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1 在一次综合实践活动中,小明要测量纸锥下落的速度。他用每隔相等时间拍照一次的相机(相机说明书上的相关描述如下:"每秒拍照1次,像成在同一底片上")拍下如图所示的照片,请回答:
(1) 该实验测量纸锥下落速度的原理是
(2) 在实际测量时,发现纸锥
① 采用锥角较
(3) 若将纸锥从 A 位置到 B 位置速度记为$v_{AB}$,从 B 位置到C 位置速度记为$v_{BC}$,则$v_{AB}$
(4) 图乙为纸锥从 E 到 F 过程放大图,实验中所用刻度尺的分度值是
(1) 该实验测量纸锥下落速度的原理是
$v=\frac{s}{t}$
。(2) 在实际测量时,发现纸锥
下落的时间
(下落的距离/下落的时间)较难测量,对此,我们可以做如下改进:① 采用锥角较
大
(大/小)的纸锥进行实验;② 增加纸锥下落的高度
。(3) 若将纸锥从 A 位置到 B 位置速度记为$v_{AB}$,从 B 位置到C 位置速度记为$v_{BC}$,则$v_{AB}$
$＜$
($＞/=/＜$)$v_{BC}$。(4) 图乙为纸锥从 E 到 F 过程放大图,实验中所用刻度尺的分度值是
1
cm,EF 段纸锥运动的路程是20.0
cm,EF 段纸锥下落的速度是0.2
m/s。答案
1. (1) $v=\frac{s}{t}$ (2) 下落的时间 ① 大 ② 高度 (3) $＜$ (4) 1 20.0 0.2
解析
【分析】
这是一道测量纸锥下落速度的基础实验题，解题时首先从速度测量的核心定义出发：第一问直接回忆测量速度的通用实验原理即可；第二问结合实际操作场景思考，纸锥下落速度快会导致时间很难精准测量，要让下落过程变慢、总时间变长，就可以通过增大纸锥锥角增大空气阻力、提升下落高度的方式实现，降低时间测量的误差；第三问利用相机拍照间隔相等的特点，可知AB、BC段运动时间相同，对比两段的路程大小就能判断速度关系；第四问先观察刻度尺的刻度分布确定分度值，读出E、F两点的刻度差得到EF段路程，结合拍照间隔的时间，代入速度公式计算即可得到下落速度。
【解析】
(1) 测量物体运动速度的核心原理是速度的定义式，即$v=\frac{s}{t}$，通过测量纸锥下落的路程s和对应的运动时间t，即可计算得到速度。
(2) 实际实验中纸锥下落速度较快，总下落时长很短，因此下落的时间较难准确测量。改进方法：① 选用锥角更大的纸锥，纸锥受到的空气阻力更大，下落速度更慢，下落时间更长，便于测量；② 增加纸锥下落的高度，也可以增大下落的总时长，减小时间测量的相对误差。
(3) 相机每秒拍照1次，说明AB段和BC段的运动时间相等，均为1s，从图中可见AB段的路程小于BC段的路程，根据$v=\frac{s}{t}$，时间相同时路程越小速度越小，因此$v_{AB} ＜ v_{BC}$。
(4) 观察刻度尺，1cm区间内有10个小格，因此每个小格代表的长度是1cm，即分度值为1cm；E点对应刻度为60.0cm，F点对应刻度为80.0cm，因此EF段的路程$s=80.0\mathrm{cm}-60.0\mathrm{cm}=20.0\mathrm{cm}=0.2\mathrm{m}$；EF段的运动时间等于拍照间隔1s，代入速度公式得$v=\frac{s}{t}=\frac{0.2\mathrm{m}}{1\mathrm{s}}=0.2\mathrm{m/s}$。
【答案】
(1) $v=\frac{s}{t}$ (2) 下落的时间 ① 大 ② 高度 (3) $＜$ (4) 1 20.0 0.2
【知识点】
速度测量原理，刻度尺读数，速度计算
【点评】
本题属于测量平均速度的经典拓展实验题，既考察了基础的公式和读数技能，也结合实际实验场景考察了实验优化的思路，引导学生结合操作经验思考减小误差的方法，整体难度不高，侧重对基础实验能力的检验。
【难度系数】
0.7
