【典型例题2】小明坐校车上学，校车行驶过程中，小明认为自己是静止的，他选取的参照物是()

A.校车驾驶员
B.沿途的路灯
C.路旁的树木
D.对面驶来的公交车
答案 A

A

【分析】要判断物体的运动或静止状态，需依据参照物的定义：若被研究物体与参照物之间的位置未发生变化，则物体相对于参照物是静止的；若位置发生变化，则是运动的。本题中，小明认为自己静止，需选取与他相对位置不变的物体作为参照物，逐一分析选项即可得出答案。
【解析】判断小明相对于各选项物体的位置是否改变：
1. 选项A：校车驾驶员与小明同处行驶的校车内，小明相对于驾驶员的位置没有变化，因此以驾驶员为参照物，小明是静止的，符合要求；
2. 选项B：沿途的路灯随校车行驶，小明相对于路灯的位置不断变化，因此以路灯为参照物，小明是运动的，不符合要求；
3. 选项C：路旁的树木随校车行驶，小明相对于树木的位置不断变化，因此以树木为参照物，小明是运动的，不符合要求；
4. 选项D：对面驶来的公交车与校车相向行驶，小明相对于对面公交车的位置不断变化，因此以对面公交车为参照物，小明是运动的，不符合要求。
综上，答案选A。
【答案】A
【知识点】参照物、运动与静止的相对性
【点评】本题是参照物相关的基础题型，核心考察运动和静止相对性的基本应用，属于物理学科中简单的概念类题目，只要掌握参照物的判断方法即可轻松解答。
【难度系数】0.8

【典型例题3】为了提高高速公路的通行效率，高速收费站建有电子不停车收费系统(ETC),ETC专用通道需要汽车安装ETC车载设备(如图甲所示)才能通过。图乙是ETC专用通道示意图,当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候,卡上的信息被读取,栏杆机将横杆抬起,汽车无需停车就实现了缴费,大大节约了通行时间。

(1)汽车通过ETC通道的过程(选填“属于”或“不属于”)机械运动。
(2)某市郊区公路旁的交通标志牌上标记着“限速40”和“距收费站2 km”的字样,如果此时汽车正以10 m/s的速度匀速行驶,那么该车(选填“有”或“没有”)违反交通规则,照这样的速度行驶,再经过s汽车就可以到达收费站。
(3)某一ETC通道,栏杆机距ETC卡读取器10 m,横杆在位置一(如图丙所示)时距地面高度为1.2 m,栏杆机启动后横杆水平段沿竖直方向以0.2 m/s的速度匀速抬起。某人驾驶一辆高为1.6 m的越野车通过该ETC通道,车距离ETC卡读取器5 m时被读取信息,栏杆机横杆水平段同时抬起,根据题目所给的条件,越野车匀速顺利通过通道的最大速度是m/s。
答案 (1)属于 (2)没有 200 (3)7.5

(1)属于
(2)没有 200
(3)7.5

【分析】
(1) 机械运动的定义是物体位置随时间发生变化，汽车通过ETC通道时，相对于地面的位置不断改变，因此判断是否属于机械运动。
(2) 先统一速度单位，将汽车速度换算为km/h与限速比较，判断是否违规；再利用速度公式$v=\frac{s}{t}$计算到达收费站的时间。
(3) 要让越野车顺利通过，需先算出横杆抬起至足够高度的时间，再确定汽车需要行驶的总距离，最后用速度公式计算汽车的最大速度。
【解析】
(1) 物体位置随时间的变化叫机械运动，汽车通过ETC通道时，位置发生变化，因此属于机械运动。
(2) 限速“40”的单位为km/h，汽车速度$v=10m/s=10×3.6km/h=36km/h$，$36km/h＜40km/h$，故没有违反交通规则；已知距离$s=2km=2000m$，由$v=\frac{s}{t}$得，时间$t=\frac{s}{v}=\frac{2000m}{10m/s}=200s$。
(3) 横杆需要抬起的高度$\Delta h=1.6m-1.2m=0.4m$，横杆抬起速度$v_{杆}=0.2m/s$，则横杆抬起所需时间$t=\frac{\Delta h}{v_{杆}}=\frac{0.4m}{0.2m/s}=2s$；汽车需要行驶的总距离为车到栏杆机的距离：$s_{车}=5m+10m=15m$，因此汽车的最大速度$v=\frac{s_{车}}{t}=\frac{15m}{2s}=7.5m/s$。
【答案】
(1) 属于；(2) 没有，200；(3)7.5
【知识点】
机械运动、速度公式应用、单位换算
【点评】
本题结合ETC实际场景，考查机械运动判断、速度相关计算，需注意单位换算和距离关系的分析，第(3)问中汽车行驶距离的确定是易错点，整体难度适中。
【难度系数】
0.5

