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1[2025江苏泰州期中,中]在研究“气泡运动规律”时,小明在细玻璃管中注入水,管中留一个小气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图所示。
气泡长度约为2 cm
|实验序号|倾角|气泡经过AB段的时间/秒|
| ---- | ---- | ---- |
|1|15°|22.5|
|2|30°|
|14.9|
|3|45°|12.2|
|4|60°|13.8|
|5|90°|19.9|
气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他提出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关。
猜想二:跟倾角的大小有关。
为了便于研究,他在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间,实验数据记录如表。
(1)实验中,除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为
(2)实验中,为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得
(3)老师建议小明同一个倾角的情况下需要做3次实验,测出3次气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是
(4)分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角的变化关系是
(5)若用上述器材探究气泡运动的快慢与气泡长度的关系,则需要控制
2[2026陕西西安期中,中]在城市中,高层及超高层建筑越来越多,一旦发生火灾,不可盲目逃生。受到儿童滑梯的启发,小明想要设计一个安装在楼房上的消防逃生滑梯模型。小明想知道人从滑梯上滑下时速度的变化,小明利用小车、斜面、挡板等器材组装了如图甲所示的装置并设计实验方案:让小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的路程和时间,即可测出不同阶段的平均速度,从而判断物体从斜面下滑时速度的变化情况。
(1)在实验中,应使斜面的坡度适当缓一些,这样做的目的是方便记录
(2)实验时,若小车撞击挡板C之前就停止计时,则会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$
(3)如果小车从A滑到B的时间$t_{AB}=3\ \mathrm{s}$,从A滑到C的时间$t_{AC}=5\ \mathrm{s}$,AC的路程为
(4)小明实验时,又选用了形状相同轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录数据如表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻重
|序号|小车的轻重|运动距离/cm|运动时间/s|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|较轻|80.0|2.5|
|2|较重||2.5|
|3|更重|80.0|2.5|
(5)如图乙所示,从三楼沿不同坡度和长度的滑梯滑下时,到达地面时间最短的滑梯是
气泡长度约为2 cm
|实验序号|倾角|气泡经过AB段的时间/秒|
| ---- | ---- | ---- |
|1|15°|22.5|
|2|30°|
|14.9||3|45°|12.2|
|4|60°|13.8|
|5|90°|19.9|
气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他提出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关。
猜想二:跟倾角的大小有关。
为了便于研究,他在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间,实验数据记录如表。
(1)实验中,除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为
量角器
;气泡通过AB段的路程为80.0
cm。(2)实验中,为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得
慢
(填“快”或“慢”)一些。(3)老师建议小明同一个倾角的情况下需要做3次实验,测出3次气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是
减小实验误差
。(4)分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角的变化关系是
气泡大小相同时,随着倾角变大,运动速度先变大后变小
。(5)若用上述器材探究气泡运动的快慢与气泡长度的关系,则需要控制
玻璃管与水平面的倾角
相同。2[2026陕西西安期中,中]在城市中,高层及超高层建筑越来越多,一旦发生火灾,不可盲目逃生。受到儿童滑梯的启发,小明想要设计一个安装在楼房上的消防逃生滑梯模型。小明想知道人从滑梯上滑下时速度的变化,小明利用小车、斜面、挡板等器材组装了如图甲所示的装置并设计实验方案:让小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的路程和时间,即可测出不同阶段的平均速度,从而判断物体从斜面下滑时速度的变化情况。
