(六)機械運動實驗、計算專題

一、實驗題(本大題共7小題)

1.小燕利用實驗“研究充水玻璃管中氣泡的運動規律”.他用一根長玻璃管充滿

水，其中留有一個氣泡，頂端用橡皮塞塞緊，如圖所示.為了判斷氣泡是否做勻速

直線運動，需要測量氣泡運動的和時間.若玻璃管的底端到頂端的長為

48cm,氣泡從豎直放置的玻璃管底端運動到頂端所用的時間為6s,則在這個過程

中氣泡運動的平均速度為m/s.

S;

p/氣泡

G>

2.小明同學用如圖甲的裝置研究小車在斜面上的運動。他將小車從坡頂A處靜止

釋放，小車從A滑到坡底C處。

乙

(1)該實驗是根據公式_____進行測量的；本實驗采用的測量工具______和

(2)請根據圖中所給信息回答：SAB=cm;

(3)通過小明的測量數據可以判斷，小車在下滑過程中做_____運動，全程的平

均速度為_____m/s。小車在前半程的平均速度______(選填“大于”、“等于”或“小

于”)全程的平均速度；

(4)小明想測量小車在運動過程中8C段的平均速度時，他應該將小車從

(選填2”或“夕‘)處靜止釋放，并在8處開始計時，在C處停止計時；

(5)在測量段平均速度時，如果小車過了8點才停止計時，測得段的平均

速度PAB會偏______(選填“大”或“小”)；

(6)實驗時，發現小車下滑的速度很快，不便于測量時間，下列采取的操作不可

行的是______(選填"A"、"B”或“C");

A.將圖中斜面高度降低

B.在斜面上鋪上棉布

C.換用質量更大的小車

3.(1)如圖甲所示是小明用刻度尺測量物體的長度，其中所使用刻度尺的分度值

為物體的長度是cm;某同學采用如圖乙所示的方法測定硬幣的直徑,

測得硬幣的直徑。=cm;

⑵某同學用刻度尺測量一塊木板的長度，方法如圖丙所示，請指出他在測量中存

4.學生如何買一輛大小合適的自行車呢？自行車有24英寸的，也有26英寸的，

還有28英寸的。要根據自己的情況選擇。如果自己身體又瘦又矮的話，買個大的

車腿都夠不到腳蹬子，就買一輛24英寸的就可以。自行車的型號是按車輪直徑的

尺寸命名的，如“24”自行車車輪的直徑是24英寸，1英寸=2.45cm。

(1)“24”型號車輪的直徑是cm。

(2)給你一把量程為2m的卷尺和一輛“24”型自行車，請你設計一個簡單的方案

測量學校跑道的長度，請你寫出測量步驟，并用適當的符號表示你測得的物理量：

①用卷尺測出直徑D,算出車輪的周長為；

②用紅布條在自行車車輪上做一個記號(或用氣門芯做記號)，讓記號與跑道的起

點重合，推著自行車沿跑道移動一圈，記下；

③跑道長度的表達式為：(用測量的物理量符號表示)。

5.直尺是常用的文具，用直尺可以完成以下小實驗。

(1)將兩把三角尺疊放在水平桌面上，用直尺緊貼桌面快速擊打下方三角尺，觀

察到的現象：說明上方的三角尺具有慣性；

(2)與頭發摩擦過的塑料直尺能吸引碎小紙屑，是因為；

(3)圖甲中紐扣的直徑為cm;

(4)如圖乙，用三角尺的底邊將直尺支撐起來，直尺的正中間位置放在三角尺的

底邊上，使直尺在水平位置平衡，某位同學在直尺的。端上方沿著水平方向用力吹

氣，觀察到直尺。端。(選填“上升”或“下降”)

