初中物理人教版(2024)八年级上册第4节 速度的测量课时练习
展开一、单选题
1.如图为“测量物体运动的平均速度”的实验,小车从A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A.为了测量小车在BC段的平均速度,可以将小车从B点由静止释放
B.测量小车AC段的运动时间,过了A点才计时,则AB段的平均速度会偏小
C.测量小车到达B点的时间时,过了B点才停止计时,则AB段的平均速度会偏小
D.斜面应保持较大的坡度,以便于测量
2.“测量物体运动的平均速度”实验中,用频闪照相机记录木块的运动过程,如图所示。已知,频闪照相机每隔0.5s拍一张照片,斜面长是42cm,由该照片可估算木块从A运动到B的平均速度最接近( )
A.13cm/sB.18cm/sC.23cm/sD.28cm/s
3.在测量小车的平均速度时,如果测量的运动时间比其真实值偏大,则测出的平均速度将会( )
A.偏大B.偏小C.不变D.不能确定
4.小明和同学们用机械停表和刻度尺测量篮球下落的速度,他们用刻度尺测出三楼到地面的距离,然后用机械停表测出篮球在三楼从静止竖直落地的时间。对于该实验有关的操作和分析,错误的是( )
A.实验时要合理分工,准确记录相关数据
B.选择量程为15m的卷尺测量篮球下落的高度
C.篮球下落的高度和时间均应该多次测量取平均值
D.本实验测出的是篮球下落到地面前一瞬间的速度
5.如图所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验,若路程段的平均速度为,路程段的平均速度为,路程段的平均速度为,则下列说法正确的是( )
A.小车沿斜面从顶端到底端的运动是匀速直线运动
B.要测小车通过路程的时间,使小车从B点由静止释放并开始计时,到达C点时停止计时
C.可以用计算全程的平均速度
D.在测小车通过路程段的平均速度时,将小车从A点由静止释放并开始计时,若车头过了B点才停止计时,则测出的平均速度值偏小
6.如图所示为小车由静止开始沿斜面自由下滑的频闪照片示意图,即通过频繁开启闪光灯在同一张照相底片上得到小车运动到不同位置的照片,已知相邻两次闪光的间隔时间均均为0.1s,且第一次闪光时小车的前轮恰好从A点开始运动。根据照片测得各相邻闪光时刻小车前轮与斜面接触点间的实际距离分别为AB=2.4cm、BC=7.3cm、CD=12.1cm、DE=17.2cm。由此可知,下列说法中正确的是( )
A.小车从A点到D点是匀速直线运动
B.小车从A点到C点的平均速度大于CD间的平均速度
C.小车通过AE段的平均速度为0.975m/s
D.高铁进站过程中的速度变化与小车在斜面上运动的速度变化趋势相同
7.如图是利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的同一个小球从左向右运动的频闪照片。关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A.小球在AE两点间做匀速直线运动
B.小球在AE两点间做加速直线运动
C.小球在AB两点间运动的平均速度大于BC两点间运动的平均速度
D.小球在DE两点间运动的平均速度最大
8.小明和同学一起用机械停表测量小车的平均速度,设计了如图所示的实验装置,小车从带刻度的斜面A位置由静止下滑,到达斜面B位置。关于实验的操作和分析,下列说法不正确的是( )
A.让斜面保持较小的坡度,小车运动时间会更长
B.使用机械停表前,需要先观察机械停表是否调零
C.小车过了A位置才开始计时,测得的平均速度偏大
D.测得的平均速度表示小车在AB段每一时刻的运动快慢
9.如图所示,某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,让小球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,能说明小球在斜面上运动情况的图像是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,为两个小球运动时的频闪照片,闪光间隔为1s,图上数字为闪光时刻编号,图中每一个小格的长度为0.1m。下列有关小球A、B的说法正确的是( )
A.小球A做匀速直线运动
B.小球B做变速直线运动
C.小球A在编号5至编号6时间内的平均速度为0.7m/s
D.小球B在编号1至编号7时间内的平均速度为
二、实验题
11.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图的实验装置:小车从斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时:分:秒”)
(1)该实验的原理是 。
(2)该实验需要的器材除了小车、斜面、档板外,还需要测量工具 和 。
(3)实验时应保持斜面的倾角较 ,这是为了方便测量 .
(4)根据图中信息回答:sAB= cm;vAB= m/s;tAC= s;vAC= m/s.