(1)在实验中,应使斜面的坡度适当缓一些,这样做的目的是方便记录
时间
。(2)实验时,若小车撞击挡板C之前就停止计时,则会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$
偏大
(填“偏大”或“偏小”)。(3)如果小车从A滑到B的时间$t_{AB}=3\ \mathrm{s}$,从A滑到C的时间$t_{AC}=5\ \mathrm{s}$,AC的路程为
80.0
cm。BC段的平均速度$v_{BC} = $0.2
m/s。(4)小明实验时,又选用了形状相同轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录数据如表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻重
无关
(填“有关”或“无关”)。|序号|小车的轻重|运动距离/cm|运动时间/s|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|较轻|80.0|2.5|
|2|较重||2.5|
|3|更重|80.0|2.5|
(5)如图乙所示,从三楼沿不同坡度和长度的滑梯滑下时,到达地面时间最短的滑梯是
1
。答案
1.(1)量角器 80.0 (2)慢 (3)减小实验误差 (4)气泡大小相同时,随着倾角变大,运动速度先变大后变小 (5)玻璃管与水平面的倾角
【解析】(1)实验中,需要测量倾角,因此除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为量角器;气泡通过AB段的路程为$s_{AB}$=100.0 cm-20.0 cm=80.0 cm。(2)物体运动得慢些,越易于测量时间,故应使气泡在管内运动得慢一些。(3)多次测量气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是减小实验误差。(4)根据表格中数据可以看出,气泡大小相同时,随着倾角变大,气泡运动速度先变大后变小。(5)根据控制变量法的思想,要想探究气泡运动的快慢与气泡长度的关系,则需要控制玻璃管与水平面的倾角不变。
2.(1)时间 (2)偏大 (3)80.0 0.2 (4)无关 (5)1
【解析】(1)实验时斜面坡度小一些,小车运动得就会慢一些,这样方便记录时间。(2)若小车撞击挡板C之前就停止计时,时间测量值偏小,路程测量准确,根据$v=\frac{s}{t}$可知,所测AC段的平均速度偏大。(3)由图甲可以得出AC段的长度为$s_{AC}$=80.0 cm,小车在BC段运动的时间为$t_{BC}=t_{AC}-t_{AB}$=5 s-3 s=2 s,由图甲可以得出BC段的长度为$s_{BC}$=40.0 cm=0.4 m,则BC段的平均速度$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。(4)由表可知,形状相同、轻重不同的小车在同一个斜面上运动的距离和时间相同,则小车的平均速度相同,所以小车的平均速度与小车的轻重无关。(5)图乙中,从三楼沿不同坡度和长度的滑梯“1”“2”“3”滑下时,从“1”滑下路程最短,且“1”最陡,则到达地面用时最短的滑梯是“1”。
【解析】(1)实验中,需要测量倾角,因此除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为量角器;气泡通过AB段的路程为$s_{AB}$=100.0 cm-20.0 cm=80.0 cm。(2)物体运动得慢些,越易于测量时间,故应使气泡在管内运动得慢一些。(3)多次测量气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是减小实验误差。(4)根据表格中数据可以看出,气泡大小相同时,随着倾角变大,气泡运动速度先变大后变小。(5)根据控制变量法的思想,要想探究气泡运动的快慢与气泡长度的关系,则需要控制玻璃管与水平面的倾角不变。
2.(1)时间 (2)偏大 (3)80.0 0.2 (4)无关 (5)1
【解析】(1)实验时斜面坡度小一些,小车运动得就会慢一些,这样方便记录时间。(2)若小车撞击挡板C之前就停止计时,时间测量值偏小,路程测量准确,根据$v=\frac{s}{t}$可知,所测AC段的平均速度偏大。(3)由图甲可以得出AC段的长度为$s_{AC}$=80.0 cm,小车在BC段运动的时间为$t_{BC}=t_{AC}-t_{AB}$=5 s-3 s=2 s,由图甲可以得出BC段的长度为$s_{BC}$=40.0 cm=0.4 m,则BC段的平均速度$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。(4)由表可知,形状相同、轻重不同的小车在同一个斜面上运动的距离和时间相同,则小车的平均速度相同,所以小车的平均速度与小车的轻重无关。(5)图乙中,从三楼沿不同坡度和长度的滑梯“1”“2”“3”滑下时,从“1”滑下路程最短,且“1”最陡,则到达地面用时最短的滑梯是“1”。
解析
【分析】
本题包含两道运动学实验探究题，核心围绕“运动快慢的影响因素”及“平均速度的测量”展开。第1题探究气泡运动快慢的影响因素，需运用控制变量法，结合实验器材选择、时间测量技巧、多次测量目的及数据分析；第2题聚焦平均速度测量实验，考查实验装置调整、误差分析、平均速度计算、变量控制及实际应用分析。解题时需明确实验原理，通过控制变量法确定研究变量，结合公式$v=\frac{s}{t}$进行计算，理解实验操作的目的与误差成因。
【解析】
第1题：
