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4.(★★)(2025·山西)污水净化处理工艺中,气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理,实现对污水的固液分离。小亮查阅资料得知,气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动速度的实验。
(1)实验思路:用刻度尺测量气泡运动的路程,用
实验过程:在一根透明的玻璃管内注满水,两端用橡胶塞密封,竖直放置;用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡,当气泡运动到A点开始计时,并用记号笔做标记;每隔2 s标记气泡到达的位置,获得实验记录如图1.4-3所示。
(2)气泡从A点运动到B点的平均速度为
(3)分析实验数据可知,气泡在水中沿直线从A点到B点做
(1)实验思路:用刻度尺测量气泡运动的路程,用
秒表
测量气泡运动的时间,依据公式$v=\frac{s}{t}$可算出气泡运动的速度。实验过程:在一根透明的玻璃管内注满水,两端用橡胶塞密封,竖直放置;用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡,当气泡运动到A点开始计时,并用记号笔做标记;每隔2 s标记气泡到达的位置,获得实验记录如图1.4-3所示。
(2)气泡从A点运动到B点的平均速度为
5
cm/s。(3)分析实验数据可知,气泡在水中沿直线从A点到B点做
匀速直线
运动,你判断的理由是气泡在相同时间内通过的路程相等
。答案
(1)用秒表测量气泡运动的时间
(2)气泡从A点运动到B点的平均速度为5 cm/s。
(3)气泡在水中沿直线从A点到B点做匀速直线运动，判断的理由是气泡在相同时间内通过的路程相等。
(2)气泡从A点运动到B点的平均速度为5 cm/s。
(3)气泡在水中沿直线从A点到B点做匀速直线运动，判断的理由是气泡在相同时间内通过的路程相等。
解析
【分析】
本题围绕测量气泡运动速度的实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：明确测量运动时间的实验器材，这是基础实验工具的考查。
2. 第(2)问：利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，需从图中读取A、B两点的路程，结合题目给出的时间间隔计算总时间，代入公式求解平均速度。
3. 第(3)问：根据匀速直线运动的特点，分析气泡在相同时间内通过的路程是否相等，以此判断运动类型。
【解析】
(1) 实验中测量运动时间需要用到秒表，因此此处应填秒表。
(2) 由图可知，A点对应刻度为0cm，B点对应刻度为50cm，所以气泡从A到B的路程$s=50cm$；题目说明每隔2s标记一次，从A到B共有5个时间间隔，总时间$t=5×2s=10s$；根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，代入数据得$v=\frac{50cm}{10s}=5cm/s$。
(3) 观察实验记录，气泡每经过2s通过的路程均为10cm，即相同时间内通过的路程相等，因此气泡做匀速直线运动。
【答案】
(1) 秒表
(2) 5
(3) 匀速直线；气泡在相同时间内通过的路程相等
【知识点】
速度的测量；平均速度计算；匀速直线运动
【点评】
本题结合实际实验场景考查速度相关知识，难度适中，重点考查学生对实验器材的认知、平均速度的计算方法，以及匀速直线运动的判断依据，需要学生能从图像中准确提取路程和时间信息。
【难度系数】
0.6
本题围绕测量气泡运动速度的实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：明确测量运动时间的实验器材，这是基础实验工具的考查。
2. 第(2)问：利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，需从图中读取A、B两点的路程，结合题目给出的时间间隔计算总时间，代入公式求解平均速度。
3. 第(3)问：根据匀速直线运动的特点，分析气泡在相同时间内通过的路程是否相等，以此判断运动类型。
【解析】
(1) 实验中测量运动时间需要用到秒表，因此此处应填秒表。
(2) 由图可知，A点对应刻度为0cm，B点对应刻度为50cm，所以气泡从A到B的路程$s=50cm$；题目说明每隔2s标记一次，从A到B共有5个时间间隔，总时间$t=5×2s=10s$；根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，代入数据得$v=\frac{50cm}{10s}=5cm/s$。
(3) 观察实验记录，气泡每经过2s通过的路程均为10cm，即相同时间内通过的路程相等，因此气泡做匀速直线运动。
【答案】
(1) 秒表
(2) 5