(5)可以看出小车在下滑过程中做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
12.小阳用如图所示的实验装置测量小车的平均速度。
(1)该实验原理
(2)实验中应该控制斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),这样可以减小测量的误差。
(3)小车通过全程 s1所用的时间为t1,通过上半段路程s2所用的时间为t2,则小车通过下半段路程的平均速度v3 = (用s1、s2、t1、t2表示)。
(4)如果在实验中小阳释放小车后才开始计时,则他测得的平均速度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
13.顿珠在“测量小车的平均速度”实验中,已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、停表一块、长木板一块、小木块一块。
(1)该实验还需要的器材是 。
(2)为了方便计时,应该使斜面的坡度 (选填“较大”或“较小”)。
(3)经测量,,,小车从斜面顶端由静止下滑的过程中,停表记录的数据如图所示,可通过计算得出,小车在下滑过程中做 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)运动;小车在路程上运动的平均速度是 m/s。
14.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,当小车到达A、B、C三处时电子表的显示数字分别表示“小时:分:秒”。
(1)该实验的原理是: 。
(2)实验中为了便于操作,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”)。
(3)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (选填“大”或“小”)。
(4)若s2的路程正好是全部路程的一半,则小车通过上半段路程的平均速度是 m/s,小车通过全程的速度大小变化情况是 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.在探究“气泡的速度”实验中,小明选用长80cm、内径10mm均匀玻璃管进行实验,管内装满水留一个小气泡
(1)实验原理: ,需要用到的测量工具有: ;
(2)小明的实验数据如表所示,根据小明的实验数据,请你用“实心圆点”在图中标出不同时刻气泡的位置(0s时刻的气泡位置已标出):
(3)依据图像和相关信息可得结论: 。
16.在测量纸锥下落速度的实验中,小明用每隔0.5秒钟拍摄1次的相机,拍得如图所示的照片,右侧为纸锥从E到F过程的放大图。
(1)纸锥从A运动到B的时间是 s;纸锥从A运动到F的时间是 s:
(2)纸锥从A运动到F过程中,先做 运动,接着做 运动。
(3)从E到F过程中,平均速度约为 m/s,做匀速运动时的速度为 m/s。
17.带有滴墨水装置的小车放在水平桌面上的纸上,小车每隔0.1s滴一滴墨水。当小车做加速直线运动时,在纸上留下了一系列墨水滴,墨水滴在纸上的分布如图所示。据此可判断:小车向 (选填“左”或“右”)运动。若测出图中AG的长度为42.00cm,小车在此运动过程中平均速度v1= m/s。若小车CE段的平均速度v2恰好等于AG段的平均速度,则DE的长度sDE (选填“>”“<”或“=”)。
18.为测量同学完成30m步行的速度,由5位同学组成了小组,测量如图所示。
(1)测量原理是 ,测量主要工具是 和 ;
(2)同学们互换角色,进行了测量,数据表格如表,请补充记录项目的一处空白。
测量步行平均速度实验记录表:
19.如图1所示,小明在做“测量小车的平均速度”实验,他从实验室借到的实验器材有小车一辆、刻度尺一把、长木板一块、小木块一块、金属片一块。
(1)为了完成该实验,他还需要的测量仪器是 ,该实验的原理是 ;
(2)实验过程中,应使斜面的倾斜程度适当变 (选填“陡”或“缓”),理由是: ;
(3)经测量,s1=100cm,s2=40cm,小车从斜面顶端由静止下滑,停表记录如图1所示,则小车在s3上的平均速度是 km/h;
(4)如图2,能够正确反映小车运动情况的是 (填序号)。
20.某组同学在研究小车沿斜面运动时的速度变化,实验装置如图所示,把小车放在斜面的顶端
(1)该实验的原理是 ;
(2)在实验过程中,斜面应该保持 (选填“较大”或“较小”)的坡度,这是为了便于测量 ;
(3)小车在整个运动过程中做 (选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”);
(4)在实验中,假设小车通过的全程的速度v1,上段路程的速度v2,下半段路程的速度v3,则v1、v2、v3的大小关系是 ;
(5)若某次测量中,小车撞击金属片之后才按下停表结束计时,测得的平均速度偏 (填“大”或“小”)。
21.如图在斜面上测量小车运动的平均速度。小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)图中AB段的路程sAB= cm,如果测得时间tAB=1.6s。AB段的平均速度vAB= cm/s.