这是一道测量纸锥下落速度的基础实验题，解题时首先从速度测量的核心定义出发：第一问直接回忆测量速度的通用实验原理即可；第二问结合实际操作场景思考，纸锥下落速度快会导致时间很难精准测量，要让下落过程变慢、总时间变长，就可以通过增大纸锥锥角增大空气阻力、提升下落高度的方式实现，降低时间测量的误差；第三问利用相机拍照间隔相等的特点，可知AB、BC段运动时间相同，对比两段的路程大小就能判断速度关系；第四问先观察刻度尺的刻度分布确定分度值，读出E、F两点的刻度差得到EF段路程，结合拍照间隔的时间，代入速度公式计算即可得到下落速度。
【解析】
(1) 测量物体运动速度的核心原理是速度的定义式，即$v=\frac{s}{t}$，通过测量纸锥下落的路程s和对应的运动时间t，即可计算得到速度。
(2) 实际实验中纸锥下落速度较快，总下落时长很短，因此下落的时间较难准确测量。改进方法：① 选用锥角更大的纸锥，纸锥受到的空气阻力更大，下落速度更慢，下落时间更长，便于测量；② 增加纸锥下落的高度，也可以增大下落的总时长，减小时间测量的相对误差。
(3) 相机每秒拍照1次，说明AB段和BC段的运动时间相等，均为1s，从图中可见AB段的路程小于BC段的路程，根据$v=\frac{s}{t}$，时间相同时路程越小速度越小，因此$v_{AB} ＜ v_{BC}$。
(4) 观察刻度尺，1cm区间内有10个小格，因此每个小格代表的长度是1cm，即分度值为1cm；E点对应刻度为60.0cm，F点对应刻度为80.0cm，因此EF段的路程$s=80.0\mathrm{cm}-60.0\mathrm{cm}=20.0\mathrm{cm}=0.2\mathrm{m}$；EF段的运动时间等于拍照间隔1s，代入速度公式得$v=\frac{s}{t}=\frac{0.2\mathrm{m}}{1\mathrm{s}}=0.2\mathrm{m/s}$。
【答案】
(1) $v=\frac{s}{t}$ (2) 下落的时间 ① 大 ② 高度 (3) $＜$ (4) 1 20.0 0.2
【知识点】
速度测量原理，刻度尺读数，速度计算
【点评】
本题属于测量平均速度的经典拓展实验题，既考察了基础的公式和读数技能，也结合实际实验场景考察了实验优化的思路，引导学生结合操作经验思考减小误差的方法，整体难度不高，侧重对基础实验能力的检验。
【难度系数】
0.7
2 [2025 无锡惠山校级二模]在进行“探究气泡的运动速度”实验时，小明在长约 120 cm 的玻璃管中注水近满，上端留一小段空气柱，用橡皮塞塞住管口。
（1）小明在玻璃管上选取 80 cm 长度进行均匀分段并做好标记，在实验过程中需要的测量工具是刻度尺和
（2）如图甲他先将玻璃管右端抬高，使气泡处在右端；再把右端放到桌面上，观察并记录气泡顶端从O点开始运动到各标记处的时间，实验数据如表所示。根据表中的数据可得：气泡运动的路程与时间近似成
（3）若做实验时，在玻璃管上进行不均匀分段并做标记如图乙，A 处标记的刻度模糊不清，为测量OA 的长度，小明用刻度尺测得照片中 OA 的长度为
（4）如图丙所示是第一和第二两小组根据各自实验记录的数据，在同一张坐标纸中作出气泡运动的 $s-t$ 图像；小明观察分析后发现，造成第二组 $s-t$ 图像不是一条直线的原因是两小组的计时起点O与管口的距离不一样，则第二组的计时起点O距离管口较
（1）小明在玻璃管上选取 80 cm 长度进行均匀分段并做好标记，在实验过程中需要的测量工具是刻度尺和
秒表
。（2）如图甲他先将玻璃管右端抬高，使气泡处在右端；再把右端放到桌面上，观察并记录气泡顶端从O点开始运动到各标记处的时间，实验数据如表所示。根据表中的数据可得：气泡运动的路程与时间近似成
正
比，气泡的运动可看作匀速直线
运动。（3）若做实验时，在玻璃管上进行不均匀分段并做标记如图乙，A 处标记的刻度模糊不清，为测量OA 的长度，小明用刻度尺测得照片中 OA 的长度为
3.00
cm，计算得 OA 的实际长度为78.0
cm；重复(2)步骤，能
（能/不能）得到相同的实验结论。（4）如图丙所示是第一和第二两小组根据各自实验记录的数据，在同一张坐标纸中作出气泡运动的 $s-t$ 图像；小明观察分析后发现，造成第二组 $s-t$ 图像不是一条直线的原因是两小组的计时起点O与管口的距离不一样，则第二组的计时起点O距离管口较
近
（近/远）。答案