【典型例题4】小明去水上游乐场游玩时，感觉从滑道上冲下来非常刺激，他想知道物体从斜面上下滑时的速度会怎样变化，于是利用带有刻度的斜面、秒表，以及小车完成测量小车的平均速度的实验。
(1)该实验的原理是。
(2)该实验用到金属挡板，则下列不属于金属挡板作用的是。
A.使斜面保持一定的坡度
B.让小车在一定的位置停下来
(3)实验时为了使运动时间延长，便于测量时间，斜面坡度应较（选填“大”或“小”）。
(4)图中上半段的路程$s_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。

(5)实验中，对于如何获取下半程$s_3$的平均速度$v_3$，下列方法最好的是（填选项字母）。
A.小车从B点由静止释放，测出B到C之间的路程$s_3$及运动的时间$t_3$，计算得到$v_3$
B.小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后测得时间$t_3$，再测量B到C之间的路程$s_3$，计算得到$v_3$
C.不测量，利用全程和上半程的路程$s_1$、$s_2$，时间$t_1$、$t_2$，求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$
答案 (1)$v=\dfrac{s}{t}$ (2)A (3)小 (4)40.0 0.2 (5)C

(1)$v=\dfrac{s}{t}$
(2)A
(3)小
(4)40.0 0.2
(5)C

【分析】
本题考查测量小车平均速度的实验，需逐一分析各问题：
1. 测量平均速度的核心是计算路程与时间的比值，对应速度的定义式；
2. 金属挡板的作用是让小车在特定位置停下，便于测量时间，需区分其与斜面坡度调节的功能；
3. 斜面坡度影响小车下滑速度，坡度越小，小车运动时间越长，便于测量时间；
4. 读取刻度尺刻度计算上半段路程，结合平均速度公式计算对应速度；
5. 下半程平均速度的测量需保证小车运动状态与实际下滑一致，优先用全程与上半程的差值计算以减小误差。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度的计算公式：$v=\dfrac{s}{t}$；
(2) 金属挡板的作用是让小车在固定位置停下，便于确定到达该位置的时间，“使斜面保持一定的坡度”不是金属挡板的作用，故选A；
(3) 实验时，斜面坡度越小，小车下滑速度越慢，运动时间越长，越便于准确测量时间，故填“小”；
(4) 由图可知，A点对应刻度为80.0cm，B点对应刻度为40.0cm，因此上半段路程$s_2=80.0\mathrm{cm}-40.0\mathrm{cm}=40.0\mathrm{cm}$；结合平均速度公式，若上半段运动时间为2s，则平均速度$v_2=\dfrac{0.400\mathrm{m}}{2\mathrm{s}}=0.2\mathrm{m/s}$，故填40.0、0.2；
(5) A选项：从B点静止释放小车，测得的速度与实际下半程（小车从A下滑到B后）的运动状态不符，错误；B选项：经过B点开始计时，计时起点误差大，测量不准确，错误；C选项：利用全程和上半程的路程、时间差值计算下半程的物理量，更准确，故选C。
【答案】
(1)$v=\dfrac{s}{t}$；(2)A；(3)小；(4)40.0、0.2；(5)C
【知识点】
平均速度测量；速度公式应用；长度读数
【点评】
本题为测量小车平均速度的基础实验题，涵盖实验原理、器材功能、实验操作优化、数据处理等核心考点，注重对实验细节的考查，需学生掌握实验的基本逻辑与误差减小方法。
【难度系数】
0.7