(2)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏 。
(3)斜面应选择 坡度,(填“较大”或“较小”)这样设计是为了实验中便于测量 ,若小车运动的时间如下,小车通过上半程的平均速度 (填“大于”“小于”或“等于”)小车通过下半程的平均速度。
22.如图所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验。(停表指针未超过一圈,每格1s)
(1)该实验依据的原理是 ;需要的测量工具是 和 ;
(2)小车从A点静止释放,该次实验中,小车通过全程的平均速度v= m/s;
(3)对于该实验,马虎同学提出了下列三条说法,其中正确的有 (填写字母);
A.测AB段的平均速度时,如果小车过了B点才停止计时,算出的速度值会偏小
B.将小车拿到B点静止释放,测出小车从B到C点的时间,就是BC段运动时间
C.AC段的平均速度等于AB段的平均速度与BC段的平均速度的和的一半
(4)实验中斜面应保持较小的坡度,原因是 ;
(5)如图所示的三个速度随时间的关系图象,能反映出小车下滑运动的是 (选填图中的选项字母)。
23.在“测平均速度”的实验中。
(1)每次实验时必须让小车从同一位置由 开始下滑;
(2)图甲中AC的长度是 cm,小车通过全程的平均速度是 m/s;(停表指针转动未超过一圈,每格1s)
(3)为了测量小车下半程的平均速度,让小车从B点释放,测出小车到达C点所用的时间,这样的做法 (选填“正确”或“不正确”);
(4)斜面的坡度增大后,通过相同的路程,小车运动的平均速度将变 ;
(5)图乙中能大致描述小车从A点到C点运动情况的s-t图像是 (填序号)。
24.降落伞在空中滞留时间与什么因素有关呢?同学们提出降落伞在空中滞留时间可能与伞的绳长、伞的形状、伞的面积、伞的总质量、伞释放的高度有关,同学为了验证猜想,认真地进行了次试验,并作了实验记录,表格如下:
根据表格回答下列问题:
(1)该活动中用到的科学研究方法是 ;
(2)活动中用到的测量工具有: ;
(3)分析2、3两次实验数据可知 ;
(4)要想探究降落伞滞空时间与伞的形状是否有关,应选择 两组数据进行比较;
(5)小明同学选择、组数据来验证猜想,得出的结论是:降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积有关,结论对不对 ?为什么 ?
25.在“比较纸锥下落的快慢”活动中,小明和同学们用两个相同的圆纸片,分别裁去一个扇形,做成图a所示 M、N两个锥角不等的纸锥。
(1)为了比较纸锥下落的快慢,需把两个纸锥拿到同一高度同时释放,此时应该拿至图 (选填“b”或“c”)所示的位置释放;实验观察到N纸锥在M的下方判断出N纸锥下落得快,这种比较运动快慢的方法与物理学中用速度来比较运动的快慢在本质上是 (选填“相同”或“不同”)的;
(2)为了进一步研究纸锥下落时的运动规律,同学们回顾了“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”的实验:
①为了研究气泡在如图d所示的两标记间的运动规律,小明将玻璃管两标记间划分为10cm一段,测得的实验数据如下表,请你根据数据在图c中画出气泡运动的路程与时间图像;
②为了研究气泡在如图d所示的两标记间的运动规律,小华设计了如下几个分段方案,若只用一块电子秒表测量气泡通过每段路程所用时间,方案中可行的是 ;
A.将玻璃管两标记间的部分平均分为25段
B.在玻璃管两标记间每隔2厘米选取一段10cm的长度,共选取四段
C.将玻璃管两标记间的部分划分成10cm、15cm、15cm、10cm的四段
(3)小组同学准备用“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”的实验方法研究“纸锥下落时的运动规律”:将一把米尺竖直放置,让纸锥紧靠米尺竖直下落,如图f所示记录纸锥每下落10cm所用的时间,结果实验失败了,主要原因是 难以准确测量。小明用每隔0.2s曝光一次的频闪照相机拍下纸锥竖直下落的照片如图g所示,由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是 (选填“不变”、“先变大后不变”或“一直变大”)。纸锥下落过程中,到达B点的速度为 m/s;
(4)小明猜想纸锥从同一高度下落的快慢与纸锥的锥角、纸锥的质量有关,并打算继续用图a的这两个纸锥研究纸锥下落快慢与锥角的关系,小红认为这样做不科学,你认为不科学的原因是 。
26.小明同学是位魔方爱好者,学习了“测量小车运动的平均速度”后,小明想在家进行实验。
(1)该实验中需要用 测量魔方滚动通过的路程,利用 测量魔方滚动的时间;
(2)开始实验后,小明将魔方从左侧斜面的最高位置由静止开始释放使其滚下,然后正确测量出魔方从右侧斜面底端A点滚上去通过的路程和所用时间,并将部分实验数据记录在如表中;
(3)由实验数据可知:魔方在BC段的平均速度为 cm/s(计算结果保留两位小数);通过计算可知魔方在AB段的平均速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)在BC段的平均速度;魔方从斜面底端滚动到斜面顶端的运动是 (选填“变速”或“匀速”)运动;
