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18. 核心素养 科学探究「2026 辽宁抚顺期中，★★☆」(12分)明明在“测小车的平均速度”实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从斜面顶端由静止下滑，图中电子秒表显示的时间是小车到达A、B、C三处时所对应的时间。
(1)实验过程中需要用到的测量仪器除电子秒表外，还有
(2)实验中斜面较长且保持较小的坡度是为了
(3)实验前必须学会熟练使用电子秒表，如果小车过了A点才开始计时，则会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$偏
(4)若$s_2$正好是$s_1$的一半，小车通过下半段路程的平均速度$v_{BC}=$
(5)在下列四个图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是
A B C D
(1)实验过程中需要用到的测量仪器除电子秒表外，还有
刻度尺
。(2)实验中斜面较长且保持较小的坡度是为了
增长
(选填“增长”或“缩短”)运动时间，从而减小误差。(3)实验前必须学会熟练使用电子秒表，如果小车过了A点才开始计时，则会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$偏
大
(选填“大”或“小”)。(4)若$s_2$正好是$s_1$的一半，小车通过下半段路程的平均速度$v_{BC}=$
0.3
m/s，全程的平均速度$v_{AC}=$0.24
m/s。(5)在下列四个图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是
B
。A B C D
答案
18.答案 (1)刻度尺 (2)增长 (3)大 (4)0.3 0.24 (5)B
解析 (1)平均速度的计算公式为$v=\frac{s}{t}$,实验中需要用电子秒表测小车运动的时间,用刻度尺测小车运动的路程。(2)斜面较长,小车在斜面上运动的时间较长;斜面保持较小坡度,小车下滑的速度较慢,运动的时间较长;故实验中斜面较长且保持较小的坡度便于准确测量时间,减小误差。(3)小车过了A点才开始计时,所测时间偏小,路程准确,根据$v=\frac{s}{t}$知,算出的平均速度$v_{AC}$偏大。(4)全程的路程$s_1=1.2\ \mathrm{m},s_2=s_{BC}=\frac{1}{2}s_1=\frac{1}{2}×1.2\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{m}$,由图可知,$t_{AC}=5\ \mathrm{s},t_{BC}=2\ \mathrm{s}$,则$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.3\ \mathrm{m/s}$,$v_1=\frac{s_1}{t_{AC}}=\frac{1.2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.24\ \mathrm{m/s}$。(5)小车沿斜面下滑时做变速直线运动,其速度一直在增大,故B正确。
解析 (1)平均速度的计算公式为$v=\frac{s}{t}$,实验中需要用电子秒表测小车运动的时间,用刻度尺测小车运动的路程。(2)斜面较长,小车在斜面上运动的时间较长;斜面保持较小坡度,小车下滑的速度较慢,运动的时间较长;故实验中斜面较长且保持较小的坡度便于准确测量时间,减小误差。(3)小车过了A点才开始计时,所测时间偏小,路程准确,根据$v=\frac{s}{t}$知,算出的平均速度$v_{AC}$偏大。(4)全程的路程$s_1=1.2\ \mathrm{m},s_2=s_{BC}=\frac{1}{2}s_1=\frac{1}{2}×1.2\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{m}$,由图可知,$t_{AC}=5\ \mathrm{s},t_{BC}=2\ \mathrm{s}$,则$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.3\ \mathrm{m/s}$,$v_1=\frac{s_1}{t_{AC}}=\frac{1.2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.24\ \mathrm{m/s}$。(5)小车沿斜面下滑时做变速直线运动,其速度一直在增大,故B正确。
