔为
则小车运动到图（b）中A 点位置时的速度大小为
[2]根据逐差法可得加速度大小为
4．【答案】(1)
(2)
(3)B
【详解】（1）滑块通过第一个光电门的速度表达式为
（2）滑块通过第一个光电门的速度表达式为
根据
解得
（3）遮光板的宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，而与两光电门的距离无关。
故选B。
5．【答案】(1)2.0
(2)C
(3)
【详解】（1）题意可知相邻计数点时间间隔
，逐差法可知
（2）根据匀变速直线运动规律有
代入题中数据有
解得
可知C 选项与之较为符合。
故选C。
（3）设小球经过光电门1 的速度大小为
，小球经过光电门2 的速度大小为
，则有
整理得
可知图像斜率为
整理得
6．【答案】 0.2 0.3 0.05 窄
【详解】[1]由于遮光条通过光电门的时间很短，可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动，也就是说用
这段时间内的平均速度代表瞬时速度,第一个光电门时的瞬时速度为v1
m/s＝0.2m/s
[2]第二个光电门时的瞬时速度为v2
m/s＝0.3m/s
[3] 滑块的加速度
[4]遮光条通过光电门的平均速度代表瞬时速度，遮光条窄一些，通过光电门时间更短，误差更小。
7．【答案】(1)CADB
(2)0.1
(3)0.48
(4)0.80
【详解】（1）实验时先组装仪器，再进行实验，最后整理数据，则实验步骤是CADB；
（2）每相邻两点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点间隔的时间T=0.02s×5=0.1s
（3）计数点C 对应的瞬时速度
（4）小车加速度
8．【答案】(1)4.45/4.44/4.46
(2)
【详解】（1）由图乙可知，滑块的长度为
（2）[1]通过光电门1 的速度为
[2]通过光电门2 的速度为
则滑块的加速度大小为
9．【答案】 0.100 0.150
【详解】[1]滑块经过光电门1 的速度大小为
。
[2]滑块经过光电门2 的速度大小为
则滑块的加速度大小为
10．【答案】(1)
(2)
【详解】（1）[1]由于每相邻两个计数点间还有4 个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
打D 点时的瞬时速度为
[2]根据逐差法小车的加速度
（2）根据光电门测速原理可知
，
根据速度与位移的关系有
解得滑块加速度
11．【答案】
【详解】（1）[1]由于遮光条的宽度较小，遮光条通过光电门的平均速度近似等于其通过光电门的瞬时速
度，所以滑块通过光电门1 的速度为
（3）[2]同理，可得滑块通过光电门2 的速度为
光电门1、2 间的距离为，则有
联立求得滑块的加速度
12．【答案】
【详解】[1][2][3]由题意，可得滑块通过第一个光电门时速度为
滑块通过第二个光电门时速度
根据
可得滑块的加速度为
13．【答案】 A 0.19 0.038
【详解】（1）[1]小车运动过程中减速，相同时间内位移逐渐减小，由图判断小车从右向左运动，A 正确，
B 错误。
故选B。
（2）[2]滴水计时器每30s 滴落46 个小水滴，则两水滴之间的时间间隔为
，由中间时刻的瞬时速度
等于平均速度，可解得A 点的瞬时速度大小为
[3]由逐差法解得加速度为
可知加速度大小为
，方向与运动方向相反。
14．【答案】(1) 0.1 0.80
(2)0.020
(3)根据匀变速直线运动的推论分别计算出点迹1、2、3、
对应的小球速度，以速度为纵轴、时间
为横轴建立直角坐标系，图像为线性函数，图像斜率
表示加速度
的大小
【详解】（1）[1]打点计时器的打点周期为
，相邻计数点间有4 个计时点未画出，因此相邻
计数点的时间间隔
[2]从纸带读出相邻计数点间距
、
、
、
由逐差法