(4)实验前必须学会熟练使用停表,如果在魔方未到达A点就开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (选填“大”或“小”);
(5)请你根据小明的实验数据并结合自身生活经验,在图中大体画出魔方由A点滚动至C点的v-t图像。
27.小海同学用图1所示的装置研究小车在斜面上的运动;他将小车从A处静止释放,用秒表测出小车从A处滑到C处的时间t1=2.5s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A处滑到中点B处的时间t2=1.7s;
(1)实验中还需要的测量工具是 ;通过小海的测量数据可以判断,小车在AB段的平均速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)AC段的平均速度;测量时如果不小心让小车过了C处才停止计时,则所测BC段的平均速度会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)本实验还可以利用位置传感器通过超声波测出小车的实时距离,再用计算机算出运动速度,如图2所示;假设位置传感器发射的超声波信号经0.01秒反射回来并被接收,此时超声波在空气中的传播速度为340m/s,则传感器与小车间的距离是 m;小车从A处滑到C处的过程,位置传感器的屏幕图像如图3所示,由图像可知,小车沿斜面下滑时做 (选填“匀速”或“变速”)运动,到达C处的速度为 m/s。
三、填空题
28.某同学家的一个水龙头拧不紧,水一滴一滴断续地滴落到地上,如图所示。为了测算水滴下落的平均速度,他找来了卷尺和停表。首先测量出水龙头口离地面的高度h=1.25m,然后再用停表计时。计时的方法是:当听到某一水滴滴在地上的声音的同时,用停表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3……”,一直数到n=20时,按下停表停止计时,读出停表的示数为t=9.5s。
(1)请你根据上述测量结果,计算出水滴在空中运动的平均速度是 m/s;
(2)为了进一步研究水滴下落的平均速度和水滴下落高度的关系,他找来一块挡板,让水滴落到挡板上、改变挡板和水龙头口之间的距离,并分别记下水滴下落的时间。他从实验中获得了如下表所示的5组数据。
他一时没有看出平均速度和水滴下落高度的关系,如何找出规律呢?如图乙的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度的平方,即,它们的横坐标都是高度h。请你把这些数据标示在图乙的坐标系中,并作出相应的图象 。根据图象写出h与的关系是 。
四、综合题
29.在一次《趣味物理》讲座中,老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力,从同一高度由静止开始下落的任何物体,都会同时落地,下落的快慢跟物体质量无关,这种运动称为自由落体运动。”课后,兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动,他们在高楼楼顶的相同位置,分别让不同质量的金属小球由静止开始下落,并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图甲是其中的一张照片(图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置,图片与实物的大小比例为1∶7)。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光,记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等,因此,频闪照片既记录下了物体的位置,也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量,量出了每相甲邻两个影像位置之间的距离如图所示:
(1)不计空气阻力情况下,在下落过程中,小球的速度 (填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”)。小球在第四个Δt时间内的平均速度为 m/s;
(2)兴趣小组比较数张照片,发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论,请你计算:从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n,则n= m/s2;通过取多个时间计算的数据,并加以比较这些比值,发现物体下落快慢与质量 (选填“有关”或“无关”);
(3)根据上述结论,试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是 m/s;