(3) 匀速直线；气泡在相同时间内通过的路程相等
【知识点】
速度的测量；平均速度计算；匀速直线运动
【点评】
本题结合实际实验场景考查速度相关知识，难度适中，重点考查学生对实验器材的认知、平均速度的计算方法，以及匀速直线运动的判断依据，需要学生能从图像中准确提取路程和时间信息。
【难度系数】
0.6
1. (★★★)如图1.4-4所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的$s-t$图像,从0时刻计时开始,则关于它们的运动情况,描述正确的是 【 】
图1.4-4
A.出发前,乙在甲的前面,甲运动15 s追上乙
B.甲、乙同时出发,甲运动8 s追上乙
C.甲、乙在运动后都做匀速运动,且$v_甲＞v_乙$
D.甲比乙先出发7 s,第15 s末,甲、乙的速度相等
图1.4-4
A.出发前,乙在甲的前面,甲运动15 s追上乙
B.甲、乙同时出发,甲运动8 s追上乙
C.甲、乙在运动后都做匀速运动,且$v_甲＞v_乙$
D.甲比乙先出发7 s,第15 s末,甲、乙的速度相等
答案
C
解析
【分析】
要解决本题，需明确s-t图像的物理意义：s-t图像的倾斜直线代表匀速直线运动，斜率表示速度，交点表示两物体相遇；t=0时的位置是初始位置，t轴对应时刻为出发时间。先分别分析甲、乙的出发时间、初始位置、运动状态，再结合图像信息逐一判断选项。
【解析】
1. 分析出发情况：乙在t=0时刻从s=10m处出发，甲在t=7s时刻从s=0处出发，甲比乙晚出发7s，故B选项“同时出发”错误；甲追上乙时，甲运动的时间为15s-7s=8s，并非15s，故A选项错误。
2. 分析运动状态：甲、乙的s-t图像均为倾斜直线，说明两者都做匀速直线运动。
3. 分析速度：s-t图像的斜率表示速度，甲的斜率更大，因此v甲＞v乙，且两者速度不相等，故C选项正确，D选项“速度相等”错误。
【答案】
C
【知识点】
匀速直线运动、s-t图像、速度
【点评】
本题考查s-t图像的基本应用，核心是理解图像中斜率、交点、截距的物理意义，需仔细区分出发时间、相遇时刻等信息，属于运动学基础题型。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需明确s-t图像的物理意义：s-t图像的倾斜直线代表匀速直线运动，斜率表示速度，交点表示两物体相遇；t=0时的位置是初始位置，t轴对应时刻为出发时间。先分别分析甲、乙的出发时间、初始位置、运动状态，再结合图像信息逐一判断选项。
【解析】
1. 分析出发情况：乙在t=0时刻从s=10m处出发，甲在t=7s时刻从s=0处出发，甲比乙晚出发7s，故B选项“同时出发”错误；甲追上乙时，甲运动的时间为15s-7s=8s，并非15s，故A选项错误。
2. 分析运动状态：甲、乙的s-t图像均为倾斜直线，说明两者都做匀速直线运动。
3. 分析速度：s-t图像的斜率表示速度，甲的斜率更大，因此v甲＞v乙，且两者速度不相等，故C选项正确，D选项“速度相等”错误。
【答案】
C
【知识点】
匀速直线运动、s-t图像、速度
【点评】
本题考查s-t图像的基本应用，核心是理解图像中斜率、交点、截距的物理意义，需仔细区分出发时间、相遇时刻等信息，属于运动学基础题型。
【难度系数】
0.3
2. (★★)某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟“测量小车的平均速度”，如图1.4-5所示，图中显示的是测量过程中小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形，显示时间的格式是“时:分:秒”。
图1.4-5
(1)实验中使斜面坡度较小是为了
(2)小车从甲到乙的平均速度为
(3)若小车放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏
(4)小车在整个运动过程中做
图1.4-5
(1)实验中使斜面坡度较小是为了
便于测量小车下滑的时间
。(2)小车从甲到乙的平均速度为
12.5
cm/s，从甲到丙的平均速度为0.15
m/s。(3)若小车放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏
小
。(4)小车在整个运动过程中做
变速直线运动
（填“匀速直线运动”或“变速直线运动”）。答案
(1)便于测量小车下滑的时间
(2)小车从甲到乙的平均速度为12.5 cm/s，从甲到丙的平均速度为0.15 m/s。
(3)若小车放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏小。
(4)小车在整个运动过程中做变速直线运动。
(2)小车从甲到乙的平均速度为12.5 cm/s，从甲到丙的平均速度为0.15 m/s。
(3)若小车放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏小。