（2）用平均速度近似表示遮光条通过光电门的瞬时速度
二者的时间间隔
因此加速度
（3）根据匀变速直线运动的推论分别计算出点迹1、2、3、
对应的小球速度，以速度为纵轴、时
间为横轴建立直角坐标系，图像为线性函数；
由
，图像斜率
表示加速度
的大小。
15．【答案】(1)从右向左
(2)0.5
(3)0.090
【详解】（1）由于小车在水平桌面上会做减速运动，由题图乙知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，
所以小车在水平桌面上是从右向左运动的。
（2）滴水计时器滴水时，10 个滴水的时间间隔的总时间是5s，则滴水计时器滴水的等间隔时间为
（3）由逐差法可得小车的加速度大小为
重难·创新演练
1．【答案】 BD 0.44
图中图线的斜率表示加速度 见解析
【详解】(1)[1]AB．打点计时器的工作电源是交流电，故A 错误，B 正确；
C．打点计时器是计时的仪器，故不需要秒表，故C 错误；
D．实验中需要测量纸带上计数点间的距离，需要刻度尺，故D 正确；
E．实验中小车做变速运动即可，因此不需要测量重物的质量，故E 错误。
故选BD；
(2)[2]由图可读出
则在打C 点时小车的瞬时速度为
(3)[3]
图像表示速度随时间变化的关系，图线的斜率表示加速度；
(4)[4]如果小球做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间成正比，则有
，
排除第六组数据，在误差允许范围内，可以认为小球做匀加速直线运动，即速度随时间均匀变化。
2．【答案】 0.30 0.35 0.32 0.56 2.0
【详解】（1）[1][2]物体能静止在斜面上，则
开始加速滑动，则
垫第6 块砖时
垫第7 块砖时
所以
[3]恰好开始下滑时
（2）[4]据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以
[5]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小为
（3）[6]根据牛顿第二定律有
可得
代入数据得
3．【答案】(1)AD
(2) 2.83 9.75
(3)
【详解】（1）A．在木球、塑料球、铁球中选重物时应选铁球，以减小阻力的影响，A 正确；
B．该实验不需要用天平测出所选重物的质量，B 错误；
C．若使用电火花打点计时器，则电源应使用220V 的交流电，C 错误；
D．实验时应先接通电源，等打点稳定后释放重物，D 正确。
故选AD。
（2）[1]相邻两计数点间还有4 个点未画出，可知T=0.1s，打D 点时的速度大小为
[2]重物下落的加速度大小为
（3）a、[1]若某个梯阶通过光电门时的遮光时间为t，则此梯阶通过光电门时的速度
；
b、[2]根据
其中
，
可得
由
图像可知，
可得自由落体加速度大小
4．【答案】(1)
(2) 0.02 0.05
【详解】（1）设第一个曝光时间T 内的初速度为v0；根据运动学公式，第一个曝光时间T 内的位移
第二次曝光的初速度v=v0+g×2T=v0+2gT
第二次曝光时间T 内的位移
因此x2-x1=2gT2
解得重力加速度
（2）[1]第9 条经迹的长度为
，其对应曝光时间内的自由落体位移；从下落点到第9 条径迹
上端共有16 层砖，每块砖厚
，因此上端到下落点的距离
经迹下端到下落点的距离为
根据自由落体的位移公式有
解得上端时间为
由
可得下端时间为
则曝光时间为
[2]第3 条经迹长度为
；设第3 条径迹上端到下落点的距离为
，则下端距离为
；
由自由落体公式
又因为第9 条经迹上端时间
，且第3 条到第9 条之间有6 个曝光间隔时间
，即
第三条经迹对应位移为
即
由于曝光时间很短，有
，可近似认为
，且
带入解得
联立解得
5．【答案】(1)0.515
(2) 0.19
【详解】（1）小磁粒直径
