2027年中考物理苏科版一轮复习专题讲义专题05 机械运动
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内容正文:
2027届中考物理(苏科版2024)一轮复习专题讲义
专题 05 机械运动
适用版本:苏科版2024
建议用时:90分钟
题量:40题
专题编号:05
■ 板块一 内容概览
本专题围绕“机械运动”展开,主要包括长度与时间的测量、运动的描述、运动的快慢、平均速度的测量。通过本专题复习,帮助学生建立“运动是绝对的、静止是相对的”这一运动观念,掌握刻度尺与停表的规范使用、参照物的选择、速度公式与运动图像分析,以及测量平均速度的实验探究能力,为后续力学学习打下基础。
模块
核心内容
学习要求
长度与时间测量
长度单位换算、刻度尺“五会”、特殊方法、停表、误差
会用刻度尺和停表,能区分误差与错误
运动的描述
机械运动、参照物七原则、运动和静止的相对性
能选择参照物判断物体的运动与静止
运动的快慢
速度、速度公式、单位换算、匀速与变速、运动图像
能用速度公式计算,会分析 s-t、v-t 图像
平均速度测量
实验原理、斜面实验、数据处理、现代测速
会测量平均速度,理解变速直线运动
■ 板块二 考情分析
考查形式
高频考点
分值占比
难度
选择题
参照物判断、长度估测、速度单位、运动图像
约 2~3 分/题
易~中
填空题
刻度尺与停表读数、速度计算、相对运动
约 2~3 分/题
中
实验探究题
测量平均速度、气泡与纸锥运动探究
约 5~8 分/题
中偏难
综合应用题
s-t/v-t 图像、多过程速度计算、相遇问题
约 4~6 分/题
难
命题趋势
机械运动是中考力学的开篇与必考内容,常结合生活情境(百米赛跑、高铁、汽车导航)、科技热点(火箭回收、空中加油、天舟飞船、同步卫星)和传统文化(诗词中的运动)命题,图像分析与参照物判断是高频增长点。备考时应重视刻度尺与停表的规范读数、速度公式中 v、s、t 的同一过程对应、s-t 与 v-t 图像的物理意义,以及平均速度测量实验中“下半段速度更大”的结论,切忌把平均速度当成速度的平均值。
■ 板块三 知识结构思维导图
考点一 长度与时间的测量
测量的意义:人们认识事物离不开比较,测量就是把待测物理量与公认的标准量进行比较。为了便于交流,国际上规定了一套统一的单位,叫国际单位制(SI)。
1. 长度的单位
长度的基本单位是米,符号 m。常用单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米,它们与米的换算关系如下。
单位
符号
与米的换算关系
千米
km
米
m
国际单位制基本单位
分米
dm
厘米
cm
毫米
mm
微米
μm
纳米
nm
◆ 重难诠释
单位换算口诀:“数字不变,乘进率,换单位”。大单位化小单位乘进率,小单位化大单位除以进率,进率带的指数要写规范。
2. 刻度尺的使用(“五会”)
刻度尺的零刻度线、量程、分度值与单位
要领
操作要点
会选
根据被测长度和要求的精确程度,选择量程、分度值合适的刻度尺;分度值越小越精确。
会放
刻度尺放正、不歪斜,刻度线紧贴被测物体;零刻度线(或某一整刻度线)对准被测物体的一端。
会看
读数时视线要与尺面垂直,不能斜视,否则读数偏大或偏小。
会读
先读出准确值,再估读到分度值的下一位;估读位即使是“0”也不能省略。
会记
记录结果由准确值、估读值和单位组成,没有单位的记录是没有意义的。
3. 长度的估测
估测时可借助身体或身边熟悉的物体作为“标尺”,记住几个常见长度:
物体
参考长度
一支新铅笔
约 17.5 cm
中学生手掌宽
约 10 cm
课桌高度
约 0.8 m
一层楼高度
约 3 m
中学生身高
约 1.6~1.7 m
物理课本长
约 26 cm
4. 长度测量的特殊方法
方法
操作要点与记忆比喻
示意图
积累法
(测多算少)
把 n 个相同的微小量叠在一起测出总长度 L,再除以 n 得到单个量。比喻“聚沙成塔”,用于测纸张厚度、细铜丝直径。
平移法
(夹法)
用三角板和直尺把不便直接测量的长度“平移”到刻度尺上。用于测球的直径、圆锥的高度。
化曲为直法
用无弹性的棉线与曲线完全重合,再把棉线拉直测量。用于测地图上铁路、河流的长度。
—
滚轮法
用已知周长 C 的轮子沿曲线滚动,数出圈数 n,曲线长为 nC。用于测跑道长度、汽车里程。
—
化整为零法
把长物体分成若干等份,测出一份长度再乘份数。用于测家到学校的距离。
—
5. 时间的测量
时间的基本单位是秒,符号 s。常用单位还有小时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
注意区分“时刻”和“时间”:时刻是某一瞬间(如 8:00 上课),在时间轴上是一个点;时间是两个时刻之间的间隔,在时间轴上是一段线段。
机械停表:转柄、分针(小盘)、秒针(大盘)