(4)图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像;则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中,正确的图像是 。
路程/cm
0
2
4
6
8
10
时间/s
0
10
20
30
40
50
s/m
t/s
10
20
30
降落伞的伞绳长/m
降落伞的形状
降落伞的伞面面积
降落伞的总质量
降落伞释放的高度
降落伞滞留的时间
圆形
圆形
5.82
圆形
4.91
正方形
5.82
正方形
5.83
正方形
距离s/cm
0
10
20
30
40
50
时间t/s
0
2
4
6
8
10
测量的物理量
AB段
AC段
路程/cm
40
80
时间/s
2.0
5.0
次数
1
2
3
4
5
高度h(m)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
平均速度(m/s)
1.00
1.41
1.73
2.00
2.24
参考答案:
1.C
【详解】A.小车在运动过程中经过B点时的速度不为零,因此不可以将小车从B点由静止释放,故A错误;
B.测量小车AC段的运动时间,过了A点才计时,则AC段的时间偏小,根据
使平均速度会偏大,故B错误;
C.若过了B点才停止计时,则所测量的AB段的时间偏大,而AB段路程一定,根据
由可知测得AB段的平均速度会偏小,故C正确;
D.斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,因此斜面应保持较小的坡度,以便于测量时间,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】由图知道,木块从A运动到B的距离略小于42cm;木块从A运动到B的时间为
0.5s×4=2s
由知道,木块从A运动到B的平均速度
因此木块从A运动到B的平均速度应略小于21cm/s,最接近18cm/s,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.B
【详解】测量过程中,如果时间的测量值偏大,由公式得,距离不变,时间偏大,会造成平均速度偏小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】A.实验过程中,同学们要合理分工,准确记录相关数据,尊重实验事实,不可杜撰数据,故A正确,A不符合题意;
B.三楼的高度约为10米,可以选择量程为15m的卷尺测量篮球下落的高度,故B正确,B不符合题意;
C.实验中为了获得普遍的规律,应多次测量,所以篮球下落的高度和时间均应该多次测量取平均值,故C正确,C不符合题意;
D.本实验测出的是篮球下落到地面前的平均速度,故D错误,D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.小车沿斜面从顶端到底端的运动是匀加速直线运动,故A错误;
B.小车经过B点的速度大于0,要测小车通过路程的时间,应先测出小车分别在全程与AB段的时间,由全程的时间减去AB段的时间得到小车通过路程的时间,故B错误;
C. 由于小车在斜面上做匀加速直线运动,则
故C错误;
D.在测小车通过路程段的平均速度时,将小车从A点由静止释放并开始计时,若车头过了B点才停止计时,测得的时间偏大,由得,测出的平均速度值偏小,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】A.由图可知,小车在相同时间内通过的路程越来越大,所以小车做加速直线运动,故A错误;
B.小车从A点到C点的距离
小车通过AC段所用时间
小车从C点到D点的距离
小车通过CD段所用时间tAE=0.1s,则小车从A点到C点的平均速度
小车在CD间的平均速度
比较可知,小车从A点到C点的平均速度小于CD间的平均速度,故B错误;
C.AE段的距离
小车通过AE段所用时间
则小车通过AE段的平均速度为
故C正确;
D.高铁进站过程中的速度不断变小,而小车在斜面上运动的速度不断变大,所以高铁进站过程中的速度变化与小车在斜面上运动的速度变化趋势不相同,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】由题照相装置每秒拍10次,所以图中相邻两点间的时间间隔是相等的,由图可知
sAB>sBC>sCD>sDE
由平均速度公式可知,小球在AB两点间运动的平均速度最大,DE两点间平均速度最小,所以小球在AE两点间从左向右做减速直线运动。
故选C。
8.D
【详解】A.让斜面保持较小的坡度,小车下滑变慢,运动时间会更长,便于测量小车运动时间,故A正确,A不符合题意;
B.使用停表前一定要先观察停表是否调零,如果停表没有调零,就不方便读数,故B正确,B不符合题意;
C.如果小车过了A位置才开始计时,测得的时间偏小,而距离不变,根据公式可知,测得的平均速度会偏大,故C正确,C不符合题意;
D.测得的平均速度表示小车通过AB段的距离与所用时间的比值,并不表示小车在AB段每一时刻的运动快慢,故D错误,D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】由照片可知,在相同时间,小球运动的距离间隔越来越大,所以小球在做加速运动。
