长沙市长郡双语实验学校物理机械运动实验单元综合测试Word版 含答案.docx
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长沙市长郡双语实验学校物理机械运动实验单元综合测试Word版含答案
一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）
1．细心的小轩发现水箱接口处使用不同水管，出水口水流喷射的远近不同．于是，小轩想探究“水压相同时影响水管出水口水流速度大小的因素”。
为此，他提出了三个猜想：
①与水管的长度有关；②与水管的内径大小有关；③与水管的材质有关．为了验证猜想，小轩设计如图所示实验装置。
（1）实验过程中，需控制水箱中水的深度不变，从而使接口处水的压强________。
保持出水口的高度h不变，通过____________来反映出水口水流速度的大小．在接口处接材质相同的不同水管多次实验，实验数据如下表：
实验序号
长度l（cm）
内径d（cm）
喷射距离s（cm）
1
40
1.0
14
2
1.5
16
3
2.0
20
4
70
1.0
12
5
1.5
15
6
2.0
17
7
100
1.0
11
8
1.5
13
9
2.0
14
（2）实验需要的测量工具是________。
（3）比较序号________可得到的初步结论是：
当材质和内径一定时，水管长度越长，出水口水流速度越小；比较序号1、2、3可得到的初步结论是：
当材质和长度一定时，_____。
（4）综上所述，当其他条件一定时，水管长度越长，内径越小，出水口水流速度________。
（5）为验证猜想③，接下来的操作应该为_____________。
【来源】【专题】备战2020届中考物理二轮复习题型专练题型08-创新探究题
【答案】不变喷射距离刻度尺1、4、7或2、5、8或3、6、9水管内径越大，出水口水流速度越大越小用内径和长度相同，材质不同的水管多次实验
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]液体压强与液体的深度有关。
使接口处水的压强不变，需控制水箱中水的深度不变。
[2]水流速度的越大喷射距离越远，可以通过喷射的距离反映水流的速度。
（2）[3]实验中需要刻度尺测量水管长度、水管内径、喷射距离。
（3）[4]比较1、4、7或2、5、8或3、6、9发现实验中水管材质和内径相同，而水管长度不同，水管长度越长喷射距离越短，说明当材质和内径一定时，水管长度越长，出水口水流速度越小。
[5]比较1、2、3或4、5、6或7、8、9发现当水管材质和长度相同，而内径不同，内径越小，水管长度越长喷射距离越短，说明当材质和长度一定时，水管内径越小，出水口水流速度越小。
（4）[6]综上所述，当其他条件一定时，水管长度越长，内径越小，出水口水流速度越小。
（5）[7]猜想③为出水口水流速度与水管的材质有关，所以为验证猜想③应当用内径和长度相同，但材质不同的水管多次实验。
2．2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻．看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究．如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触．研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3．他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s）
5
10
15
20
电压表示数（V）
0.6
2.4
5.4
9.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3）
1.1
2.2
3.3
4.4
电压表示数（V）
2.3
3.5
4.6
5.8
（1）根据上述实验结果，试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式？
（设比例系数为k）
（2）若
（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：
车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据
（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？
【来源】2009年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题（三）
【答案】
（1）p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；
（2）41m/s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）．①分析数据可看出风速每增加5m/s，电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：
U∝av3+bv2+cv+d，把表中实验数据代入表达式，解得：
a=0，b=0.024，c=0，d=0，即U∝0.024v2；
②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1kg/m3，电压增量即为1.2V，也就是说，含沙量与压力成正比，U∝ρ；风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度，k为比例常数．
（2）．车厢可以看做杠杆，由杠杆平衡条件得：
F×
=G×
，则风力F=
G，
F=pS=kρv2S=kρv2hL，
v=
≈41m/s．
答：
（1）．单位面积上所受到的风力大小的关系式为p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；
（2）．风速为41m/s．
3．在“测小车的平均速度”的实验中，小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中有小车到达A、B、C三处时电子表的显示（格式是“小时：
分：
秒”）
（1）该实验是根据公式______________进行测量的．
（2）为了方便计时，应使斜面坡度较__________________（填“大、小”）
（3）请根据图中所给信息回答：
vAC＝____________m/s．
【来源】四川省广元市苍溪县思源实验学校2019-2020学年度八年级（上）期中物理试题
【答案】v=s/t小0.033
【解析】
【分析】
【详解】
（1）利用速度公式v＝
.
（2）斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应小一些．（3）由图中知sAC＝10.0cm,tAC＝3s,vAC＝
＝3.3cm/s＝0.033m/s.