6.小明設計了如圖所示的實驗裝置測量小車的平均速度。小車從斜面頂端由靜止

開始下滑，用電子停表記錄小車滑行的時間，當小車到達4及C三處時電子停

表顯示的數字分別如圖中所示。已知電子停表顯示時間的方式為“小時：分：秒”，

AC之間的距離x=80cm,8為AC的中點。

(1)小車從A運動到C所用時間為s。

(2)小車從A運動到C的過程中的平均速度為cm/so

(3)小車在AB段的平均速度VAB和段的平均速度VBC的大小關系是

(4)如果小車還未到達C點小明就按下了停表，那么他測得的小車在AC段的平

均速度將比真實值(選填“大”或“小”)。

(5)為了減小測量的誤差，請你對本實驗提出一條改進措施。

7.在“比較紙錐下落的快慢”的活動中

0CB?ia5

甲乙丙

(1)如圖甲所示兩個等大的圓紙片，裁去一個扇形，做成圖乙所示的A、B兩個

錐角不等的紙錐。將兩個錐角不同的紙錐從同一高度同時釋放時，應該選擇圖中的.

(選填“乙”或“丙”)所示的位置。

(2)觀察紙錐下落的快慢時，小明比較紙錐從同一高度下落到地面的先后；你也

可以比較紙錐從同一高度下落______所運動的距離。

(3)在接下來的“測量紙錐下落的速度”活動中，將A和B在同一高度釋放

下落快一些(選填"A”或"B”)。

二、計算題(本大題共6小題)

8.甲乙兩地的距離是900km,一列火車從甲地早上7:30出發開往乙地，途中停靠

了幾個車站，在當日16:30到達乙地。列車行駛途中以144km/h的速度勻速通過長

度為400m的橋梁，列車全部通過橋梁的時間是25s。求：

(1)火車從甲地開往乙地的平均速度是多少千米每小時？

(2)火車的長度是多少米？

9.小明同學，用一把分度值是1mm的刻度尺，測量物理課本的長度，六次的測量

結果為：Li=25.8,L2=27.81cm,L3=25.82cm,L4=25.816cm,L5=25.81cm,L6

=25.82cm,

(1)這些測量結果中哪些是錯誤的？

(2)物理課本的長度應記作多少？(寫出計算過程)

10,2022年8月31日，“東方-2022”演習在俄羅斯烏蘇里斯克市謝爾蓋耶夫斯基

訓練場開幕，中國人民解放軍陸海空三軍是首度全程參演。如圖是某艦發現距離艦

艇1020m遠的目標，艦艇發射火箭炮擊中目標，發射后經過2s擊中目標,同時看

到爆炸的火光。為了探測該海域海水的深度，艦艇人員將一束超聲波垂直向海底發

射，測出從發射超聲波到接受反射回波所用時間是6s,(聲音在空氣中的傳播速

度是340m/s,在水中的傳播速度是1500m/s不計光的傳播時間)。試求：

(1)火箭彈的飛行速度是多少？

(2)火箭炮發射后多少時間艦艇人員能聽到爆炸聲？

(3)該海域的海水深度是多少？

11.一輛貨車送貨到貴陽，車行駛了一段時間，他看到了如圖1所示標志。

(1)在不違規的前提下，若貨車以最快的速度行駛，從如圖的標志牌到貴陽需要

的時間是多少min?

(2)若貨車長50米，以如圖2所示的速度行駛1.5min通過一座橋梁，橋梁的

長度是多少m?

、60

40180一

200

12.汽車遇到意外情況時緊急停車要經歷反應和制動兩個過程，汽車在反應過程中

做勻速直線運動，在制動過程中做變速直線運動，如圖所示。某司機駕車以25m/s

的速度勻速前行，突然發現前方70m處有障礙物。司機需要緊急停車，在反應過

程中，汽車保持原速勻速前行了18m。汽車制動后還要繼續向前滑行42m,用時

3.28s才能停下。求：

(1)該司機的反應時間是多少？

(2)汽車在反應和制動過程中的平均速度是多少？

(3)新交通法規定，嚴禁酒駕。若司機醉酒后駕車，反應時間是平時的2倍，若

汽車還是以原來的速度行駛，請通過計算判斷汽車是否會撞上障礙物。

發現情況開始剎車時車輛停止時

卜反應m程制動過程二——丁

13.據統計，全國發生的車禍中有超過四分之一是超速引起的！為此，各地近年來

加大了道路限速監控管理，一種是“定點測速”，即監測汽車在某點的車速；另一種

是“區間測速”，就是測探頭算出汽車在某一區間行駛的平均速度，如果超過了該路

段的最高限速,即被判為超速，若監測點相距24km,全程限速120km/h,一輛轎

車通過監測點A、8的速度分別為100km/h和HOkm/h,通過兩個監測點的時間如

甲圖所示，(已知：超聲波在空氣中傳播的速度為340m/s)