(4)小车在整个运动过程中做变速直线运动。
解析
【分析】
本题围绕“测量小车平均速度”的实验展开，需结合平均速度公式$v=\frac{s}{t}$分析各问题：斜面坡度小可延长小车运动时间，便于测量时间；计算平均速度需确定对应路段的路程和时间；计时提前会导致时间测量偏大，影响速度结果；通过对比不同路段的速度可判断运动类型。
【解析】
(1) 实验中斜面坡度较小时，小车下滑速度慢，运动时间长，能减小时间测量误差，便于准确测量小车下滑的时间。
(2) 由图得：甲位置刻度$s_甲=90.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_甲=00:05:04$；乙位置刻度$s_乙=65.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_乙=00:05:06$；丙位置刻度$s_丙=0\ \mathrm{cm}$，时间$t_丙=00:05:10$。
甲到乙：路程$s_{甲乙}=90.0\ \mathrm{cm}-65.0\ \mathrm{cm}=25.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_{甲乙}=6\ \mathrm{s}-4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，平均速度$v_{甲乙}=\frac{25.0\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{s}}=12.5\ \mathrm{cm/s}$。
甲到丙：路程$s_{甲丙}=90.0\ \mathrm{cm}-0\ \mathrm{cm}=0.9\ \mathrm{m}$，时间$t_{甲丙}=10\ \mathrm{s}-4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{s}$，平均速度$v_{甲丙}=\frac{0.9\ \mathrm{m}}{6\ \mathrm{s}}=0.15\ \mathrm{m/s}$。
(3) 小车放开前计时，测得的时间比实际运动时间偏大，根据$v=\frac{s}{t}$，路程准确，时间偏大，测得的平均速度偏小。
(4) 乙到丙的平均速度$v_{乙丙}=\frac{65.0\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=16.25\ \mathrm{cm/s}$，不同路段速度不同，故小车做变速直线运动。
【答案】
(1)便于测量小车下滑的时间；(2)12.5；0.15；(3)小；(4)变速直线运动
【知识点】
平均速度测量、速度计算、变速直线运动
【点评】
本题是测量平均速度的基础实验题，考查实验操作目的、平均速度计算、误差分析及运动类型判断，需掌握实验原理和数据处理方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“测量小车平均速度”的实验展开，需结合平均速度公式$v=\frac{s}{t}$分析各问题：斜面坡度小可延长小车运动时间，便于测量时间；计算平均速度需确定对应路段的路程和时间；计时提前会导致时间测量偏大，影响速度结果；通过对比不同路段的速度可判断运动类型。
【解析】
(1) 实验中斜面坡度较小时，小车下滑速度慢，运动时间长，能减小时间测量误差，便于准确测量小车下滑的时间。
(2) 由图得：甲位置刻度$s_甲=90.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_甲=00:05:04$；乙位置刻度$s_乙=65.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_乙=00:05:06$；丙位置刻度$s_丙=0\ \mathrm{cm}$，时间$t_丙=00:05:10$。
甲到乙：路程$s_{甲乙}=90.0\ \mathrm{cm}-65.0\ \mathrm{cm}=25.0\ \mathrm{cm}$，时间$t_{甲乙}=6\ \mathrm{s}-4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，平均速度$v_{甲乙}=\frac{25.0\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{s}}=12.5\ \mathrm{cm/s}$。
甲到丙：路程$s_{甲丙}=90.0\ \mathrm{cm}-0\ \mathrm{cm}=0.9\ \mathrm{m}$，时间$t_{甲丙}=10\ \mathrm{s}-4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{s}$，平均速度$v_{甲丙}=\frac{0.9\ \mathrm{m}}{6\ \mathrm{s}}=0.15\ \mathrm{m/s}$。