（2）[1] 小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，小车和两磁粒经过20cm 处，计算位移是从前端小
磁粒中心与20cm 刻度线对齐到后端小磁粒中心与20cm 刻度线对齐为止
平均速度
[2]根据速度-位移公式
得
解得
6．【答案】(1)
(2)0.46/0.45/0.44/0.47
(3)
【详解】（1）去掉异常点后，用平滑的曲线连接，图像如下图所示
（2）在图像中斜率可以表示加速度大小，即
（3）[1] 因为剪断的纸带所用的时间都是T=0.1s，即时间T 相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平
均速度之比，而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的瞬时速度，即纸带的高度之比等于中间时刻
瞬时速度之比。则图4 中纵坐标位置标出的速度值为
[2] 图线的斜率表示加速度，可知小车加速度a 的大小与斜率k 的关系式为
。
7．【答案】(1)不需要
(2) 滑块的经过光电门2 时速度大小
(3)A
【详解】（1）该实验只要保证滑块能匀加速下滑即可，不需要平衡摩擦力；
（2）[1]滑块每次都从同一位置由静止开始下滑,设滑块加速度大小为a，滑到光电门2 时的速度大小为，
从光电门1 运动到光电门2，根据变速直线运动规律可得
即
可见所作出的
的图线纵截距表示的是滑块经过光电门2 时的速度大小。
[2] 图线
的斜率为
滑块做匀变速直线运动的加速度大小为
（3）A．滑块的释放点偏上，会引起经过光电门2 时的速度大小偏大，由
可知，相同的横坐标对应的纵坐标
偏大，对应的点偏离直线且在直线上面，故A 正确；
B．滑块的释放点偏下，会引起经过光电门2 时的速度大小偏小，由
可知，相同的横坐标对应的纵坐标
偏小，对应的点偏离直线且在直线下面，故B 错误；
C．滑块受到空气阻力，会引起经过光电门2 时的速度大小偏小，由
可知，相同的横坐标对应的纵坐标
偏小，对应的点偏离直线且在直线下面，故C 错误。
故选A。
8．【答案】(1)
(2)
【详解】（1）[1]反射超声波时，车尾坐标就是接收到超声波时距离超声波信号源的距离，小车第一次反
射超声波时，车尾坐标
[2]小车第二次反射超声波时，车尾坐标
[3]小车第二次反射超声波时，车尾坐标
[4]由图乙可知，从发出超声波到小车第一次反射超声波的时刻为
[5]从第一次接受到超声波带第二次接受到超声波的时间间隔
从发出超声波到小车第二次反射超声波的时刻为
[6]从第二次接受到超声波带第三次接受到超声波的时间间隔
从发出超声波到小车第三次反射超声波的时刻为
（2）从第一次接受到超声波到第二次接收到超声波行驶的距离
从第一次接受到超声波到第三次接收到超声波行驶的距离
根据匀变速运动的公式可知
，
联立解得
9．【答案】(1)AC
(2)2.00
(3)1.28
【详解】（1）AB．电磁打点计时器要打点，需要电压合适的交流电源，A 正确，B 错误；
C．打出的纸带需要测量点间的长度，需要刻度尺，C 正确；
D．打点计时器就可以计时，不需要秒表，D 错误；
E．可由打出的纸带来计算速度和加速度，不需要天平测量物体的质量，E 错误。
故选AC。
（2）根据逐差法可得减速过程
（3）物块加速时
计数点4 和9 对应的速度大小
，
从4 到9 点，设物块加速时间为t1，减速时间为t2，则有t1+t2=0.5s
由匀变速直线运动速度时间公式可有
解得v=1.28m/s
10．【答案】 0.80 2.00 1.28
【详解】（2）[1]由题意可知周期是
计数点3 对应的速度大小
（3）[2]由匀变速直线运动的推论，可得物块做减速运动时的加速度大小为
（4）[3]物块加速时有
已知
，计数点8 对应的速度大小
设物块加速时间为
，减速时间为
，则有
由匀变速直线运动速度时间公式可得
，
解得
