11. 频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。如图所示,物理小组用频闪拍摄的方法测量小球下落过程中的速度。

(第11题图)
(1)将刻度尺竖立在水平地面上,小球从刻度尺零刻度线所在高度由静止下落。下落过程中,利用频闪照相机每隔$0.05\ \mathrm{s}$拍摄一次小球的照片,其运动轨迹如图所示。分别测出小球通过的路程$s_{AB}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$,$s_{BC}=3.60\ \mathrm{cm}$,$s_{CD}=6.10\ \mathrm{cm}$。
(2)依据公式
(3)因为三段路程的平均速度$v_{AB}$、$v_{BC}$、$v_{CD}$逐渐
(4)实验过程中,若$s_{CD}$测量结果偏大,则算出的CD段的平均速度$v_{CD}$偏
(第11题图)
(1)将刻度尺竖立在水平地面上,小球从刻度尺零刻度线所在高度由静止下落。下落过程中,利用频闪照相机每隔$0.05\ \mathrm{s}$拍摄一次小球的照片,其运动轨迹如图所示。分别测出小球通过的路程$s_{AB}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$,$s_{BC}=3.60\ \mathrm{cm}$,$s_{CD}=6.10\ \mathrm{cm}$。
(2)依据公式
$v=\frac{s}{t}$
可计算出小球在这三段路程的平均速度分别为:$v_{AB}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm/s}$,$v_{BC}=72\ \mathrm{cm/s}$,$v_{CD}=122\ \mathrm{cm/s}$。(3)因为三段路程的平均速度$v_{AB}$、$v_{BC}$、$v_{CD}$逐渐
变大
(填“变大”或“变小”),所以小球在竖直下落过程中做变速
(填“匀速”或“变速”)直线运动。(4)实验过程中,若$s_{CD}$测量结果偏大,则算出的CD段的平均速度$v_{CD}$偏
大
。答案
(1)1.30
(2)$v=\frac{s}{t}$ 26
(3)变大 变速
(4)大
(2)$v=\frac{s}{t}$ 26
(3)变大 变速
(4)大
解析
【分析】
本题考查长度测量、平均速度的计算及运动类型的判断。解题思路:(1)读取刻度尺示数时,先确定分度值,A点对应刻度为0.00cm,B点对应刻度为1.30cm,两者差值即为s_AB;(2)平均速度公式为$v=\frac{s}{t}$,已知AB段路程和时间间隔(0.05s),代入计算$v_{AB}$;(3)比较三段平均速度的大小,判断运动类型;(4)根据平均速度公式,当时间不变时,路程偏大则平均速度偏大。
【解析】
(1) 刻度尺的分度值为1mm,A点在0.00cm处,B点在1.30cm处,因此$s_{AB}=1.30\ \mathrm{cm} - 0.00\ \mathrm{cm}=1.30\ \mathrm{cm}$;
(2) 平均速度的计算公式为$v=\frac{s}{t}$,AB段的时间$t=0.05\ \mathrm{s}$,则$v_{AB}=\frac{s_{AB}}{t}=\frac{1.30\ \mathrm{cm}}{0.05\ \mathrm{s}}=26\ \mathrm{cm/s}$;
(3) 三段路程的平均速度分别为$v_{AB}=26\ \mathrm{cm/s}$、$v_{BC}=72\ \mathrm{cm/s}$、$v_{CD}=122\ \mathrm{cm/s}$,速度逐渐变大,说明小球的速度不断变化,因此小球做变速直线运动;
(4) 根据$v=\frac{s}{t}$,CD段的时间$t$不变,若$s_{CD}$测量结果偏大,则计算出的$v_{CD}$偏大。
【答案】
(1)1.30;(2)$v=\frac{s}{t}$,26;(3)变大,变速;(4)大
【知识点】
长度的测量;平均速度;变速直线运动
【点评】
本题结合频闪照片考查基础知识点,涵盖刻度尺读数、平均速度计算及运动类型判断,题目难度适中,注重对基本公式和读数方法的应用,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7
本题考查长度测量、平均速度的计算及运动类型的判断。解题思路:(1)读取刻度尺示数时,先确定分度值,A点对应刻度为0.00cm,B点对应刻度为1.30cm,两者差值即为s_AB;(2)平均速度公式为$v=\frac{s}{t}$,已知AB段路程和时间间隔(0.05s),代入计算$v_{AB}$;(3)比较三段平均速度的大小,判断运动类型;(4)根据平均速度公式,当时间不变时,路程偏大则平均速度偏大。