生

探頭呈，率*r探頭竽J等玲，『；［s口］；5

P\n\

時間|10:31|時間|10:41|

(1)若采用“區間測速”，請通過計算判斷，這輛轎車在該路段會不會被判超速？

(2)如圖乙(。)所示，停在公路旁的公安巡邏車定點測速時，利用超聲波可以監

測車速，巡邏車上測速儀可以發出并接收超聲波脈沖信號，某次一轎車以108km/h

的速度朝巡邏車勻速駛來，距巡邏車148m時，巡邏車發出超聲波信號，則經過多

少秒巡邏車收到轎車反射回來的信號？

(3)在圖乙(6)中，耳、巳是測速儀先后發出的超聲波信號，4、%分別是測速

儀檢測到的R、B經反射后的信號。設測速儀勻速掃描，耳與L之間的時間間隔為

0.9s,根據圖乙(b)可知；耳與4之間的時間間隔場“=0.3s,B與%之間的時間間

隔自“2=0?2s。假設被測汽車沿直線勻速行駛，則該車速度為多少m/s?

參考答案

1.【答案】路程;O.OSm/s

【分析】(1)做勻速直線運動的物體，相同路程所用的時間相同；(2)直接根據

速度公式即可求出在這個過程中氣泡運動的平均速度.

【詳解】(1)做勻速直線運動的物體，相同路程所用的時間相同，因此為了判斷

氣泡是否做勻速直線運動，需要測量氣泡運動的路程和時間；(2)在這個過程中

cf)48m

氣泡運動的平均速度：V=￡=工*=0.08%/S.