【点睛】
（1）该实验利用速度公式v＝
测量；
（2）若要计时方便，应使所用的时间长些．（3）根据图中刻度尺上的刻度，停表上的时间，可知每段的距离和所用时间，求得速度．
4．物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时，想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度，设计了如图所示的实验装置；让小车从带有刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止滑下，图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间（圆圈里面的数字分别表示“小时∶分∶秒”）则
（1）实验是根据公式________进行测量的；
（2）中为了方便计时，应使斜面的坡度较________（填“大”或“小”）。
金属片的作用是________。
（3）在AB段运动的路程sAB是________dm；在AC段运动的平均速度vAC是________m/s；
（4）验前必须熟练使用电子表，如果小车到达C点还没有停止计时，则会使所测量的运动速度偏________。
【来源】河北省石家庄市平山县2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题
【答案】
小便于准确定位、计时4.000.3小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，计算公式为
；
（2）[2]实验中，斜面应尽量选择较小坡度，这样设计是为了实验中便于测量小车的运动时间；[3]在斜面上放置一个金属片的目的就是让小车在同一位置停下来，与小车相碰发出声音，便于测出小车行驶相同路程的时间；
（3）[4][5]由图示可知
sAB=10.00dm-6.00dm=4.00dm
sAC=9.00dm
tAC=15∶35：
23-15∶35：
20=2s=3s
AC段的平均速度
；
（4）[6]如果小车到达C点还没有停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式
知，平均速度会偏小。
【点睛】
考点：
变速运动与平均速度。
5．在探究“气泡的速度”实验中，小雪选用长80cm、内径10mm的均匀玻璃直管进行实验，在管内注满水，在管的下方用注射器注入小气泡。
测量小气泡在管内上升过程中的速度。
（1）该实验的原理是______________。
（2）小雪的实验数据如下表所示，根据小雪的实验数据，请你用“实心圆点”在图中标出不同时刻气泡的位置，并将这些点用光滑曲线连接起来。
（_________）
时间t/s
路程s/cm
0
0
4
12
8
24
12
36
16
48
20
60
（3）分析以上探究过程，小气泡的运动特点是__________________________。
（4）晓彤在小雪实验的基础上进行了改动，利用10cm长的试管做实验，用注射器分三次向试管内注入不同的小气泡，获取相关的数据后，画出图像如图所示，并求出速度的平均值。
请你对晓彤的实验进行合理评价___________。
【来源】2020年中考一轮复习专题机械运动
【答案】
匀速直线运动不合理。
用10cm长试管做实验，气泡运动时间短，实验误差较大。
由图像可知不同气泡的速度各不相同，求平均值没有意义。
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]测量物体速度的原理就是速度的计算公式
。
（2）[2]由表中数据在图中标出对应点，然后用圆滑曲线连接起来，如图所示：
（3）[3]通过描点、连线作出的图像可知，气泡在相同的时间内经过的路程都相等，所以气泡做的是匀速直线运动。
（4）[4]晓彤的实验中选择的试管太短，气泡运动时间太短，不便于测量，误差大，而且从图像中可以看出，三个气泡的速度本来就不相同，求平均值没有意义。
6．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开始下滑，小车到达A、B、C三处的电子表的示数（数字分别表示小时、分、秒，刻度尺分度值1cm）则：
（1）该实验是根据公式_____进行测量的，所用的测量工具是_____和_____。
（2）在实验中，使用金属板的作用是_____，斜面的作用是_____。
（3）请根据图中所给的信息回答：
=_____cm；
=_____s；
=_____m/s。
（4）实验前必须学会熟练使用秒表，如果小车到达C点以后才停表，则会导致所测AC段的平均速度
偏_____（填“大”或“小”）。
（5）为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度做法对吗？
_____。
理由是_____。
【来源】福建省三明市梅列区2019-2020学年八年级（上）期中质量监测物理试题
【答案】
刻度尺秒表使小车停止运动，便于计时使小车获得动力，自行下滑10.010.025小不对因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3]测量小车平均速度的基本原理是
实验中要用刻度尺测量路程，用秒表测量时间。
（2）[4][5]在斜面上放置一个金属板的目的就是让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶的时间；在该实验中，小车放在斜面上，松手后小车在重力的作用下就会由静止变为运动，设置斜面的目的就是为了让小车获得动力，能够自由滑下。
（3）[6][7][8]由题意可知，刻度尺的分度值是1cm，所以
小车从B点到C点需要的时间
小车从A点到B点通过的路程为
小车从A点到B点需要的时间
根据
可知，小车从A点运动到B点的速度为
（4）[9]小车从A点运动到C点的路程
一定，如果小车到达C点以后才停表，则会使所测AC段的时间
变大，根据
可知，AC段的平均速度
偏小。
（5）[10][11]这种做法是不对的。
因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间。
7．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。
（1）这个实验的原理是_____；
（2）实验中使斜面坡度_____（选填“较小”或“较大”），目的是_____（选填“延长”或“缩短”）运动时间，减小测量误差；
（3）若停表每格为1s，该次实验中，小车通过全程的平均速度v=_____cm/s，实验中小车通过上半程的平均速度_____（选填“大于”“小于”或“等于”）小车通过下半程的平均速度；
（4）如图所示的四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）