2. (1)秒表 (2)正 匀速直线 (3) 3.00 78.0 能 (4) 近
【解析】(1)分析所需测量工具,要测量气泡运动的路程和时间,测量路程用刻度尺,测量时间需要秒表。(2)由表格数据可知,路程与时间的比值近似相等,例如$\frac{20}{5.1} \approx \frac{40}{10.1} \approx \frac{60}{14.9} \approx \frac{80}{20.2}$,所以气泡运动的路程与时间近似成正比。当物体运动的路程与时间成正比时,其速度保持不变,这种运动可看作匀速直线运动。(3)由图乙可知,玻璃管上标注 52 刻度处对应刻度尺上 2.00 cm 刻度,说明照片上每厘米的实际长度是 26 cm,而 A 处对应刻度尺 3.00 cm,即照片中 OA 的长度为 3.00 cm,所以 OA 的实际长度为 $3.00\ \mathrm{cm} × 26 = 78.0\ \mathrm{cm}$;不均匀分段只是改变了测量间隔,气泡本身运动性质不变,重复(2)步骤能得到相同结论。(4)气泡刚开始运动时,在管口附近速度不稳定,受初始状态影响大。第二组 $s-t$ 图像开始部分不是直线,说明计时起点 O 距离管口较近,气泡刚开始运动状态不稳定。
【解析】(1)分析所需测量工具,要测量气泡运动的路程和时间,测量路程用刻度尺,测量时间需要秒表。(2)由表格数据可知,路程与时间的比值近似相等,例如$\frac{20}{5.1} \approx \frac{40}{10.1} \approx \frac{60}{14.9} \approx \frac{80}{20.2}$,所以气泡运动的路程与时间近似成正比。当物体运动的路程与时间成正比时,其速度保持不变,这种运动可看作匀速直线运动。(3)由图乙可知,玻璃管上标注 52 刻度处对应刻度尺上 2.00 cm 刻度,说明照片上每厘米的实际长度是 26 cm,而 A 处对应刻度尺 3.00 cm,即照片中 OA 的长度为 3.00 cm,所以 OA 的实际长度为 $3.00\ \mathrm{cm} × 26 = 78.0\ \mathrm{cm}$;不均匀分段只是改变了测量间隔,气泡本身运动性质不变,重复(2)步骤能得到相同结论。(4)气泡刚开始运动时,在管口附近速度不稳定,受初始状态影响大。第二组 $s-t$ 图像开始部分不是直线,说明计时起点 O 距离管口较近,气泡刚开始运动状态不稳定。
解析
【分析】
这是一道探究气泡运动速度的经典实验题，我们可以顺着实验逻辑逐步推导：
1. 第一问：测量速度的原理是$v=\frac{s}{t}$，已知用刻度尺测量路程，还需要工具测量气泡运动的时间，直接对应计时工具即可。
2. 第二问：判断路程和时间的比例关系，只需计算多组$\frac{s}{t}$的比值，若比值近似相等就说明二者成正比，速度保持不变的直线运动就是匀速直线运动。
3. 第三问：刻度尺读数要估读到分度值的下一位，先通过已知的照片刻度和对应实际刻度算出缩放比例，再用照片中OA的长度乘以比例得到实际长度；标记分段是否均匀只是改变了测量的间隔，不会改变气泡本身的运动规律，因此不影响最终实验结论。
4. 第四问：气泡刚从管口释放的初始阶段运动状态不稳定，速度是逐渐变化的，还没进入匀速阶段，如果计时起点离管口太近，就会把这段变速运动的数据纳入测量范围，得到的$s-t$图像就不是直线，反之起点离管口远的话，气泡已经进入匀速状态，图像就是直线。
【解析】
（1）根据速度测量原理$v=\frac{s}{t}$，实验中需要测量气泡运动的路程和时间，刻度尺用来测路程，测量时间的工具是秒表。
（2）对表格数据计算可得：$\frac{20\mathrm{cm}}{5.1\mathrm{s}}\approx\frac{40\mathrm{cm}}{10.1\mathrm{s}}\approx\frac{60\mathrm{cm}}{14.9\mathrm{s}}\approx\frac{80\mathrm{cm}}{20.2\mathrm{s}}$，路程与时间的比值近似恒定，说明气泡运动的路程与时间近似成正比，速度保持不变，气泡的运动可看作匀速直线运动。