◆ 重难诠释
机械停表读数:小盘读分钟、大盘读秒,两盘示数相加。小盘指针过半分钟刻度时,大盘读 30~60 s;未过半分钟时读 0~30 s。停表不需要估读。
6. 误差
项目
含义
特点
处理方法
误差
测量值与真实值之间的差异
与测量工具、测量方法、测量者有关,只能减小、不能避免
多次测量求平均值、选用精密工具、改进测量方法
错误
测量方法或读数不正确造成的偏差
是人为失误,本来可以避免
遵守操作规则、认真读数记录即可避免
▲ 误差 ≠ 错误
误差是客观存在的,再精密的仪器、再仔细的测量也会有误差;错误是没有遵守规则造成的,是可以避免的。多次测量求平均值时,先剔除错误数据,再对剩余数据平均,结果保留与原测量相同的位数。
考点二 运动的描述
1. 机械运动
物体位置随时间的变化叫做机械运动。它是宇宙中最普遍的现象,一切物体都在运动,绝对静止的物体是不存在的。
2. 参照物
判断一个物体是运动还是静止,要先选一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
原则
内容
排己原则
研究对象自身不能作参照物,否则任何物体都永远静止。
假定原则
参照物一旦选定,就假定它是静止的,再看研究对象相对它的位置是否变化。
任意原则
参照物可以任意选择,运动的或静止的物体都可以。
不唯一原则
同一物体选择不同参照物,运动情况的判断可能不同。
方便原则
通常选地面或固定在地面上的物体作参照物,便于研究。
具体原则
参照物必须是具体物体,不能选“天空”“宇宙”等抽象对象。
同一原则
比较多个物体的运动时,应选择同一个参照物。
3. 运动和静止的相对性
同一个物体,所选参照物不同,结论可能不同,这就是运动和静止的相对性。物体相对参照物位置改变就是运动,位置不变就是静止。
情景
相对运动分析
地球同步卫星
绕地球转动的周期与地球自转周期相同,相对地球静止,相对太阳运动。
空中加油机
加油机与受油机同速、同向飞行,彼此相对静止,才能安全加油。
接力赛交接棒
两名运动员同速同向奔跑时相对静止,交接棒最稳。
拍摄“腾云驾雾”
演员相对镜头静止,背景快速向后移动,观众便感觉演员在快速运动。
风洞实验
飞机模型固定不动,让高速气流流过,模拟飞机在空中飞行。
以路灯为参照物判断车厢内 X、Y 的运动方向
▲ 运动是绝对的,静止是相对的
一切物体都在运动,我们说的“静止”只是物体相对于所选参照物位置没有变化。判断口诀:“一看选谁作参照,二看位置变没变,变则运动、不变则静”。
考点三 运动的快慢
1. 比较物体运动快慢的方法
方法
判断规则
实例
相同路程比时间
路程相同时,所用时间越短,运动越快。
百米赛跑计时,时间短者胜
相同时间比路程
时间相同时,通过的路程越大,运动越快。
同一时间内跑在前面的快
单位时间比路程
用路程与时间之比(速度)统一比较。
速度越大,运动越快
2. 速度
路程与时间之比叫做速度,它是描述物体运动快慢的物理量。
单位:速度的基本单位是米每秒(m/s),交通运输中常用千米每小时(km/h)。
◆ 重难诠释
公式中 v、s、t 必须对应同一个物体、同一段路程(或同一段时间)。换算技巧:m/s 化 km/h 乘 3.6,km/h 化 m/s 除以 3.6。
3. 匀速直线运动
物体沿直线且速度大小不变的运动,叫匀速直线运动,是一种理想状态。匀速运动中任意时刻、任意路段的速度都相同,路程与时间成正比。
匀速直线运动的 v-t 图像(水平直线)与 s-t 图像(过原点直线)
4. 变速直线运动与平均速度
物体速度发生变化的直线运动叫变速直线运动。在粗略研究时,用平均速度描述其在某段路程内的平均快慢程度。
▲ 平均速度不是速度的平均值
平均速度必须用“某段总路程除以对应的总时间”,绝不能把几段速度相加后除以个数。求下半段平均速度时,时间要用全程时间减去上半段时间,而不是把全程和上半段速度平均。
5. 匀速与变速、运动图像对比
比较项
匀速直线运动
变速直线运动
速度特点
大小、方向都不变
速度大小或方向发生变化
s-t 图像
过原点的倾斜直线,斜率即速度
曲线或折线,斜率变化
v-t 图像
平行于时间轴的水平直线
不平行于时间轴的线
平均速度
各段速度都相等
总路程除以总时间
实际意义
理想化模型,现实中少见
生活中的运动大多是变速运动
图像
坐标轴
物理意义
s-t 图像
纵轴是路程 s、横轴是时间 t
直线斜率表示速度;水平线段表示静止;交点表示两物体相遇。
v-t 图像
纵轴是速度 v、横轴是时间 t
水平线段表示匀速;图线与时间轴围成的面积表示路程。
从 s-t 图像比较甲、乙的速度
考点四 平均速度的测量
1. 实验原理与器材
测量物体沿斜面运动的平均速度,依据速度公式:
用刻度尺测量小车通过的路程 s,用停表测量小车运动所用的时间 t,再代入公式计算。
器材
作用
刻度尺
测量小车通过的路程(车头到车头)
停表
测量小车运动的时间