【解析】
(1) 刻度尺的分度值为1mm,A点在0.00cm处,B点在1.30cm处,因此$s_{AB}=1.30\ \mathrm{cm} - 0.00\ \mathrm{cm}=1.30\ \mathrm{cm}$;
(2) 平均速度的计算公式为$v=\frac{s}{t}$,AB段的时间$t=0.05\ \mathrm{s}$,则$v_{AB}=\frac{s_{AB}}{t}=\frac{1.30\ \mathrm{cm}}{0.05\ \mathrm{s}}=26\ \mathrm{cm/s}$;
(3) 三段路程的平均速度分别为$v_{AB}=26\ \mathrm{cm/s}$、$v_{BC}=72\ \mathrm{cm/s}$、$v_{CD}=122\ \mathrm{cm/s}$,速度逐渐变大,说明小球的速度不断变化,因此小球做变速直线运动;
(4) 根据$v=\frac{s}{t}$,CD段的时间$t$不变,若$s_{CD}$测量结果偏大,则计算出的$v_{CD}$偏大。
【答案】
(1)1.30;(2)$v=\frac{s}{t}$,26;(3)变大,变速;(4)大
【知识点】
长度的测量;平均速度;变速直线运动
【点评】
本题结合频闪照片考查基础知识点,涵盖刻度尺读数、平均速度计算及运动类型判断,题目难度适中,注重对基本公式和读数方法的应用,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7
12. 在课外实践活动中,兴趣小组用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2 s曝光一次。
(1)小芳拍下的照片如图甲所示,可以看出纸锥在OA段做

(2)如图乙所示的四个速度随时间变化的关系图像,能反映出该纸锥下落运动情况的是

(第12题图)
(1)小芳拍下的照片如图甲所示,可以看出纸锥在OA段做
变速
(填“匀速”或“变速”)直线运动,其理由是在相等的时间内通过的路程不相等
(填“相等”或“不相等”)。若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40 cm,则此过程的平均速度为16
cm/s。(2)如图乙所示的四个速度随时间变化的关系图像,能反映出该纸锥下落运动情况的是
A
。(填字母序号)(第12题图)
答案
(1)变速 不相等 16
(2)A
(2)A
解析
【分析】
要解决本题,需分两部分思考:第(1)问,判断运动类型的依据是相等时间内的路程是否相等,匀速直线运动要求相等时间路程相等,变速则不等;计算平均速度需用路程除以对应时间。第(2)问,纸锥下落时先加速后匀速,据此匹配速度-时间图像。
【解析】
(1) 匀速直线运动的特点是物体在相等时间内通过的路程相等,变速直线运动则是相等时间内路程不相等。由闪光照片可知,纸锥在OA段,相等的曝光时间(0.2s)内通过的路程不相等,因此OA段做变速直线运动。已知A、B间路程s=6.40cm,A、B间时间间隔t=0.2s×2=0.4s,根据平均速度公式v=s/t,得v=6.40cm/0.4s=16cm/s。
(2) 纸锥下落时,重力大于阻力,速度逐渐增大;当阻力与重力平衡后,纸锥做匀速直线运动,速度保持不变。分析图像:A图速度先增大后不变,符合;B图速度不变,为匀速,不符合;C图速度减小,不符合;D图速度先减后增,不符合,故选A。
【答案】
(1)变速;不相等;16 (2)A
【知识点】
变速直线运动、平均速度、速度-时间图像
【点评】
本题结合闪光照相实验,考查运动类型判断、平均速度计算及运动图像识别,需掌握匀速与变速的判断依据,能结合物体运动过程分析图像,是初中物理基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需分两部分思考:第(1)问,判断运动类型的依据是相等时间内的路程是否相等,匀速直线运动要求相等时间路程相等,变速则不等;计算平均速度需用路程除以对应时间。第(2)问,纸锥下落时先加速后匀速,据此匹配速度-时间图像。
【解析】
(1) 匀速直线运动的特点是物体在相等时间内通过的路程相等,变速直线运动则是相等时间内路程不相等。由闪光照片可知,纸锥在OA段,相等的曝光时间(0.2s)内通过的路程不相等,因此OA段做变速直线运动。已知A、B间路程s=6.40cm,A、B间时间间隔t=0.2s×2=0.4s,根据平均速度公式v=s/t,得v=6.40cm/0.4s=16cm/s。
(2) 纸锥下落时,重力大于阻力,速度逐渐增大;当阻力与重力平衡后,纸锥做匀速直线运动,速度保持不变。分析图像:A图速度先增大后不变,符合;B图速度不变,为匀速,不符合;C图速度减小,不符合;D图速度先减后增,不符合,故选A。