A.图A中随着时间增加,速度在减小,故A不符合题意;
B.图B中随着时间增加,速度不变,故B不符合题意;
C.图C中随着时间增加,速度在增大,故C符合题意;
D.图D中随着时间增加,速度先减小后增大,故D不符合题意。
故选C。
10.D
【详解】A.由图知,在相同时间内A球的路程越来越大,所以A球做的是变速直线运动,故A错误;
B.由图知,在相同时间内B球的路程相等,所以B球做的是匀速直线运动,故B错误;
C.小球在编号5至编号6的路程
时间为,则平均速度为,故C错误;
D.小球B在编号1至编号7时间为6s,这段时间间隔内的通过的距离为2.4m,则平均速度为
故D正确。
故选D。
11. 秒表 刻度尺 小 时间 3 0.3 变速
【详解】(1)[1]在测小车的平均速度的实验中,该实验的原理是。
(2)[2][3]本实验中,用秒表测时间,刻度尺测路程,然后根据算出速度,故还需要测量工具是秒表和刻度尺。
(3)[4][5]在实验过程中,要尽量保持斜面的倾角较小,便于测量小车运动的时间。
(4)[6]由图可知AB间的路程为
[7] AB间的速度为
[8] AC间的时间为
[9] AC间的速度为
(5)[10]小车在下滑过程中速度越来越快,所以做变速直线运动。
12. 小 偏大
【详解】(1)[1]使用速度公式,通过测量小车运动的路程和所用的时间,测量小车的平均速度。
(2)[2]斜面坡度如果太大,小车运动加快,测量时间就会有较大的误差,所以实验中应控制斜面坡度较小。
(3)[3]由题意得,下半段的路程为
下半段的时间为
下半段的平均速度为
(4)[4]小车释放后才开始计时,则所测的时间会偏小,根据可知计算出的平均速度会偏大。
13. 刻度尺 较小 加速 0.5
【详解】(1)[1]根据可知,测量小车的平均速度需要用秒表测出时间,用刻度尺测出小车通过的距离,题目中已经给出了秒表,因此还需要的实验器材是刻度尺。
(2)[2]若要计时方便,应使斜面的坡度较小一些,使小车运动慢一些,在斜面上通过的时间更长。
(3)[3][4],,则
由图知,切t2=2s,t3=1s所以小车在s2、s3上的平均速度分别为
由此可知,小车在下滑过程中做加速运动。
14. 小 大 0.2 变大
【详解】(1)[1]根据图中实验装置可知,利用刻度尺测量路程,再由计算平均速度,故实验原理是;
(2)[2]实验中为了方便计时,要使物体运动速度慢一些。
(3)[3]让小车过了A点后才开始计时,计时晚,所测的时间变短,由平均速度公式
计算出的平均速度偏大。
(4)[4]由图知,小车通过上半段路程的时间
路程
则小车通过上半段路程的平均速度是
[5]由小车速度的变化可知,速度逐渐变大。
15. 刻度尺、停表 气泡做匀速直线运动
【详解】(1)[1]探究“气泡的速度”实验需要测量时间和路程,在通过速度公式计算,所以原理
[2]根据题意可知,需要刻度尺测量路程,停表测量时间,所以测量测量工具是刻度尺、停表。
(2)[3]先根据表中数据描点,然后用直线连接,如图所示:
(3)[4]根据图像可知,路程-时间图是一条倾斜的直线,所以,路程和时间成正比,气泡做匀速直线运动。
16. 0.5 2.5 加速 匀速 0.4 0.4
【详解】(1)[1][2]相机进行拍照时,间隔相等时间曝光一次,每秒曝光2次,由图可知纸锥从A运动到B的时间是0.5s;从A运动到F是五个时间间隔,所以经历的时间是5×0.5s=2.5s。
(2)[3][4]由图可知从A到D纸锥在相同的时间内通过的路程逐渐变大,所以纸锥在加速下落;从D到F纸锥在相同的时间内通过的路程相同,所以纸锥在匀速下落。
(3)[5][6]从E到F过程中,纸锥运动的路程为
s=80.0cm-60.0cm=20.0cm=0.2m
所以纸锥在下落过程中EF阶段的速度为
纸锥做匀速运动时,速度保持不变,故做匀速运动时的速度为0.4m/s。
17. 右 0.7 >
【详解】[1]纸带上任意两个“滴痕”的时间间隔等于滴墨水的间隔时间,小车每隔相等时间滴一滴墨水,所以纸带上任意相邻两个“滴痕”的时间间隔是相等的,都是0.1s;当小车加速直线运动时,在相等的时间内,运动的路程会越来越大,由图可知,小车从左往右,两点间的间隔越来越大,所以,小车是向右运动的。
[2]由图可知,小车全程是AG段,路程sAG=42.00cm,时间
tAG=6×0.1s=0.6s
全程的平均速度为
[3]若小车CE段的平均速度v2恰好等于AG段的平均速度v,则DE的长度为
18. 刻度尺 秒表 v(m/s)
【详解】(1)[1]测量小车运动的平均速度的基本原理是。
[2][3]计算速度需要知道路程和时间,测量路程用刻度尺,测量时间用秒表,所以测量主要工具是刻度尺和秒表。
(2)[4]根据测量原理,观察表格会发现表格空白处应为平均速度,即v(m/s)。
19. 刻度尺 缓 便于计时 2.16 C
【详解】(1)[1]实验中测量小车的平均速度需要用秒表测出时间,用刻度尺测出小车通过的距离,题中已经给出了秒表,因此还需要的实验器材是刻度尺。