(1) 实验需测量玻璃管的倾角，因此除刻度尺、秒表外，还需要量角器；AB段路程为$100.0\ \mathrm{cm} - 20.0\ \mathrm{cm} = 80.0\ \mathrm{cm}$。
(2) 气泡运动得慢一些，相同路程下运动时间更长，便于准确测量时间，故应使气泡运动得慢一些。
(3) 多次测量时间并取平均值，目的是减小实验误差，提高测量准确性。
(4) 分析表格数据：气泡大小相同时，倾角从15°到45°时间减小（速度变大），从45°到90°时间增大（速度变小），因此气泡大小相同时，随着倾角变大，运动速度先变大后变小。
(5) 探究气泡运动快慢与长度的关系时，根据控制变量法，需控制玻璃管与水平面的倾角相同，改变气泡长度。
第2题：
(1) 斜面坡度缓一些，小车下滑速度慢，运动时间更长，方便准确记录时间，故目的是方便记录时间。
(2) 若小车提前停止计时，测得的时间$t$偏小，路程$s$测量准确，根据$v=\frac{s}{t}$，时间偏小则计算出的平均速度$v_{AC}$偏大。
(3) AC段路程为$80.0\ \mathrm{cm}$；BC段时间$t_{BC}=t_{AC}-t_{AB}=5\ \mathrm{s}-3\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，BC段路程$s_{BC}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m}$，则BC段平均速度$v_{BC}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。
(4) 表格中，形状相同、轻重不同的小车，运动距离和时间均相同，根据$v=\frac{s}{t}$，平均速度相同，故小车的平均速度与轻重无关。
(5) 图乙中滑梯1最陡且路程最短，下滑速度最快，到达地面时间最短。
【答案】
1.(1)量角器；80.0 (2)慢 (3)减小实验误差 (4)气泡大小相同时，随着倾角变大，运动速度先变大后变小 (5)玻璃管与水平面的倾角
2.(1)时间 (2)偏大 (3)80.0；0.2 (4)无关 (5)1
【知识点】
控制变量法、平均速度、实验误差分析
【点评】
本题为期中阶段的中等难度实验题，涵盖运动学核心实验的多个考点，既考查实验探究的基本方法（控制变量法），又涉及实验操作细节、误差分析及实际应用，要求学生具备数据分析和公式应用能力，能有效检验学生对运动学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.6
本题包含两道运动学实验探究题，核心围绕“运动快慢的影响因素”及“平均速度的测量”展开。第1题探究气泡运动快慢的影响因素，需运用控制变量法，结合实验器材选择、时间测量技巧、多次测量目的及数据分析；第2题聚焦平均速度测量实验，考查实验装置调整、误差分析、平均速度计算、变量控制及实际应用分析。解题时需明确实验原理，通过控制变量法确定研究变量，结合公式$v=\frac{s}{t}$进行计算，理解实验操作的目的与误差成因。
【解析】
第1题：
(1) 实验需测量玻璃管的倾角，因此除刻度尺、秒表外，还需要量角器；AB段路程为$100.0\ \mathrm{cm} - 20.0\ \mathrm{cm} = 80.0\ \mathrm{cm}$。
(2) 气泡运动得慢一些，相同路程下运动时间更长，便于准确测量时间，故应使气泡运动得慢一些。
(3) 多次测量时间并取平均值，目的是减小实验误差，提高测量准确性。
(4) 分析表格数据：气泡大小相同时，倾角从15°到45°时间减小（速度变大），从45°到90°时间增大（速度变小），因此气泡大小相同时，随着倾角变大，运动速度先变大后变小。
(5) 探究气泡运动快慢与长度的关系时，根据控制变量法，需控制玻璃管与水平面的倾角相同，改变气泡长度。
第2题：
(1) 斜面坡度缓一些，小车下滑速度慢，运动时间更长，方便准确记录时间，故目的是方便记录时间。
(2) 若小车提前停止计时，测得的时间$t$偏小，路程$s$测量准确，根据$v=\frac{s}{t}$，时间偏小则计算出的平均速度$v_{AC}$偏大。
(3) AC段路程为$80.0\ \mathrm{cm}$；BC段时间$t_{BC}=t_{AC}-t_{AB}=5\ \mathrm{s}-3\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，BC段路程$s_{BC}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m}$，则BC段平均速度$v_{BC}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。
(4) 表格中，形状相同、轻重不同的小车，运动距离和时间均相同，根据$v=\frac{s}{t}$，平均速度相同，故小车的平均速度与轻重无关。
(5) 图乙中滑梯1最陡且路程最短，下滑速度最快，到达地面时间最短。
【答案】
1.(1)量角器；80.0 (2)慢 (3)减小实验误差 (4)气泡大小相同时，随着倾角变大，运动速度先变大后变小 (5)玻璃管与水平面的倾角
2.(1)时间 (2)偏大 (3)80.0；0.2 (4)无关 (5)1
【知识点】
控制变量法、平均速度、实验误差分析
【点评】
本题为期中阶段的中等难度实验题，涵盖运动学核心实验的多个考点，既考查实验探究的基本方法（控制变量法），又涉及实验操作细节、误差分析及实际应用，要求学生具备数据分析和公式应用能力，能有效检验学生对运动学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.6