【答案】
(1)变速;不相等;16 (2)A
【知识点】
变速直线运动、平均速度、速度-时间图像
【点评】
本题结合闪光照相实验,考查运动类型判断、平均速度计算及运动图像识别,需掌握匀速与变速的判断依据,能结合物体运动过程分析图像,是初中物理基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
13. 如图所示为生活中常见的屋顶,基本呈坡形,但形状不完全一样,有些是平面,有些则是曲面。爱动脑筋的小晋猜想:这些坡形屋顶应该都具有排除屋顶积水的功能,那么,不同形状的坡形屋顶排水的快慢是否相同呢?请你选择必要的器材,设计一个可操作的探究方案。(提示:可以配图说明)
(第13题图)
答案
实验器材:支架、小球、挡板、秒表、材质相同的斜面轨道和曲面轨道。
实验步骤:将支架、挡板、轨道按下图组装,让同一小球分别从斜面轨道和曲面轨道的同一高度(O点)自由滚下,用秒表记录小球运动到轨道底部(撞击挡板)所用的时间,分别记作$t_A$和$t_B$。
实验结论:若$t_A=t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢相同;若$t_A≠ t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢不同。
解析
【分析】要探究不同形状的坡形屋顶排水快慢是否相同,本质是比较物体沿不同形状轨道下滑的快慢,需采用控制变量法:控制模拟排水的小球的质量、初始高度等变量相同,只改变轨道形状(对应屋顶形状),通过测量小球下滑的时间来判断排水快慢,时间越短说明排水越快。
【解析】实验器材:支架、小球、挡板、秒表、材质相同的斜面轨道和曲面轨道。
实验步骤:1. 将支架、挡板、轨道按要求组装,确保斜面轨道和曲面轨道的顶端均在同一高度O点,底端对齐且固定挡板;2. 把同一小球分别放在斜面轨道和曲面轨道的顶端O点,由静止释放;3. 用秒表记录小球从O点下滑至轨道底部撞击挡板的时间,分别记为$t_A$(斜面轨道)和$t_B$(曲面轨道);4. 比较$t_A$与$t_B$的大小,得出结论。
实验结论:若$t_A=t_B$,则不同形状的屋顶排水快慢相同;若$t_A≠t_B$,则不同形状的屋顶排水快慢不同。
【答案】实验器材:支架、小球、挡板、秒表、材质相同的斜面轨道和曲面轨道。实验步骤:将支架、挡板、轨道按下图组装,让同一小球分别从斜面轨道和曲面轨道的同一高度(O点)自由滚下,用秒表记录小球运动到轨道底部(撞击挡板)所用的时间,分别记作$t_A$和$t_B$。实验结论:若$t_A=t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢相同;若$t_A≠ t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢不同。
【知识点】控制变量法、运动快慢比较
【点评】本题结合生活实际设计探究实验,考查控制变量法的应用,要求学生明确实验目的、合理选择器材与设计步骤,体现了物理与生活的联系,能培养学生的实验探究能力。
【难度系数】0.6
【解析】实验器材:支架、小球、挡板、秒表、材质相同的斜面轨道和曲面轨道。
实验步骤:1. 将支架、挡板、轨道按要求组装,确保斜面轨道和曲面轨道的顶端均在同一高度O点,底端对齐且固定挡板;2. 把同一小球分别放在斜面轨道和曲面轨道的顶端O点,由静止释放;3. 用秒表记录小球从O点下滑至轨道底部撞击挡板的时间,分别记为$t_A$(斜面轨道)和$t_B$(曲面轨道);4. 比较$t_A$与$t_B$的大小,得出结论。
实验结论:若$t_A=t_B$,则不同形状的屋顶排水快慢相同;若$t_A≠t_B$,则不同形状的屋顶排水快慢不同。
【答案】实验器材:支架、小球、挡板、秒表、材质相同的斜面轨道和曲面轨道。实验步骤:将支架、挡板、轨道按下图组装,让同一小球分别从斜面轨道和曲面轨道的同一高度(O点)自由滚下,用秒表记录小球运动到轨道底部(撞击挡板)所用的时间,分别记作$t_A$和$t_B$。实验结论:若$t_A=t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢相同;若$t_A≠ t_B$,则不同形状的屋顶排水的快慢不同。
【知识点】控制变量法、运动快慢比较
【点评】本题结合生活实际设计探究实验,考查控制变量法的应用,要求学生明确实验目的、合理选择器材与设计步骤,体现了物理与生活的联系,能培养学生的实验探究能力。
【难度系数】0.6
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