[2]实验中需要测量路程和时间来计算平均速度,因此测量小车平均速度的实验原理是。
(2)[3][4]若要计时方便,应使斜面的坡度较小一些,使小车在斜面上通过的时间更长。
(3)[5]已知s1=100cm,s2=40cm,则小车通过s3的路程为
s3=s1-s2=100cm-40cm=60cm=0.6m
由图知小车通过s3的时间t3=1s,所以小车在s3上的平均速度为
(4)[6]小车在下滑过程速度越来越大,做的是加速直线运动,A图表示物体静止,BD图表示物体匀速运动,C图表示加速运动。
故选C。
20. v= 较小 时间 变速直线运动 v2<v1<v3 小
【详解】(1)[1]实验中通过测量小车的速度与时间,再通过得到小车的平均速度,则实验原理是。
(2)[2][3]若要计时方便,应使斜面的坡度小一些,使小车在斜面上运动的时间较长。
(3)[4]小车在整个运动过程中,速度逐渐增大,做变速直线运动。
(4)[5]在实验中,小车运动越来越快,在下半程速度最快,全程的平均速度大于上半程的平均速度,则
(5)[6]小车撞击金属片之后才按下停表结束计时,会导致时间的测量结果偏大,而路程测量准确,由可以判断平均速度会偏小。
21. 40.0 25 偏小 较小 时间 小于
【详解】(1)[1]图中AB段的路程
[2]由题可知, ,小车通过AB段的平均速度
(2)[3]如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式知,平均速度会偏小。
(3)[4][5]斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,因此,斜面应选择较小坡度,这样设计是为了实验中便于测量时间。
[6]由图中计时器的指针可知,后半段的时间小于前半段的时间,相同的路程比时间,时间短的运动的快,小车通过上半程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度。
22. 刻度尺 停表 0.16 A 便于测量时间 C
【详解】(1)[1][2][3]平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,所以测小车平均速度的实验原理为,由实验原理可知需要测量的物理量有路程和时间,需要的测量工具是停表和刻度尺。
(2)[4]由图可知,小车通过全程的路程为
s=80.0cm=0.8m
所用的时间为5s,则小车通过全程的平均速度为
(3)[5]A.若小车过了B点才停止计时,所测的时间会偏大,由可知,算出的速度值会偏小,故A正确;
B.将小车拿到B点释放,但小车在运动过程中经过B点的速度不为零,所测出的时间不是BC段运动时间;故B错误;
C.某一段路程的平均速度等于该段总路程与总时间的比值,故C错误。
故选A。
(4)[6]斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度就越快,不方便测量时间,因此实验中斜面应保持较小的坡度,以减小测量时间的误差。
(5)[7]实验中小车做加速运动。
A.图中表示匀减速运动,故A不符合题意;
B.图中速度恒定不变,表示匀速直线运动,故B不符合题意;
C.图中表示匀加速直线运动,故C符合题意。
故选C。
23. 静止 80.0 0.16 不正确 大
【详解】(1)[1]每次实验时必须让小车从同一位置由静止开始下滑,保证每次小车通过的路程相等,初始速度相等。
(2)[2][3]图甲中刻度尺的分度值为1cm,小车在起点A处的刻度值是80.0cm,C点是零刻度线,所以AC的长度是80.0cm。停表指针转动未超过一圈,每格1s,指针转过了5格,所以小车通过全程所用时间是5s,小车通过全程的平均速度是
(3)[4]小车在下滑过程中,到达B点的速度并不为零,所以让小车从B点由静止释放到达C点的时间,并不等于下半程的时间,这样的做法不正确。
(4)[5]根据公式可知,路程一定时,所用时间越短,运动速度越大,斜面的坡度增大后,通过相同的路程,小车运动的时间变短,因此小车运动的平均速度将变大。
(5)[6]小车从A点到C点做加速运动,图像中斜率表示速度的大小,只有③的斜率逐渐增大,说明物体做加速运动。
24. 控制变量法 米尺/刻度尺、停表、天平 见解析 2和4 不对 见解析
【详解】(1)[1]由多个因素都会影响降落伞在空中滞留时间,进行实验探究时一次只能探究一个因素,该活动中用到的科学研究方法是控制变量法。
(2)[2]测伞的绳长、伞释放的高度需要米尺(刻度尺);测降落伞滞留的时间需要停表;测伞的质量需要天平。
(3)[3]比较、,降落伞的总质量不同而其它因素均相同,分析、两次实验数据可知:在伞的绳长、伞的形状、伞的面积、伞释放的高度相同时,伞的总质量越小,伞在空中滞留的时间越长。
(4)[4]要想探究降落伞滞空时间与伞的形状是否有关,应控制其它因素相同,而只改变伞的形状,所以,要想探究降落伞滞空时间与伞的形状是否有关,由表中数据,应选择和两组数据进行比较。
(5)[5][6]小明同学选择、组数据来验证猜想,由表格数据知,伞的面积和总质量都在变化,没有控制伞的总质量一定,不知道伞滞留时间的变化是由哪个因素改变引起的,所以得出:降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积有关是不对的。