斜面、木块
斜面搭在木块上形成一定坡度,让小车下滑
小车、金属片
小车为研究对象;金属片放在终点,撞击发声便于计时
2. 实验装置与步骤
斜面实验装置:sAC 为全程、sAB 为上半段,金属片定位
①使斜面保持很小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,测出全程 sAC;②测量小车从顶端滑下撞击金属片的时间 tAC;③把金属片移到中点 B,测出上半段路程 sAB 和时间 tAB;④用减法得到下半段路程 sBC 和时间 tBC,分别计算各段平均速度。
3. 数据处理与结论
小车在全程与上半段的路程、时间示意
路段
路程
时间
平均速度
全程 AC
sAC
tAC
上半段 AB
sAB
tAB
下半段 BC
◆ 重难诠释
实验结论:vBC > vAC > vAB,小车沿斜面下滑时速度越来越大,做变速(加速)直线运动。下半段速度最大,上半段速度最小。
4. 实验注意事项
注意点
原因
斜面坡度要小
小车下滑速度慢、运动时间长,便于准确计时,减小时间测量误差。
金属片放在终点
小车撞击金属片发出声响,便于准确判断到达终点的时刻。
同一位置释放
每次测量都让小车从同一顶端由静止释放,保证各次路程相同。
路程量车头到车头
以小车上同一位置(如车头)为基准读数,才是真实运动距离。
下半段时间用减法
小车从 B 点开始已有速度,无法由静止测 tBC,用 tAC−tAB 得到。
5. 现代测速方法
方法
原理
超声波测速
利用超声波发射与接收的时间差,算出物体的距离和速度。
频闪摄影
每隔相等时间(如 0.2 s)拍摄一次,由相邻影像的间距判断速度变化。
GPS 测速
通过定位系统连续记录位置和时间,自动计算瞬时速度与平均速度。
频闪摄影:相邻影像时间间隔相等
玻璃管中气泡运动的测量装置
■ 板块五 考向分类(例题 · 变式)
考向一 长度与时间的测量
【例题1】
利用以下器材组合,不能较准确测出如图所示干电池的长度和直径的是( )
①一把刻度尺;
②两把三角尺;
③一根无弹性棉线;
④一根有弹性橡皮筋;
⑤一张A4纸。
A.①② B.②③ C.②⑤ D.①④
【变式1-1】
小明四次测量物理课本的宽度,结果分别为18.51cm、18.50cm、18.10cm、18.50cm,下列说法正确的是( )
A.小明所用刻度尺的分度值是1cm
B.18.50cm中最后一位“0”无意义,可以去掉
C.多次测量的数据中18.51cm是错误数据
D.最后结果应记作18.50cm
【变式1-2】
下列关于误差的说法,正确的是( )
A.使用更精密的测量工具,就可以避免误差的产生
B.测量时操作错误会产生误差,因此误差总是存在的
C.多次测量求平均值可以减小由于测量者估读而产生的误差
D.在探究光的折射规律的实验中,多次实验的目的是为了减小误差
【例题2】
为了选择合身的衣服,往往需要测量各处长度。
(1)小波采取“化曲为直”的方法用一根绳量取了领口长度,用A、B两把不同的刻度尺测量,选择更精确的刻度尺,读数为 cm;
(2)小波用同一把刻度尺测量同一袖子长度,记录了五个数据:58.84cm、58.83cm、58.8cm、58.84cm、58.82cm,测量结果为 cm;
(3)小波查看爸爸的一件衬衫号型为“175/96A”:其中“175”表示适合身高175cm,“A”表示一般体型,“96”表示 。
A.上臂周长96cm
B.肩膀宽96cm
C.胸围96cm
D.脖子周长96cm
【变式2-1】
正确写字姿势的“三个一”:眼离书本一尺远,胸离书桌一拳远,手离笔尖一寸远,如图所示。关于“眼离书本一尺远”的估算最合理的是( )
A.约10cm B.约30cm C.约60cm D.约100cm
【变式2-2】
一件衬衫的号型为“170/88A”。其中“170”表示适合身高170cm,“A”表示适用一般体型,“88”表示( )
A.胸围88cm B.肩膀宽88cm
C.上臂周长88cm D.脖子周长88cm
考向二 参照物与运动的相对性
【例题1】
2026年7月10日长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,随后将卫星送入预定轨道,其火箭一子级在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。如图所示,火箭一子级正在徐徐下落,如果认为海上的回收架是运动的,则所选的参照物是( )
A.火箭一子级 B.陆地
C.海面 D.回收架本身
【变式1-1】
将来,依托人工智能技术,我国研发的“忠诚僚机”FH﹣97A无人机将与有人驾驶歼20战斗机“比翼齐飞”(即相对静止),如图所示。若认为FH﹣97A无人机是静止的,则选取的参照物是( )
A.歼20战斗机 B.FH﹣97A无人机
C.地球 D.太阳
【变式1-2】