(3) 小车放开前计时，测得的时间比实际运动时间偏大，根据$v=\frac{s}{t}$，路程准确，时间偏大，测得的平均速度偏小。
(4) 乙到丙的平均速度$v_{乙丙}=\frac{65.0\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=16.25\ \mathrm{cm/s}$，不同路段速度不同，故小车做变速直线运动。
【答案】
(1)便于测量小车下滑的时间；(2)12.5；0.15；(3)小；(4)变速直线运动
【知识点】
平均速度测量、速度计算、变速直线运动
【点评】
本题是测量平均速度的基础实验题，考查实验操作目的、平均速度计算、误差分析及运动类型判断，需掌握实验原理和数据处理方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
3. (★★)我国某优秀跳水运动员在单人10米跳台预赛中，出色地完成了“207C”的动作。将该运动员下落阶段中的一段运动简化为直线运动，其中A、B、C、D四点是她下落过程中的四个位置，相邻两点间的时间间隔为0.5 s，距离如图1.4-6所示。下列关于该运动员在此段运动过程中的判断，正确的是
【 】
A.在AC段的平均速度为5 m/s
B.在BD段的平均速度为5 m/s
C.在AC段做匀速直线运动
D.在BC段的平均速度小于在AB段的平均速度
【 】
A.在AC段的平均速度为5 m/s
B.在BD段的平均速度为5 m/s
C.在AC段做匀速直线运动
D.在BC段的平均速度小于在AB段的平均速度
答案
A
解析
【分析】
本题考查平均速度的计算及匀速直线运动的判断，核心是利用平均速度公式$v=\frac{x}{t}$计算各段平均速度，匀速直线运动的特点是相等时间内位移相等。需先确定各段的位移和对应时间，再逐一分析选项。
【解析】
已知相邻两点时间间隔为$0.5s$，则$t_{AB}=t_{BC}=t_{CD}=0.5s$，各段位移：$x_{AB}=1.25m$，$x_{BC}=3.75m$，$x_{CD}=6.25m$。
选项A：AC段位移$x_{AC}=x_{AB}+x_{BC}=1.25m+3.75m=5m$，时间$t_{AC}=0.5s+0.5s=1s$，平均速度$v_{AC}=\frac{x_{AC}}{t_{AC}}=\frac{5m}{1s}=5m/s$，A正确。
选项B：BD段位移$x_{BD}=x_{BC}+x_{CD}=3.75m+6.25m=10m$，时间$t_{BD}=0.5s+0.5s=1s$，平均速度$v_{BD}=\frac{10m}{1s}=10m/s≠5m/s$，B错误。
选项C：相等时间内AB段和BC段位移不同，说明速度变化，是变速运动，不是匀速直线运动，C错误。
选项D：AB段平均速度$v_{AB}=\frac{1.25m}{0.5s}=2.5m/s$，BC段平均速度$v_{BC}=\frac{3.75m}{0.5s}=7.5m/s$，BC段平均速度大于AB段，D错误。
【答案】
A
【知识点】
平均速度、变速直线运动
【点评】
本题侧重考查平均速度的计算，关键是明确各段位移与时间的对应关系，难度较低，属于基础题型，学生只要掌握平均速度公式即可正确解答。
【难度系数】
0.3
本题考查平均速度的计算及匀速直线运动的判断，核心是利用平均速度公式$v=\frac{x}{t}$计算各段平均速度，匀速直线运动的特点是相等时间内位移相等。需先确定各段的位移和对应时间，再逐一分析选项。
【解析】
已知相邻两点时间间隔为$0.5s$，则$t_{AB}=t_{BC}=t_{CD}=0.5s$，各段位移：$x_{AB}=1.25m$，$x_{BC}=3.75m$，$x_{CD}=6.25m$。
选项A：AC段位移$x_{AC}=x_{AB}+x_{BC}=1.25m+3.75m=5m$，时间$t_{AC}=0.5s+0.5s=1s$，平均速度$v_{AC}=\frac{x_{AC}}{t_{AC}}=\frac{5m}{1s}=5m/s$，A正确。
选项B：BD段位移$x_{BD}=x_{BC}+x_{CD}=3.75m+6.25m=10m$，时间$t_{BD}=0.5s+0.5s=1s$，平均速度$v_{BD}=\frac{10m}{1s}=10m/s≠5m/s$，B错误。
选项C：相等时间内AB段和BC段位移不同，说明速度变化，是变速运动，不是匀速直线运动，C错误。
选项D：AB段平均速度$v_{AB}=\frac{1.25m}{0.5s}=2.5m/s$，BC段平均速度$v_{BC}=\frac{3.75m}{0.5s}=7.5m/s$，BC段平均速度大于AB段，D错误。
【答案】
A
【知识点】
平均速度、变速直线运动
【点评】
本题侧重考查平均速度的计算，关键是明确各段位移与时间的对应关系，难度较低，属于基础题型，学生只要掌握平均速度公式即可正确解答。
【难度系数】
0.3