解析
【分析】
本题围绕“测小车的平均速度”实验展开，需结合实验原理、器材选择、操作目的、误差分析、速度计算及运动图像判断逐一解答。解题思路：①根据实验原理$v=\frac{s}{t}$，确定测量路程和时间的器材；②理解斜面坡度对小车运动时间的影响，明确减小误差的方法；③分析计时时机对时间测量的影响，结合速度公式判断速度偏差；④找到对应路段的路程和时间，代入公式计算平均速度；⑤根据小车下滑的运动性质（加速）匹配对应运动图像。
【解析】
(1) 测平均速度的实验原理是$v=\frac{s}{t}$，实验中需测量小车运动的路程和时间，因此除测时间的电子秒表外，还需要测路程的刻度尺；
(2) 斜面保持较小坡度时，小车下滑速度较慢，运动时间会增长，便于准确测量时间，从而减小误差；
(3) 若小车过了A点才开始计时，测得的AC段时间$t_{AC}$偏小，而AC段路程$s_{AC}$准确，根据$v=\frac{s}{t}$，计算出的平均速度$v_{AC}$会偏大；
(4) 由题意知，全程路程$s_1=1.2\ \mathrm{m}$，下半段路程$s_{BC}=\frac{1}{2}s_1=0.6\ \mathrm{m}$；由图可知，$t_{AC}=5\ \mathrm{s}$，$t_{BC}=2\ \mathrm{s}$，则下半段平均速度$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.3\ \mathrm{m/s}$，全程平均速度$v_{AC}=\frac{s_1}{t_{AC}}=\frac{1.2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.24\ \mathrm{m/s}$；
(5) 小车沿斜面下滑时做加速直线运动，速度逐渐增大，分析图像：A为匀速直线运动，B为速度增大的加速运动，C为静止后匀速，D为减速，故正确的是B。
【答案】(1)刻度尺 (2)增长 (3)大 (4)0.3；0.24 (5)B
【知识点】测量平均速度、速度的计算、运动图像
【点评】本题是力学基础实验的典型考题，全面考查“测小车平均速度”实验的核心知识点，涵盖实验器材、操作要点、误差分析、速度计算及运动图像判断，需熟练掌握实验原理和各环节逻辑关系。
【难度系数】0.6
本题围绕“测小车的平均速度”实验展开，需结合实验原理、器材选择、操作目的、误差分析、速度计算及运动图像判断逐一解答。解题思路：①根据实验原理$v=\frac{s}{t}$，确定测量路程和时间的器材；②理解斜面坡度对小车运动时间的影响，明确减小误差的方法；③分析计时时机对时间测量的影响，结合速度公式判断速度偏差；④找到对应路段的路程和时间，代入公式计算平均速度；⑤根据小车下滑的运动性质（加速）匹配对应运动图像。
【解析】
(1) 测平均速度的实验原理是$v=\frac{s}{t}$，实验中需测量小车运动的路程和时间，因此除测时间的电子秒表外，还需要测路程的刻度尺；
(2) 斜面保持较小坡度时，小车下滑速度较慢，运动时间会增长，便于准确测量时间，从而减小误差；
(3) 若小车过了A点才开始计时，测得的AC段时间$t_{AC}$偏小，而AC段路程$s_{AC}$准确，根据$v=\frac{s}{t}$，计算出的平均速度$v_{AC}$会偏大；
(4) 由题意知，全程路程$s_1=1.2\ \mathrm{m}$，下半段路程$s_{BC}=\frac{1}{2}s_1=0.6\ \mathrm{m}$；由图可知，$t_{AC}=5\ \mathrm{s}$，$t_{BC}=2\ \mathrm{s}$，则下半段平均速度$v_{BC}=\frac{s_{BC}}{t_{BC}}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.3\ \mathrm{m/s}$，全程平均速度$v_{AC}=\frac{s_1}{t_{AC}}=\frac{1.2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.24\ \mathrm{m/s}$；
(5) 小车沿斜面下滑时做加速直线运动，速度逐渐增大，分析图像：A为匀速直线运动，B为速度增大的加速运动，C为静止后匀速，D为减速，故正确的是B。
【答案】(1)刻度尺 (2)增长 (3)大 (4)0.3；0.24 (5)B
【知识点】测量平均速度、速度的计算、运动图像
【点评】本题是力学基础实验的典型考题，全面考查“测小车平均速度”实验的核心知识点，涵盖实验器材、操作要点、误差分析、速度计算及运动图像判断，需熟练掌握实验原理和各环节逻辑关系。
【难度系数】0.6