如图所示,这是歼﹣35舰载机从我国福建舰上电磁弹射起飞的场景。起飞的舰载机上的飞行员看到甲板上的地勤人员在快速向后退,他选择的参照物是( )
A.云朵 B.地勤人员 C.舰载机 D.航母甲板
【例题2】
空中加油机是给飞行中的飞机补加燃料的飞机,其作用可使受油机增大航程,延长续航时间,增加有效载重,以提高航空兵的作战能力。如图所示是我国自主研制的运﹣20空中加油机给多架战斗机加油的场景。说“战斗机是静止的”所选择的参照物是( )
A.大地 B.太阳
C.运﹣20加油机 D.空中飞行的小鸟
【变式2-1】
2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示,在返回舱靠近东风着陆场的过程中,舱内宇航员认为自己是静止的,所选的参照物是( )
A.“天宫”空间站 B.返回舱
C.地面搜救人员 D.东风着陆场
【变式2-2】
巴黎奥运会女子双人10m跳板决赛中,我国选手全红婵和陈芋汐凭着几乎完全同步的动作,一路领先,最终夺得此项比赛的金牌。如图所示是比赛的情景,若说全红婵是静止的,则参照物是( )
A.跳板 B.陈芋汐 C.现场观众 D.水池
【例题3】
以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.游云西行,而谓月之东驰
B.牛从桥上过,桥流水不流
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
【变式3-1】
小明和家人正在玄武湖划船游玩,以小明为参照物,船是静止的。要说明运动的相对性,还需要的依据是( )
A.以飞过的白鹭为参照物,小明是运动的
B.以船为参照物,小明是静止的
C.以小明的家人为参照物,船是静止的
D.以岸上的亭子为参照物,船是运动的
考向三 速度与运动图像
【例题1】
随着科技的发展,许多汽车都配备有定速巡航系统,即司机可以不用踩油门踏板就自动地保持车辆以固定的速度直线行驶。减轻了疲劳,节省燃料。图中,描述这种运动形式的是( )
A.乙与丁 B.甲与丙 C.乙与丙 D.丙与丁
【变式1-1】
如图所示,小明用注水玻璃管(M、N分别为管的两端)研究“气泡的运动速度”,下列说法正确的是( )
A.为便于实验,应设法让气泡更快地向上运动
B.计时的起点离管口一段距离,可以方便计时
C.注水玻璃管内气泡全程(M端到N端)都在做匀速直线运动
D.为研究气泡的运动速度,玻璃管上各相邻标记间的距离不相等更方便实验
【变式1-2】
如图所示,天舟六号货运飞船距离天和核心舱19m,正以相对核心舱0.2m/s的速度向核心舱匀速直线运行。下列说法中正确的是( )
A.9.5s后天舟六号到达天和核心舱
B.以天和核心舱为参照物,天舟六号是静止的
C.以天舟六号为参照物,天和核心舱是静止的
D.以天舟六号为参照物,天和核心舱是运动的
【例题2】
最新发布的《中国居民膳食指南》中提倡“吃动平衡,天天运动”,李老师喜欢绕东区广场行走,通过手机软件测得40min行走6000步,路程约4km.据此估计一个健康的成年人行走的平均速度和进一步长度。下列选项中最合理的一项是( )
A.6km/h 65cm B.1.5km/h 1.2cm
C.6km/h 20cm D.1.5km/h 0.6cm
【变式2-1】
百米赛跑中乙大部分时间领先,但甲最后夺冠。下列说法不正确的是( )
A.甲全程平均速度小于乙
B.可通过“相同路程比时间”判断快慢
C.可通过“相同时间比路程”判断快慢
D.可通过求路程与时间之比判断快慢
考向四 平均速度的测量
【例题1】
同学们在“研究气泡的运动速度”。如图甲所示,在长约120cm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。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,测量并记录气泡从O点运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
(1)实验时所用的测量工具是刻度尺和 。
(2)在气泡上升过程中,以气泡为参照物,玻璃管口的橡皮塞是 (选填“运动”或“静止”)的,为了便于测量,应使气泡在管内运动得较 (选填“快”或“慢”)一些。
(3)如图乙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。
①由图像可知,在记录数据过程中,第一组的气泡做 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线运动,第二组的气泡先做一段 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线运动。
②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 (选填“近”或“远”)。