【来源】内蒙古呼和浩特市第六中学2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题
【答案】v=
较小延长12小于C
【解析】
【详解】
（1）[1]测量平均速度的原理是：
v=
；
（2）[2][3]实验中，斜面的坡度越小，小车运动速度越慢，小车运动时间越长，越方便时间的测量，这样可以减小误差；
（3）[4]小车通过全程的路程
s1=60cm，
所用时间
t=5s，
小车通过全程的平均速度：
v=
=12cm/s；
[5]上半程的时间
tAB=3s，
下半程的时间
tBC=2s，
上半程和下半程的路程相等，
tAB＞tBC，
由v=
可知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；
（4）[6]上半程的速度小于下半程的速度，即小车做加速运动，故图象C符合题意，故选C。
8．如图所示，在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可算出小车在各段的平均速度。
（1）图中AB段的距离sAB=_____cm，测得时间tAB=1.6s，则AB段的平均速度vAB=_____cm/s；
（2）如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度vAB会偏_____；
（3）实验中应多次测量，每次测量时必须让小车从_____由静止开始下滑；
（4）vBC_____vAB（填“>”、“<”或“=”）。
【来源】四川省成都市八校联考2018-2019学年九年级（下）开学考试物理试题（3月月考试题）
【答案】40.025小同一位置＞
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图知道，AB段的距离是：
sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm；
[2]由于AB段的时间是tAB=1.6s，所以，小车通过AB段的平均速度是：
，
（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
知道，平均速度会偏小；
（3）[4]本实验多次测量求平均值的目的是为了减小误差；实验中多次测量，应保证小车每次通过的距离相等，所以，每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑；
（4）[5]小车从A到C的过程中做加速运动，速度越来越大，所以，在BC段的速度大于AC段的速度，即vBC＞vAC。
9．如图所示，让小车从斜面的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）该实验原理是______；
（2）为了方便计时，应使斜面的坡度较______（选填“大”或“小”）；
（3）小车通过AB段时测得时间
，则AB段的平均速度
=______cm/s；
（4）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
会偏______（选填“大”或“小”）。
【来源】山东省东营市垦利区2019-2020学年八年级（上）期末考试物理试题
【答案】
小25.0偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]测平均速度的原理为
；
（2）[2]为了方便计时，应使小车运动的速度慢一些，所以应使斜面的坡度较小；
（3）[3]小车通过AB段时测得时间
，则AB段的平均速度：
；
（4）[4]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。
10．在“测量物体运动的平均速度”实验中：
（1）根据实验的原理______，需要测量的物理量是小球运动的路程和所用的时间。
对小球运动的各段路程进行测量并分段做了标记，因______（路程/时间）的测量误差较大，需多次测量。
（2）小球从A处沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，如图甲所示，则小球在做______（加速/减速/匀速）运动。
甲乙
（3）实验数据如下表所示，小球在BC段的平均速度为___m/s，CD段的路程为____m，比较AB与BC段的平均速度得到vAB______vBC（大于/小于/等于）。
实验中如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度vAB会偏______（大/小）。
路程（m）
运动时间（s）
平均速度（m/s）
经过某点时的速度（m/s）
sAB＝0.3m
tAB＝0.5s
vAB＝0.6m/s
vB＝1.2m/s
sBC＝0.9m
tBC＝0.5s
vBC＝
vC＝2.4m/s
sCD＝
tCD＝0.5s
vCD＝3m/s
vD＝3.6m/s
（4）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，根据表中数据做出了v-t图像，如图乙所示，假设斜面足够长，小球从A处滚下，经过2s到达E点（图甲中未画出），则该小球经过E点时的速度为_____m/s。
（5）小球在运动过程中，经过路程sAE中点时的速度为v1，经过时间tAE中点时的速度为v2，则v1____v2（大于/小于/等于）。
【来源】江苏省扬州市梅岭中学教育集团2019-2020学年八年级（上）期末考试物理试题
【答案】v=
时间加速1.81.5小于小4.8大于
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]测小车平均速度的实验原理是v=
；
[2]因时间的测量误差较大，为了减小误差需多次测量；
（2）[3]由图甲可知，小球相等时间通过的路程逐渐变大，所以小球在做加速运动；
（3）[4]由表中数据可得，BC段的平均速度：
vBC=
=1.8m/s；
[5]由表中数据可得：
sCD=vCDtCD=3m/s×0.5s=1.5m；
[6]AB与BC段的平均速度大小关系
vAB=0.6m/s＜vBC；
[7]实验中如果小车过了B点才停止计时，测量时间偏大，由v=
得到测得的平均速度vAB会偏小；
（4）[8]小球在斜面上运动的速度与时间的关系图像可知，小球速度与时间成正比（匀加速运动），小球1s时的速度为2.4m/s，则经过2s小球的速度为4.8m/s；
（5）[9]小球从A静止滑下时速度与时间成正比（匀加速运动），所以小球经过前一半时间速度小于后一半时间的速度，所以前一半时间通过的路程小于
sAE，小球运动速度越来越快，所以v1＞v2。
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