t6s

2.【答案】刻度尺秒表/機械停表4.00加速

0.03小于A小C

【詳解】(1)[1]這是通過測量一段時間內小車移動的距離來測出小車的運動速

C

度，所以是根據公式v=7進行測量的。

⑵[3]本實驗需要使用的測量工具是測量長度的刻度尺和測量時間的秒表。

(2)⑷由圖可知，刻度尺的分度值是0.1cm,讀數時要估讀到分度值的后一位，

即讀數為4.00cm。

(3)⑸通過實驗數據分析，我們會發現小車在段的移動速度小于小車在8C段

的移動速度，由此可以判定小車下滑過程中做加速運動。

⑹小車在全程的平均速度為

S_0.09cm

v=—=0.03m/s

3s

⑺小車前半程的平均速度為

s0.04cm八”/

一二----------------=0.02m/s

t2s

故小車在前半程的平均速度小于全程的平均速度。

(4)[8]段只是小車整個運動過程其中的一個部分，所以，要測量小車在BC

段的平均速度必須從A點出發，到8點開始計時。

(5)[9]小車過了8點才停止計時說明測得小車通過的時間偏大，所以速度偏

小。

(6)[10]如果小車下滑的速度很快，不便于測量時間，我們可以考慮將斜面坡度

降低或者讓斜面粗糙程度大一些以增大摩擦，使小車下滑的慢一些，故C不可

行。

3.【答案】；1mm;3.15;1.85;刻度尺零刻度線沒有與物體邊緣對齊；讀數的視

線沒有與刻度尺相垂直；刻度線沒有貼近被測物體

【詳解】

(1)口]⑵由圖甲可知，刻度尺每一大格代表1cm,那么每一個小格就是1mm,即該

刻度尺的分度值是1mm,測量的起始刻度不是零刻度，而是2.00cm的刻線，物體

的末端對著的刻度線為5.15cm,所以物體的長度即為兩刻度值差

L=5.15cm-2.00cm=3.15cm

物體的長度為3.15cm。

⑶由圖乙可知，刻度尺每一大格代表1cm,那么每一個小格就是1mm,即該刻度

尺的分度值是1mm;起始端從零開始，右端對的刻度是7.40cm,4個硬幣直徑的

長度之和為7.40cm,所以硬幣的直徑

八7.40cm]cl

D=--------=1.85cm

4

硬幣的直徑為1.85cm。

(2)[4][5][6]使用刻度尺測量物體長度時，刻度尺應與被測物體平行，刻度線貼近被

測物體，從零刻線或某一整刻度線量起，讀數時視線與尺面垂直；由圖看出，測量

中存在以下錯誤：①該刻度尺的零刻度線沒有與物體邊緣對齊；②讀數時視線沒有

與刻度尺相垂直；③刻度線沒有貼近被測物體。

4.【答案】58.8；兀D；自行車輪胎轉動的圈數n；s=mtD

【詳解】(1)[1]由題意知道“24”型號車直徑即為24英寸，英寸與cm的換算關系

是

1英寸=2.45cm

所以“24”型號車的車輪直徑

d=24x2.45cm=58.8cm

(2)①⑵學校跑道的長度比較大，無法直接測量，可以借助自行車進行測量；用

卷尺測量出自行車輪的直徑，記為D,算出車輪的周長

C=7tD

②[3]在自行車上綁一個紅布條，在自行車車輪上做一個記號，推著自行車，數出

繞操場一圈自行車輪胎轉動的圈數n；

③[4]跑道長度為

s=n兀D

5.【答案】上方的尺子落到原處；帶電體具有吸引輕小物體的性

質；1.10；上升

【詳解】

(1)UI將兩把三角尺疊放在水平桌面上，用直尺緊貼桌面快速擊打下方的尺子，

下方的尺子被打出，上方的尺子由于慣性保持原來的靜止狀態，所以上方的尺子落

到原處。

(2)⑵頭發與塑料尺子摩擦使塑料尺子帶電，由于帶電體具有吸引輕小物體的性

質，所以絲綢摩擦過的玻璃棒能吸引碎紙屑等輕小物體。

(3)⑶圖中刻度尺1cm又分為10個小刻度，故最小刻度值為1mm;末端刻度值

為3.10cm,物體長度

Z=3.10cm-2.00cm=l.10cm

(4)[4]在直尺的。端上方沿著水平方向用力吹氣，直尺上端空氣的流速大、壓強

小，直尺下端空氣的流速小、壓強大，會產生一個向上的壓強差、壓力差，所以直

尺會上升。

6.【答案】(1)5(2)16(3)<(4)大(5)減小斜面的傾角

【詳解】(1)由圖知道，小車從A運動到。所用時間是5s。

(2)AC之間的距離SAC=80cm,時間以c=5s,由v=，知道，小車從A運動到C的

s,80cmt/,

過程中的平均速度"AC=+r=------=16cm/s

(3)由圖知道，小車在AB段的所用時間tAB=3s,在BC段的所用時間tBC=2s,AB

11s

之間的距離等于段的的距離，即加=SBc=]SAc=5x80cm=40cm,由v知

道,段的平均速度VAB小于8c段的平均速度VBC。

(4)如果小車還未到C點就停止計時，會導致時間的測量結果偏小，由丫=:知道

平均速度會偏大。

(5)若要計時方便，應使斜面的坡度小一些，可以減小小車運動的速度，使小車