【变式1-1】
为比较纸锥下落快慢,小明和小华用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成两个锥角不等的纸锥A、B。
(1)小明将A、B纸锥从同一高度、同时释放来比较纸锥下落的快慢,他应选择图 (选填“乙”或“丙”)中的放置方式;
(2)如图丁所示是小华利用频闪照相机拍摄到的某个纸锥从A处下落的运动情况,照相机每隔0.4s拍照一次;
①DF段纸锥下落的平均速度是 m/s;
②纸锥下落过程中速度变化情况大致是图像中的 。
【变式1-2】
小红利用图示的器材研究气球火箭的运动特点,气球火箭固定在长为20cm的吸管BC上,将气球充气后,静止释放,当吸管B端运动到A点时,气球火箭停下来,AB长为2m。
(1)为了测量气球火箭运动的速度,需要刻度尺和 。
(2)小红测出气球火箭运动全程AB所用的时间为2.5s,请计算此过程中气球火箭的平均速度为 m/s。
(3)小红对气球火箭的某段运动过程进行了分段测量,记录数据如表:
路程s/cm
0
20
40
60
80
100
120
140
160
时间t/s
0
0.70
1.00
1.26
1.44
1.60
1.76
1.92
2.08
分析数据发现:气球火箭从第 s开始可能做匀速直线运动,速度为 m/s。
【例题2】
在“比较纸锥下落快慢”的活动中,小明用两张等大的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形,如图甲所示,再将它们做成两个锥角不等的纸锥A和B。
纸锥
①
②
甲
乙
(1)将两个纸锥从同一高度同时释放,应该选择图乙中 (选填“a”、“b”或“a、b均可”)所示位置释放。如果活动中观察到B纸锥先落地的现象可以判断 (选填“A”或“B”)纸锥下落得快。
(2)小明还想通过测量纸锥下落速度大小的方法来比较运动的快慢,则除了刻度尺外,还需要的测量工具是 下表为实验数据记录表,其中①、②空白处应分别填写 和 。
■ 板块六 提优训练
本板块共 17 题,精选综合性强、难度较高的题目,建议限时独立完成,重点突破运动图像分析、多过程速度计算与相对运动判断。
1.小明想研究物体在下落过程中的速度变化,他用每0.5s拍摄1次的相机拍得纸锥下落的照片,记下每张照片中纸锥的位置如图所示,下列得到的结论正确的是( )
A.纸锥下落是不断加速的运动
B.纸锥从E到F运动的路程是2cm
C.从A下落到C的时间是0.5s
D.从E到F运动的平均速度是0.4m/s
2.某地修筑了一条“音乐公路”,路面上分布着许多横向凹槽,如图所示。当汽车匀速行驶时,每经过一个凹槽,车轮就会上下振动一次,从而发出不同的声音。假设该音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设定乐曲为时长20s的《歌唱祖国》,音符“la”的频率为440Hz。下列说法不正确的是( )
A.该音乐公路的总长约为300m
B.车速保持不变,若想发出330Hz的“mi”音,应减小相邻凹槽间的距离
C.路面上凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计
D.汽车发出“la”这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离约为3.4cm
3.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图象如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动
②第4s时甲、乙两物体的速度相等
③0~4s内乙的平均速度为2m/s
④第3s时甲在乙的后方
A.只有③④ B.只有①② C.只有①③ D.只有②④
4.各类飞行器在研发过程中,需要进行大量模拟飞行实验,如图是我国JF﹣22超高速风洞的内部,要模拟飞行的飞行器被固定在了支架上,其洞内气流速度可以达到104m/s。关于这一模拟实验,下列说法正确的是( )
A.风相对于风洞是静止的
B.风相对于飞行器是静止的
C.飞行器相对于风洞是运动的
D.飞行器相对于风是运动的
5.小红参加百米赛跑,她起跑的速度是7m/s,经过中点的速度是9m/s,最后冲刺的速度是10m/s。发令枪响后,计时员听到枪声后开始计时,测得她的成绩为12.7s。声音在空气中的传播速度为340m/s。则她跑完全程的平均速度最接近实际值的是( )
A.7.7m/s B.7.87m/s C.8.06m/s D.8.67m/s
6.甲、乙两车分别从P、Q两点同时同向运动,它们的s﹣t图像分别如图(a)、(b)所示,经过6秒甲、乙相遇。甲、乙的速度分别为v甲、v乙,P、Q间的距离为s,则不正确的是( )
A.B.
C.D.