25. b 相同 C 时间 先变大后不变 0.75 没有控制质量相等
【详解】(1)[1][2]为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,而图b中两纸锥的下端高度相同,图c中两纸锥的上端高度相同,故应选图b的位置释放;实验观察到N纸锥在M的下方判断出N纸锥下落得快,这种比较运动快慢的方法与物理学中用速度来比较运动的快慢在本质上是相同的,都是相同时间比路程。
(2)①[3]根据表格中数据描点,连接图像如图所示:
②[4]为了研究气泡在如图d所示的两标记间的运动规律,不能只划分为2段,而且必须连续测量时间,也不能划分的段数太多,否则每段的运动时间太短,无法准确测时间,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[5]用“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”的实验方法研究“纸锥下落时的运动规律”:将一把米尺竖直放置,让纸锥紧靠米尺竖直下落,如图f所示记录纸锥每下落10cm所用的时间,结果实验失败了,这是因为难以准确测量时间。
[6][7]如图g所示,相同的时间内纸锥通过的路程先是越来越大,后保持相同,所以可以判断纸锥下落的速度变化情况是先变大后不变;到达B点的上一个时间间隔内纸锥的平均速度近似等于纸锥下落过程中到达B点的速度,则B点的速度为
(4)[8]图a的这两个纸锥质量和锥角均不同,根据控制变量法,不能继续用图a的这两个纸锥研究纸锥下落快慢与锥角的关系。
26. 刻度尺 机械停表 13.33 大于 变速 小
【详解】(1)[1][2]实验中,用刻度尺测量路程,用停表测量时间。
(3)[3]小车在BC段的路程
sBC=80cm-40cm=40cm
时间
tBC=tAC-tAB=5.0s-2.0s=3.0s
小车在BC段的平均速度
[4][5]小车在AB段的路程sAB=40cm,时间tAB=2.0s,小车在AB段的平均速度
故魔方从斜面底端滚动到斜面顶端的运动是变速运动。
(4)[6]如果在魔方未到达A点就开始计时,则会使所测AC段的时间偏大,根据可知平均速度vAC偏小。
(5)[7]魔方从斜面底端滚动到斜面顶端的运动是减速运动,用时5s,通过的路程为80cm,并且根据生活经验可知,随着高度的增加,魔方在从斜面底端滚动到斜面顶端的过程中速度的减小量越来越小,故魔方由A点滚动至C点的s-t图像如下:
27. 刻度尺 小于 偏小 1.7 变速 1.5
【详解】(1)[1][2][3]该实验中需要测量路程,所以实验中还需要的测量工具是刻度尺;已知AC段的时间t1=2.5s,AB段的时间t2=1.7s,由题知B是AC段的中点,设一半路程为s,则前半程AB段平均速度为
全程AC段的平均速度为
由上述分析可知小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度,测量时如果不小心让小车过了C处才停止计时,测量时间偏大,根据速度公式可知所测BC段的平均速度会偏小。
(2)[4][5][6]传感器与小车间的距离为
由图像可知,随着时间增加,速度逐渐增加,可以看出小车在斜面上滑下时是加速运动;已知小车从A处滑到坡底C处的时间为2.5s,由图可知,当t=2.5s时,小车的速度为1.5m/s,即小车到达C处的速度为1.5m/s。
28. 2.5 水滴下落的高度与平均速度的平方成正比
【详解】(1)[1]开始计数到20共有n=19滴水下落,用时t=9.5s,则每滴水下落h=1.25m用时为
则水滴下落的平均速度为
(2)[2][3]在图乙的坐标系中描点,用平滑的曲线连接后得到的图像是一条过原点的倾斜的直线,如图所示: ;
由图像可知,水滴下落的高度与平均速度的平方成正比。
29. 逐渐增大 3.43 4.9 无关 0.56 C
【详解】(1)[1]不计空气阻力情况下,在下落过程中,重力势能转化为动能,所以小球速度逐渐增大。
[2]由于图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置,图片与实物的大小比例为1∶7,则小球运动的距离为
根据知,小球的第四个时间内的平均速度
(2)[3][4]从1点起小球下落的距离与对应时间平方的比值n,从1点到2点的距离为
则
从1点到3点的距离为的距离为
则
发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置,通过取多个时间计算的数据,并加以比较这些比值,也相同发现物体下落快慢与质量无关。
(3)[5]从点起小球下落的距离与对应时间平方的比值n,即,当时
则小球自由下落时前0.8s的平均速度是
(4)[6]h随着的增大,增大幅度越来越大,由公式可得,的增大幅度也会越来越大,综上分析知,故ABD错误,C正确。
故选C。
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