在斜面上通過的時間更長，這樣可以減小測量時間時造成的誤差。

7.【答案】(1)乙(2)相同時間(3)B

【詳解】(1)為了比較紙錐下落的快慢，把兩個紙錐拿到同一高度同時釋放。圖

乙中兩紙錐的下端高度相同，圖丙中兩紙錐的上端高度相同，故應選圖乙的位置釋

放。

(2)實驗中既可記錄下落至地面的時間，也可測出紙錐下落到同一時間所運動的

距離進行比較

(3)比較A和B可知，兩者形狀相同，但B底面積較小，阻力較小，若將A和

B在同一高度釋放B下落速度較快。

8.【答案】(1)100km/h(2)600m

S900km,“

【詳解】(1)火車從甲地開往乙地的平均速度匕=,=—^―100km/h。

(2)火車過橋時，由S]+S?=鵬得

S]=v2t2-S2=144km/hx25s-400m=20m/sx25s-400m=600mo

【關鍵點撥】速度單位km/h和m/s之間的換算過程為

lkm/h=^=^(^=—m/s,故速度單位km/h換算成m/s只需除以3.6,反之

lh3600s3.6

則乘3.6即可。

9.【答案】(1)Li、L2sL4(2)25.82cm

【分析】一個正確的物理測量值，必須有單位，否則就是錯誤的；

同一把刻度尺準確程度一定；同一個物體的長度是一定的，測量值不同，應該是估

讀值略有差異，但準確值一定相同；

多次測量求平均值可減小測量誤差；多次測量時，每次的測量值相差不大，如果所

測某一數據與其它數據偏差較大，則該數據是錯誤的，應舍去；然后求正確測量值

的平均值，作為所測物體的長度，與平均值相差最小的測量值誤差最小.

【詳解】(1)將六個測量結果比較知：Li=25.8沒有單位，是錯誤的；L2=27.81cm

與其它幾個測量值的準確值不同，所以是錯誤的；L4=25.816cm的準確程度與其它

測量值不同，也是錯誤的；所以正確的測量結果是L3=25.82cm,L5=25.81cm,

L6=25.82cm;

,、-*L,+晨+晨25.82cm+25.81cm+25.82cm一~八一

(2)物理課本的長度為乙~=-----------------------25.82cm.

10.【答案】(1)510m/s;(2)5s;(3)4500m

【詳解】解：(1)火箭彈的速度

1020m

=510m/s

2s

(2)火箭彈爆炸發出聲音到聲音傳到該艦的時間：

嚴fv聲340m/s

(3)已知艦艇發射火箭炮擊中目標，發射后經過f2=2s擊中目標，發射到聽到爆

炸聲的時間

/3=t2+/>=2s+3s=5s

超聲波傳到海底的時間

t=—x6s=3s

A2

該海域的海水深度

S2=v水t4=1500m/sx3s=4500m

答：(1)火箭彈的飛行速度是510m/s;

(2)火箭炮發射后5s時間艦艇人員能聽到爆炸聲；

(3)該海域的海水深度是4500m。

11.【答案】(1)72min(2)1950m

【詳解】解：(1)由圖1可知，貨車的最大限速為100km/h,從標志牌到貴陽的

路程為120km,由v可知，在不違規的前提下，從標志牌到貴陽需要的時間

S120kmrzrc.

t=—=-----------=1.2h=72min

vlOOkm/h

(2)由圖2可知，速度計的分度值為5km/h,由指針位置可知，貨車通過橋梁的

速度/=80km/h,由v可知，貨車通過橋梁所行駛的路程為

s'=v't'=80km/hx—h=2km=2000m

60

則橋梁的長度為

￡橋梁二s'一￡車二2000m-50m=1950m

答：(1)在不違規的前提下，若貨車以最快的速度行駛，從如圖1的標志牌到貴

陽需要的時間是72min;

(2)橋梁的長度是1950mo

12.【答案】(1)0.72s；(2)15m/s；(3)會撞上

【詳解】解：(1)由v=±可得，司機的反應時間％=亙=!HJ=0.72S；

tv25m/s

(2)汽車從發現情況到車輛停止過程中行駛的路程s=M+S2=18m+42m=60m,汽車

從發現情況到車輛停止過程中行駛的時間，=，I+%2=0.72S+3.28S=4S,汽車從發現情況

.s60m1L.

v=—=------=I5m/s

到車輛停止過程中行駛的平均速度t4s

(3)若司機醉酒后駕車，反應時間是平時的2倍，則酒后駕車的反應時間

f酒=24=2x0.72s=l.44s,酒后的反應距離丁=%酉=25m/sxl.44s=36m,從發現行人到車

停止的距離％=36m+42nl=78m>70m,以原來的速度行駛，汽車會撞上障礙物。

答：(I)司機的反應時間是0.72s；

(2)汽車在反應和制動過程中的平均速度是I5m/s；

(3)汽車會撞上障礙物。

13.【答案】(I)超速

(2)0.8

(3)20

【詳解】(I)由圖可知，轎車的行駛時間