7.小红在暑期乘坐高铁出行游览祖国的大好河山。如图所示是她坐在高铁上的情形,小红结合自己所在列车的运动情况判断窗外列车的运动情况,以下几种情况可能出现的是( )
①若小红所在列车相对地面静止,则窗外列车相对地面一定运动
②若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车相对于地面一定运动
③若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车一定与其反向运动
④若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车可能与其同向运动
A.①④ B.①③ C.②③ D.②④
8.小红坐在列车甲中,先后观察到窗外另一辆列车乙的运动情况如图所示,根据图中所示情景判断,下列情况不可能发生的是( )
A.甲和乙均相对于站台运动
B.甲相对于站台静止,乙相对于站台运动
C.甲和乙均相对于站台静止
D.甲相对于站台运动,乙相对于站台静止
9.在百米赛跑中,甲、乙两计时员站在终点线分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩,若乙的记录结果为12.3s,则甲的记录结果约为(空气中声速为340m/s)( )
A.12.0s B.12.3s C.12.6s D.12.9s
10.a、b两辆小车同时从同一地点出发,沿直线向南运动,图甲是a车运动的s﹣t图象,图乙是b车运动的v﹣t图象。下列说法错误的是( )
A.2~4s内,a车静止
B.2~4s内,b车做匀速直线运动
C.0~6s内,a车的平均速度是10m/s
D.0~2s内,以a车为参照物,b车向南运动
11.运动会上,正在进行着激烈的“4×100”接力赛,第二棒的小军看见第一棒的小明飞速向他奔来,他缓缓地向前逐渐加速,此时( )
A.小军相对于小明是静止的
B.小军相对于小明在向后运动
C.小明相对于小军向后运动
D.小军相对于地面在向后运动
12.如图所示为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图,图中计时器(格式“时:分:秒”)表示飞机到达感光装置的时刻,飞机长度约为教室长度的2倍,结合图片信息,估算飞机的滑跑速度最接近( )
A.10m/s B.30m/s C.60m/s D.90m/s
13.如图所示,电视节目中“闯关游戏”的笔直通道上每隔7m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭时间分别为5s和3s。当小强正通过关卡1左侧8m远的A处时,关卡刚好放行,若他全程以2m/s的速度做匀速直线运动,则最先挡住他前进的关卡是( )
A.关卡4 B.关卡3 C.关卡2 D.关卡1
14.如图所示为A、B两个小球向右运动过程的闪频照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置,则对A、B两个小球的运动情况,判断正确的( )
A.小球A做匀速直线运动,小球B做变速运动
B.小球A在任何一段时间内的平均速度都比B的速度大
C.0~3cm的这段路程,小球A的平均速度与B运动速度相同
D.如果两球同时从同一地点开始运动,它们会在距起点5cm处第二次相遇
15.在纪念抗战胜利80周年阅兵式中,加油机、受油机保持固定队形飞过天安门城楼时的场景如图所示。说“受油机是静止的”选择的参照物是( )
A.天上的白云 B.太阳
C.天安门城楼 D.加油机
16.在“研究气泡的运动速度”实验中,小明和小华发现气泡上升有快有慢。他们很好奇,气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?通过观察做出了如下猜想:
猜想一:上升过程中,气泡运动得越来越快;
猜想二:气泡越小,它会运动得越快;
猜想三:玻璃管与水平面的倾角越大,气泡运动得越快。
小明在长约120cm的玻璃管上做上记号A、E,使AE段长度为80cm,并等分成四段。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。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,观察并测量气泡的运动情况,如图甲所示。分别改变气泡大小和倾角,测出气泡从A点到达E点的时间,实验数据记录在下表中:
表一
表二
表三
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
1
1cm
15°
15.6
6
2cm
15°
22.5
11
4cm
15°
18.2
2
30°
14.1
7
30°
14.9
12
30°
16.1
3
45°
13.7
8
45°
12.2
13
45°
12.5
4
60°
17.7
9
60°
13.8
14
60°
13.5
5
90°
29.8
10
90°
19.9
15
90°
19.1
(1)为了便于测量,应使气泡在管内运动得较 (选填“快”或“慢”)一些。
(2)为了验证猜想一,小明记录了气泡上端经过A、B、C、D、E处时秒表的示数,分别是0、4.1s、8.0s、11.9s、15.8s,由此可以推断,猜想一 (选填“正确”或“错误”);为了验证猜想二,我们可以选择实验序号 的数据来进行分析。
