深圳坪山街道龙山学校初中部物理机械运动实验单元达标训练题(Word版 含答案)

一、初二物理 机械运动实验易错压轴题（难）

1．2007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×2h=G×2d，则风力F=dhG，

F=pS=kρv2S=kρv2hL，

v=323321.5m5010kg10N/kg0.5(2.7kg/m+1.3kg/m)(3m)25mdGkhL≈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．

2．某小组同学用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化；实验设计如图甲所示：让小车从斜面的A点由静止滑下并开始记时,分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC；

（1）该实验的原理是________；

（2）实验中应使斜面坡度保持较________(选填“大”或“小″)；

（3）小车从A到B经过的路程为________ cm,若tA、tB、tC所对应的时间依次如图，则小车在AB、BC段的平均速度分别为vAB =__________m/s ；vBC= ________ m/s（保留两位有效数字）；

（4）小车沿斜面滑下时速度的变化规律为：_____________________。

【来源】山东滨州阳信县2019-2020学年八年级（上）期末物理试题（教学质量监测）

【答案】svt 小 40.0 0.13 0.20 在小车下滑过程中速度在变大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]测小车平均速度的实验原理是v=st。

(2)[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，斜面坡度应较小。

(3)[3]由图知，小车通过AB的路程为：

sAB=4.00dm=0.4m;

sBC=4.00dm=0.4m；

[4][5]小车通过AB、BC段的时间：

tAB=tB-tA= 10:35:03-10:35:00=3s;

tBC=tC-tB= 10:35:05-10:35:03=2s；

所以小车通过AB、BC段路程的平均速度：

vAB=ABABst=0.4m3s0.13m/s；

vBC=BCBCst=0.4m2s0.2m/s；

(4)[6]由(3)知，小车在下滑过程中做加速运动，速度在变大。

3．在测量物体运动的平均速度实验中：

（1）该实验是根据公式______进行测量的；

（2）如图所示是一小球从A点沿直线运动到G点的频闪照片，频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。分析照片可知：

小球在做______（选填“匀速”或“变速”）直线运动。DE两点间距离为______cm，在DF两点间运动的平均速度为_____m/s；小球在_______相邻两点间的平均速度最大。

【来源】山东省烟台市福山区2019-2020学年八年级（上）期中物理试题（学业水平考试）

【答案】svt 变速 1.50 0.08 FG

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]测量物体运动的平均速度实验中，该实验是根据公式svt进行测量的。

(2)[2]从照片中可看到，在相同的0.2s时间内，小球运动的路程是不相同的，那么可知小球在做变速直线运动。

[3]D点对应的刻度是2.60cm，E点对应的刻度是4.10cm，那么DE两点间距离是

4.10cm-2.60cm1.50cmDEL

[4]F点对应的刻度是5.80cm，那么DF两点间距离是

5.80cm-2.60cm3.20cm0.0320mDFL

则DF两点间运动的平均速度是

0.0320m0.08m/s0.4sDFDFDFLvt

[5]在相同的时间间隔内，通过FG的路程最大，所以FG两点间的平均速度最大。

4．在探究“气泡的速度”实验中，小雪选用长80 cm、内径10 mm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】svt 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svt。

(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。

5．爱科学的佳佳在“测量平均速度”时，想研究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）根据图中所给信息可以判断，小车从斜面顶端运动到底端的过程中______ （选填

“是”或“不是”）做匀速直线运动

（2）图中AC段的路程是______ cm； 在实验前必须熟练使用秒表，在测量小车到达C点的时间时，如果小车到达C点还没有停止计时，则测得AC段的平均速度________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【来源】陕西省西安市西北工业大学附属中学2017-2018学年八年级（上）期末物理试题

【答案】不是 9.00 偏小

【解析】

【详解】

(1)[1]前段路程为4cm用时2s，后段路程为5cm用时1s，所以小车从斜面顶端运动到底端的过程中不是做匀速直线运动；

(2)[2]图中AC段的路程为

10.00cm-1.00cm=9.00cm；

[3] 如果小车到达C点还没有停止计时，则测得的时间偏大，由svt 可知，当测得的时间t偏大时会导致平均速度v偏小的。

6．在课外实践活动中，小明所在的兴趣小组用闪光照相机探究锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0.2s曝光一次，拍下的照片如图所示。

（1）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”）；

（2）纸锥下落过程中在A、B两位置间的实际距离为________cm，则此过程中，纸锥的平均速度为________m/s ；

（3）小组间交流时，小明发现不同小组测得纸锥下落的最大速度不同，请你猜想影响最大速度的因素可能是______（写出一个即可）。

【来源】福建省龙岩市龙岩初级中学2019-2020学年八年级（上）期中物理试题

【答案】一直变大 3.00 0.05 纸锥的质量

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]纸锥在相同的时间内通过的路程一直变大，所以纸锥的运动速度一直变大；

(2)[2]由图示可知，AB间的实际距离为：

s=9.00cm−6.00cm=3.00cm；

[3]运动时间：

t=0.2s×3=0.6s，

纸锥的速度：

v=st=3.00cm0.6s=5cm/s=0.05m/s；

(3)[4]纸锥在下落过程中受到重力与空气阻力的作用，所以纸锥下落的速度可能跟纸锥的质量有关。

7．小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有：小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。

（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有___；

（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度_________(选填“较大”或“较小”) ；

（3）实验所依据的原理是______________ ；

（4）经测量，10.9 ms，20.4 ms，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在3s上的平均速度是_______m/s。