1.（教材素材题）为测量小车的平均速度，小明采用如图1-4-1所示的装置进行实验，请你根据所学知识，帮助小明回答以下问题。

(1)小明为完成实验，需要用到的测量工具有和。
(2)实验依据的原理是。
(3)若图中时间显示器上每格表示1 s，则实验中小车通过前半程的平均速度为m/s，小车通过全程的平均速度为m/s。
(4)小车沿斜面下滑的过程中，前半程的平均速度（选填“大于”“等于”或“小于”）后半程的平均速度。

1.(1)刻度尺 秒表
(2)$v=\frac{s}{t}$
(3)0.1 0.12
(4)小于

【分析】
本题考查测量小车平均速度的实验，解题思路如下：
1. 明确实验需求：测量平均速度需同时测量路程和时间，据此确定测量工具；
2. 回忆实验原理：平均速度的计算依据是速度公式；
3. 读取路程和时间：结合图中刻度确定各段路程，通过钟表读取对应时间，代入公式计算平均速度；
4. 比较速度大小：分别计算前半程、后半程的平均速度，再比较得出结论。
【解析】
(1) 测量平均速度需要测量小车运动的路程和对应的时间，测量路程用刻度尺，测量时间用秒表，因此需要的测量工具是刻度尺和秒表。
(2) 实验依据的原理是速度的计算公式：$v=\frac{s}{t}$。
(3) 前半程：路程$s_1=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，对应时间$t_1=3\ \mathrm{s}$，则前半程平均速度$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{0.3\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=0.1\ \mathrm{m/s}$；
全程：路程$s=60\ \mathrm{cm}=0.6\ \mathrm{m}$，对应时间$t=5\ \mathrm{s}$，则全程平均速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.12\ \mathrm{m/s}$。
(4) 后半程路程$s_2=0.3\ \mathrm{m}$，对应时间$t_2=5\ \mathrm{s}-3\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，后半程平均速度$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{0.3\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.15\ \mathrm{m/s}$，因此前半程的平均速度小于后半程的平均速度。
【答案】
(1) 刻度尺；秒表
(2) $v=\frac{s}{t}$
(3) $0.1$；$0.12$
(4) 小于
【知识点】
平均速度的测量；速度公式应用；长度与时间的测量
【点评】
本题为基础实验题，围绕测量小车平均速度的核心知识点展开，考查实验工具、原理及速度计算，侧重基础应用，是初中物理的常考基础题型。
【难度系数】
0.2

2. 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的平均速度，设计了如图1-4-2所示的实验装置。让小车从带有刻度(分度值为1 cm)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(圆圈里面的数字表示“时:分:秒”)。

图1-4-2
(1)实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较(选填“大”或“小”)。金属片的作用是。
(2)小车在AB段运动的路程为dm;
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小车在AC段运动的平均速度为m/s。
(3)在实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，那么会使所测量AC段的平均速度偏。

2.(1)小
使小车及时停下,便于测量时间
(2)4.00 0.3 (3)小

【分析】
解决本题需掌握测量平均速度的实验原理、操作要点及误差分析方法：
1. 斜面坡度选择：坡度越小，小车下滑速度越慢，运动时间越长，便于测量时间；金属片可让小车在同一位置停下，方便计时。
2. 路程计算：根据刻度尺分度值读取各点刻度，计算两点间路程，平均速度用公式$v=\frac{s}{t}$计算，注意单位换算。
3. 误差分析：平均速度与时间成反比，若时间测量偏大，速度会偏小。
【解析】
(1) 实验中，斜面坡度越小，小车运动速度越慢，运动时间越长，越方便计时，故坡度选“小”；金属片的作用是使小车及时停下，便于测量小车到达该位置的时间。
(2) 刻度尺分度值为1cm，A点对应刻度为10.00dm，B点对应刻度为6.00dm，因此AB段路程$s_{AB}=10.00dm - 6.00dm=4.00dm$；AC段路程$s_{AC}=10.00dm - 1.00dm=9.00dm=0.9m$，A点时间为13:18:35，C点时间为13:18:38，运动时间$t_{AC}=3s$，根据平均速度公式得$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.9m}{3s}=0.3m/s$。
(3) 若小车到达C点未停止计时，测得的时间偏大，根据$v=\frac{s}{t}$，路程准确时，时间偏大则平均速度偏小。
【答案】
(1) 小；使小车及时停下，便于测量时间
(2) 4.00；0.3
(3) 小
【知识点】
测量平均速度；平均速度计算；实验误差分析
【点评】
本题为测量平均速度的基础实验题，考查实验操作要点、路程与平均速度计算及误差分析，需掌握实验原理和读数方法，注意单位换算。
【难度系数】
0.5

3. 高速公路实现“区间测速”全覆盖，即测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距15 km，全程限速，一辆轿车通过两个监测点的时间如图1-4-3所示。求：
(1)通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会不会被判超速。
(2)若要确保通过AB路段采用“区间测速”不会被判超速，通过AB路段的最短用时是多少秒。

图1-4-3

3.(1)这辆轿车通过两个监测点间路段所用的时间为 $t = 10\ \mathrm{h}\ 41\ \mathrm{min}- 10\ \mathrm{h}\ 31\ \mathrm{min}= 10\ \mathrm{min}=\frac{1}{6}\ \mathrm{h}$。
轿车在该路段的平均速度为
$v=\frac{s}{t}=\frac{15\ \mathrm{km}}{\frac{1}{6}\ \mathrm{h}}=90\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h},$
所以这辆轿车在该路段不会被判超速。
(2)要确保通过 AB 路段采用“区间测速”不会被判超速,最大平均速度 $v'=120\ \mathrm{km/h}$,则通过 AB 路段的最短时间:$t'=\frac{s}{v'}=\frac{15\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}= 0. 125\ \mathrm{h}=450\ \mathrm{s}$。

【分析】
要解决区间测速问题，需利用速度公式计算汽车在AB段的平均速度，与限速对比判断是否超速；第二问根据限速和路程计算不超速的最短用时，核心是掌握速度公式$v=\frac{s}{t}$及时间、速度、路程的单位换算。
【解析】
(1) 判断轿车是否超速
首先计算轿车通过AB段的时间：
轿车通过A点时间为10:31，通过B点时间为10:41，所用时间$t = 10\ \mathrm{min} = \frac{10}{60}\ \mathrm{h} = \frac{1}{6}\ \mathrm{h}$。
已知AB段距离$s = 15\ \mathrm{km}$，根据速度公式，轿车的平均速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{15\ \mathrm{km}}{\frac{1}{6}\ \mathrm{h}}=90\ \mathrm{km/h}$。
因为$90\ \mathrm{km/h} ＜ 120\ \mathrm{km/h}$，所以轿车不会被判超速。
(2) 计算不超速的最短用时
若要确保不超速，AB段的最大平均速度为限速$v' = 120\ \mathrm{km/h}$，根据$t=\frac{s}{v}$，最短用时：
$t'=\frac{s}{v'}=\frac{15\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}=0.125\ \mathrm{h}$，
换算为秒：$0.125\ \mathrm{h} = 0.125 × 3600\ \mathrm{s} = 450\ \mathrm{s}$。
【答案】
(1) 这辆轿车在该路段不会被判超速；
(2) 通过AB路段的最短用时是450秒。
【知识点】
速度公式应用、单位换算、区间测速
【点评】
本题结合实际交通场景考查速度计算，属于基础应用题，重点考查学生对速度公式的掌握和单位换算能力，贴近生活实际，难度较低。
【难度系数】
0.3