(3)分析表中的数据可知:当气泡长度相同,玻璃管倾角从15°增大到90°时,气泡运动的速度 ;小华根据表中数据,计算出各次实验中气泡运动的速度v,并画出了气泡运动的速度v与玻璃管倾角θ的关系图线,如图乙所示,其中图线 是1cm气泡的v﹣θ图像。
(4)小华认为气泡长度相同,玻璃管的倾角为45°时,气泡运动得最快。你同意他的说法吗? 简要说明理由 。
17.图1和图2是研究气泡沿直线运动的实验装置,其中气泡大小不同。
(1)为了确保气泡沿直线运动,应该选择图 进行实验研究。在选定实验装置后,按照以下步骤进行实验:
a.先将玻璃管右端抬高,使气泡处在右端,再把右端放在桌面上;
b.用秒表测量气泡从0cm处运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
将秒表测量的时间填入表1:
表1
从点O开始的路程s/cm
0
20
40
60
从点O开始计时的时间t/s
00
5.1
10.1
15.3
(2)根据表1中的数据,计算气泡通过各区间的时间和相应的速度,填入表2:
区间s′/cm
0~20
20~40
40~60
60~80
通过各区间的时间t'/s
5.1
①
5.2
5.1
通过各区间的速度v/(cm/s)
3.9
②
3.8
3.9
(3)实验表明:气泡在相等的时间内通过的路程近似 ,路程与时间成 ,可将气泡的运动近似看作 运动,其s﹣t图像如图3中的 所示。
(4)图4是某同学设计的实验装置,实验中仅刻度线分布与上述实验不同,重复上述实验的操作步骤,正确绘制的s﹣t图像如图3中的 所示。
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2027届中考物理(苏科版2024)一轮复习专题讲义
专题 05 机械运动
适用版本:苏科版2024
建议用时:90分钟
题量:40题
专题编号:05
■ 板块一 内容概览
本专题围绕“机械运动”展开,主要包括长度与时间的测量、运动的描述、运动的快慢、平均速度的测量。通过本专题复习,帮助学生建立“运动是绝对的、静止是相对的”这一运动观念,掌握刻度尺与停表的规范使用、参照物的选择、速度公式与运动图像分析,以及测量平均速度的实验探究能力,为后续力学学习打下基础。
模块
核心内容
学习要求
长度与时间测量
长度单位换算、刻度尺“五会”、特殊方法、停表、误差
会用刻度尺和停表,能区分误差与错误
运动的描述
机械运动、参照物七原则、运动和静止的相对性
能选择参照物判断物体的运动与静止
运动的快慢
速度、速度公式、单位换算、匀速与变速、运动图像
能用速度公式计算,会分析 s-t、v-t 图像
平均速度测量
实验原理、斜面实验、数据处理、现代测速
会测量平均速度,理解变速直线运动
■ 板块二 考情分析
考查形式
高频考点
分值占比
难度
选择题
参照物判断、长度估测、速度单位、运动图像
约 2~3 分/题
易~中
填空题
刻度尺与停表读数、速度计算、相对运动
约 2~3 分/题
中
实验探究题
测量平均速度、气泡与纸锥运动探究
约 5~8 分/题
中偏难
综合应用题
s-t/v-t 图像、多过程速度计算、相遇问题
约 4~6 分/题
难
命题趋势
机械运动是中考力学的开篇与必考内容,常结合生活情境(百米赛跑、高铁、汽车导航)、科技热点(火箭回收、空中加油、天舟飞船、同步卫星)和传统文化(诗词中的运动)命题,图像分析与参照物判断是高频增长点。备考时应重视刻度尺与停表的规范读数、速度公式中 v、s、t 的同一过程对应、s-t 与 v-t 图像的物理意义,以及平均速度测量实验中“下半段速度更大”的结论,切忌把平均速度当成速度的平均值。
■ 板块三 知识结构思维导图
考点一 长度与时间的测量
测量的意义:人们认识事物离不开比较,测量就是把待测物理量与公认的标准量进行比较。为了便于交流,国际上规定了一套统一的单位,叫国际单位制(SI)。
1. 长度的单位
长度的基本单位是米,符号 m。常用单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米,它们与米的换算关系如下。
单位
符号
与米的换算关系
千米
km
米
m
国际单位制基本单位
分米
dm
厘米
cm
毫米
mm
微米
μm
纳米
nm
◆ 重难诠释
单位换算口诀:“数字不变,乘进率,换单位”。大单位化小单位乘进率,小单位化大单位除以进率,进率带的指数要写规范。
2. 刻度尺的使用(“五会”)
刻度尺的零刻度线、量程、分度值与单位
要领
操作要点
会选
根据被测长度和要求的精确程度,选择量程、分度值合适的刻度尺;分度值越小越精确。
会放
刻度尺放正、不歪斜,刻度线紧贴被测物体;零刻度线(或某一整刻度线)对准被测物体的一端。
会看
读数时视线要与尺面垂直,不能斜视,否则读数偏大或偏小。
会读
先读出准确值,再估读到分度值的下一位;估读位即使是“0”也不能省略。
会记
记录结果由准确值、估读值和单位组成,没有单位的记录是没有意义的。
3. 长度的估测
估测时可借助身体或身边熟悉的物体作为“标尺”,记住几个常见长度:
物体
参考长度
一支新铅笔
约 17.5 cm
中学生手掌宽
约 10 cm
课桌高度
约 0.8 m
一层楼高度
约 3 m
中学生身高