（3）图乙中刻度尺的分度值为1mm，照片中OA的末端对应刻度为3.00cm，因此照片中OA的长度为3.00cm；已知照片中2.00cm的长度对应玻璃管上实际52cm的长度，可得缩放比例为$\frac{52\mathrm{cm}}{2.00\mathrm{cm}}=26$，因此OA的实际长度为$3.00\mathrm{cm}×26=78.0\mathrm{cm}$；不均匀分段仅改变了测量的取样间隔，气泡本身的运动性质没有发生变化，重复步骤仍能得到相同的实验结论。
（4）气泡在管口附近刚被释放时，初始运动状态不稳定，速度还未达到匀速，第二组的$s-t$图像不是直线，说明测量过程纳入了气泡初始的变速阶段，因此第二组的计时起点O距离管口较近。
【答案】
(1) 秒表 (2) 正 匀速直线 (3) 3.00 78.0 能 (4) 近
【知识点】
速度的测量、匀速直线运动、s-t图像分析
【点评】
本题围绕“探究气泡的运动速度”核心实验展开，覆盖了实验工具选择、数据规律判断、比例等效测量、实验误差溯源等多个考点，既考察了运动学基础公式的应用，也引导学生理解实验操作细节对结果的影响，综合性较强，适合巩固机械运动相关的实验知识点。
【难度系数】
0.6
这是一道探究气泡运动速度的经典实验题，我们可以顺着实验逻辑逐步推导：
1. 第一问：测量速度的原理是$v=\frac{s}{t}$，已知用刻度尺测量路程，还需要工具测量气泡运动的时间，直接对应计时工具即可。
2. 第二问：判断路程和时间的比例关系，只需计算多组$\frac{s}{t}$的比值，若比值近似相等就说明二者成正比，速度保持不变的直线运动就是匀速直线运动。
3. 第三问：刻度尺读数要估读到分度值的下一位，先通过已知的照片刻度和对应实际刻度算出缩放比例，再用照片中OA的长度乘以比例得到实际长度；标记分段是否均匀只是改变了测量的间隔，不会改变气泡本身的运动规律，因此不影响最终实验结论。
4. 第四问：气泡刚从管口释放的初始阶段运动状态不稳定，速度是逐渐变化的，还没进入匀速阶段，如果计时起点离管口太近，就会把这段变速运动的数据纳入测量范围，得到的$s-t$图像就不是直线，反之起点离管口远的话，气泡已经进入匀速状态，图像就是直线。
【解析】
（1）根据速度测量原理$v=\frac{s}{t}$，实验中需要测量气泡运动的路程和时间，刻度尺用来测路程，测量时间的工具是秒表。
（2）对表格数据计算可得：$\frac{20\mathrm{cm}}{5.1\mathrm{s}}\approx\frac{40\mathrm{cm}}{10.1\mathrm{s}}\approx\frac{60\mathrm{cm}}{14.9\mathrm{s}}\approx\frac{80\mathrm{cm}}{20.2\mathrm{s}}$，路程与时间的比值近似恒定，说明气泡运动的路程与时间近似成正比，速度保持不变，气泡的运动可看作匀速直线运动。
（3）图乙中刻度尺的分度值为1mm，照片中OA的末端对应刻度为3.00cm，因此照片中OA的长度为3.00cm；已知照片中2.00cm的长度对应玻璃管上实际52cm的长度，可得缩放比例为$\frac{52\mathrm{cm}}{2.00\mathrm{cm}}=26$，因此OA的实际长度为$3.00\mathrm{cm}×26=78.0\mathrm{cm}$；不均匀分段仅改变了测量的取样间隔，气泡本身的运动性质没有发生变化，重复步骤仍能得到相同的实验结论。
（4）气泡在管口附近刚被释放时，初始运动状态不稳定，速度还未达到匀速，第二组的$s-t$图像不是直线，说明测量过程纳入了气泡初始的变速阶段，因此第二组的计时起点O距离管口较近。
【答案】
(1) 秒表 (2) 正 匀速直线 (3) 3.00 78.0 能 (4) 近
【知识点】
速度的测量、匀速直线运动、s-t图像分析
【点评】
本题围绕“探究气泡的运动速度”核心实验展开，覆盖了实验工具选择、数据规律判断、比例等效测量、实验误差溯源等多个考点，既考察了运动学基础公式的应用，也引导学生理解实验操作细节对结果的影响，综合性较强，适合巩固机械运动相关的实验知识点。
【难度系数】
0.6
