深圳机场实验学校物理机械运动实验单元培优测试卷
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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)5101520电压表示数(V)0.6 2.4 5.49.6②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 ∝av 3+bv 2+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 ∝0.024v 2;②分析含沙量与电压表示数的数据,含沙量每增加1.1kg/m 3,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 =kρv 2,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 =dh G , F =pS =kρv 2S =kρv 2hL ,v =323321.5m 5010kg 10N/kg0.5(2.7kg/m +1.3kg/m )(3m)25mdG k h L ρ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≈41m/s . 答:(1).单位面积上所受到的风力大小的关系式为p =kρv 2,ρ为含有沙尘的空气密度; (2).风速为41m/s .2.做分组实验时,老师要求学生完成实验报告单,下面是做测量小车的平均速度时的实验报告单(摘要)。
请你将报告中的问题补充完整。
(实验目的)测量小车的平均速度 (实验原理)_______(实验器材)小车、_______、_____、斜面、金属挡板、长方体木块 (实验装置)如图所示(实验数据)将表中数据补充完整。
测量的物理量 AB 段 BC 段 AC 段 路程s /cm 45 56 101 时间t /s3 2.8 5.8 平均速度v /(cm·s -1) ________________17.4(实验分析)(1)小车全程做____(选填匀速或变速)运动;(2)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,应____(选填增大或减小)斜面的坡度。
【来源】内蒙古呼伦贝尔扎兰屯市2019-2020学年八年级(上)期末检测物理试题【答案】v=st刻度尺 停表 15 20 变速 减小 【解析】 【分析】 【详解】[1]测平均速度的原理是:v =s t。
[2][3]实验器材,除小车、斜面、金属挡板、长方体木块外实验还需测量路程用的刻度尺,测量小车运动时间用的停表。
[4]小车在AB 段的路程为:s AB =45cm ,t AB =3.0s ,则小车在AB 段的平均速度为v AB =AB AB s t =45cm 3.0s=15cm/sAB 段的平均速度为15cm/s 。
[5]小车在BC 段的路程为:s BC =56cm ,t BC =2.8s ,则小车在BC 段的平均速度为v BC =BC BC s t =56cm2.8s=20cm/s BC 段的平均速度为20cm/s 。
(1)[6]由上面实验知AB 段的速度小于BC 段的速度,故小车做变速直线运动。
(2)[7]斜面的倾角越小(坡度越小),小车运动时间越长,便于测量小车的运动时间;所以,实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,应减小斜面的坡度。
3.在长度、时间测量中完成下列问题(1)用厚刻度尺测量木块的长度,下图所示的四种方法中正确的是(______)(2)在测量中,读数环节时完成下列填空。
①图甲中刻度尺的分度值是____________, 所测铅笔长度的测量值是_______________。
②图乙中,秒表的示数是______________。
【来源】江苏省南师大附中树人学校2019-2020学年九年级3月月考物理试题(线上测试)【答案】C 1mm 5.85cm 5min37.5【解析】【详解】(1)[1] A.刻度尺的零刻度线未与被测物体的边缘对齐,故A错误;B.刻度尺零刻度线没有与被测物体的边缘对齐,且刻度尺有一定的厚度,这样放置刻度不能紧贴物体,读数时会不准确,故B错误;C.刻度尺放置方向与被测长度一致,且刻度紧贴物体,故C正确;D.刻度尺的未与被测物体平行放置,故D错误。
故选C。
(2)①[2][3]刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;铅笔左侧与零刻线对齐,右侧示数为5.85cm,所以铅笔的长度为5.85cm。
②[4]小盘的分度值是0.5min,指针在5min和6min之间,分针指示的时间为5min;大盘的分度值是0.1s,秒针指示的时间为37.5s,因此秒表读数5min37.5s。
4.长度和时间测量的应用。
(1)小明用刻度尺测量铜线的直径。
他将铜线在笔直的木棍上紧密排绕了10圈后,用刻度尺测量其宽度,如图甲所示。
小明所用刻度尺的分度值为_____,10圈铜线的宽度为_____cm,铜线的直径为_________cm。
(2)小明同学测得自己的脉搏1min 跳动75次,则他脉搏每跳动1次的时间是_______s。
接着他把自己的脉搏跳动作为“表”测摆(如图乙所示)的时间,小球摆动20次,脉搏刚好跳动25次,则小球摆动1次平均所需的时间为_______ s。
若在细线的摆动线路上水平放置一固定挡板,小球摆动将如图丙所示,比较乙与丙实验,小球摆动1次平均所需的时间应________选填(“相同”或“不相同”)。
【来源】广西桂林市2019-2020学年八年级(上)期末考试物理试题【答案】1mm 3.12(3.11~3. 14皆可) 0.31 0.8 1 不相同【解析】【分析】【详解】(1)[1][2][3]如图,每大格表示1cm,每大格分为10小格,则分度值为1mm;故10圈读数为3.12cm,则铜丝直径为:0.31cm。
(2)[4]脉搏每跳动1次所用时间为160s0.8s75t==[5][6]小球摆动20次与脉搏跳动25次所用时间相同,为t2=0.8s×25=20s则小球摆动1次平均所需的时间为320s1s20t==细线在接触挡板后,线速度和轨道半径均发生变化,则摆动一次所用时间也将发生变化,故摆动1次所用时间不相同。
5.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(分度值为1cm)的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)该实验是根据公式_____ 进行速度计算的.(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较_____(填“大”或“小”).(3)请根据图中信息回答v AB=_____ m/s; v BC=_____m/s.(4)由实验看出,小车在下滑过程速度越来越_____,是在做_____运动.(5)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度v AC偏_____ (选填“大”或“小”).【来源】天津市南开中学2018-2019学年八年级9月月考物理试题【答案】v= 小 0.2 0.5 大变速直线大【解析】试题分析:该实验是根据公式v=s/t进行速度计算的;实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小,小车运行的时间较长;AB的速度是:0.4m==0.2/2ABABABsv m st s=;BC的速度是:0.5m==0.5/1BCBCBCsv m st s=;实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A 点后才开始计时,路程不变,时间变小,所以则会使所测AC段的平均速度偏大.考点:测小车的平均速度实验点评:解决本题的关键是注意单位的统一,知道测量速度的原理:stυ=.6.某同学为了研究作匀速直线运动的物体的运动快慢情况,分别对行驶在公路上的三辆汽车进行观察,记录了有关数据,如表一、表二、表三所示.该同学观察到小轿车运动得最快,大客车其次,卡车运动得最慢.表一小轿车表二大客车表三卡车(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)的数据及观察到的现象,可得到的初步结论是:______.(2)分析比较实验序号___________的数据及观察到的现象,可得到的初步结论是:在相同时间内所行路程越大,物体运动越快.【来源】聚焦2020中考物理知识点基础演练——专题二十一:机械运动【答案】运动相同的路程,时间越短的物体运动越快 4、7(或5、8或6、9).【解析】【分析】比较物体运动快慢的方法有:相同时间时,比较路程,路程越大,运动越快;相同路程时,比较时间,所用时间越少,运动越快.【详解】(1)比较实验数据1与4(或2与5、3与6)可知,运动路程相同,时间不同,且运动时间越短的小轿车运动的越快,所以得出的结论是:运动相同的路程,时间越短的物体运动越快.(2)要得出在相同时间内所行路程越大,物体运动越快.控制变量法的基本要求,控制物体运动的时间相同,路程不同,表中数据符合要求的是4、7(或5、8或6、9)7.在“测平均速度的实验”中,某次实验过程和相关数据如图所示(计时钟每格1s)。