约 1.6~1.7 m
物理课本长
约 26 cm
4. 长度测量的特殊方法
方法
操作要点与记忆比喻
示意图
积累法
(测多算少)
把 n 个相同的微小量叠在一起测出总长度 L,再除以 n 得到单个量。比喻“聚沙成塔”,用于测纸张厚度、细铜丝直径。
平移法
(夹法)
用三角板和直尺把不便直接测量的长度“平移”到刻度尺上。用于测球的直径、圆锥的高度。
化曲为直法
用无弹性的棉线与曲线完全重合,再把棉线拉直测量。用于测地图上铁路、河流的长度。
—
滚轮法
用已知周长 C 的轮子沿曲线滚动,数出圈数 n,曲线长为 nC。用于测跑道长度、汽车里程。
—
化整为零法
把长物体分成若干等份,测出一份长度再乘份数。用于测家到学校的距离。
—
5. 时间的测量
时间的基本单位是秒,符号 s。常用单位还有小时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
注意区分“时刻”和“时间”:时刻是某一瞬间(如 8:00 上课),在时间轴上是一个点;时间是两个时刻之间的间隔,在时间轴上是一段线段。
机械停表:转柄、分针(小盘)、秒针(大盘)
◆ 重难诠释
机械停表读数:小盘读分钟、大盘读秒,两盘示数相加。小盘指针过半分钟刻度时,大盘读 30~60 s;未过半分钟时读 0~30 s。停表不需要估读。
6. 误差
项目
含义
特点
处理方法
误差
测量值与真实值之间的差异
与测量工具、测量方法、测量者有关,只能减小、不能避免
多次测量求平均值、选用精密工具、改进测量方法
错误
测量方法或读数不正确造成的偏差
是人为失误,本来可以避免
遵守操作规则、认真读数记录即可避免
▲ 误差 ≠ 错误
误差是客观存在的,再精密的仪器、再仔细的测量也会有误差;错误是没有遵守规则造成的,是可以避免的。多次测量求平均值时,先剔除错误数据,再对剩余数据平均,结果保留与原测量相同的位数。
考点二 运动的描述
1. 机械运动
物体位置随时间的变化叫做机械运动。它是宇宙中最普遍的现象,一切物体都在运动,绝对静止的物体是不存在的。
2. 参照物
判断一个物体是运动还是静止,要先选一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
原则
内容
排己原则
研究对象自身不能作参照物,否则任何物体都永远静止。
假定原则
参照物一旦选定,就假定它是静止的,再看研究对象相对它的位置是否变化。
任意原则
参照物可以任意选择,运动的或静止的物体都可以。
不唯一原则
同一物体选择不同参照物,运动情况的判断可能不同。
方便原则
通常选地面或固定在地面上的物体作参照物,便于研究。
具体原则
参照物必须是具体物体,不能选“天空”“宇宙”等抽象对象。
同一原则
比较多个物体的运动时,应选择同一个参照物。
3. 运动和静止的相对性
同一个物体,所选参照物不同,结论可能不同,这就是运动和静止的相对性。物体相对参照物位置改变就是运动,位置不变就是静止。
情景
相对运动分析
地球同步卫星
绕地球转动的周期与地球自转周期相同,相对地球静止,相对太阳运动。
空中加油机
加油机与受油机同速、同向飞行,彼此相对静止,才能安全加油。
接力赛交接棒
两名运动员同速同向奔跑时相对静止,交接棒最稳。
拍摄“腾云驾雾”
演员相对镜头静止,背景快速向后移动,观众便感觉演员在快速运动。
风洞实验
飞机模型固定不动,让高速气流流过,模拟飞机在空中飞行。
以路灯为参照物判断车厢内 X、Y 的运动方向
▲ 运动是绝对的,静止是相对的
一切物体都在运动,我们说的“静止”只是物体相对于所选参照物位置没有变化。判断口诀:“一看选谁作参照,二看位置变没变,变则运动、不变则静”。
考点三 运动的快慢
1. 比较物体运动快慢的方法
方法
判断规则
实例
相同路程比时间
路程相同时,所用时间越短,运动越快。
百米赛跑计时,时间短者胜
相同时间比路程
时间相同时,通过的路程越大,运动越快。
同一时间内跑在前面的快
单位时间比路程
用路程与时间之比(速度)统一比较。
速度越大,运动越快
2. 速度
路程与时间之比叫做速度,它是描述物体运动快慢的物理量。
单位:速度的基本单位是米每秒(m/s),交通运输中常用千米每小时(km/h)。
◆ 重难诠释
公式中 v、s、t 必须对应同一个物体、同一段路程(或同一段时间)。换算技巧:m/s 化 km/h 乘 3.6,km/h 化 m/s 除以 3.6。
3. 匀速直线运动
物体沿直线且速度大小不变的运动,叫匀速直线运动,是一种理想状态。匀速运动中任意时刻、任意路段的速度都相同,路程与时间成正比。
匀速直线运动的 v-t 图像(水平直线)与 s-t 图像(过原点直线)
4. 变速直线运动与平均速度
物体速度发生变化的直线运动叫变速直线运动。在粗略研究时,用平均速度描述其在某段路程内的平均快慢程度。
▲ 平均速度不是速度的平均值
平均速度必须用“某段总路程除以对应的总时间”,绝不能把几段速度相加后除以个数。求下半段平均速度时,时间要用全程时间减去上半段时间,而不是把全程和上半段速度平均。
5. 匀速与变速、运动图像对比
比较项
匀速直线运动
变速直线运动
速度特点
大小、方向都不变
速度大小或方向发生变化
s-t 图像
过原点的倾斜直线,斜率即速度
曲线或折线,斜率变化
v-t 图像
平行于时间轴的水平直线
不平行于时间轴的线
平均速度
各段速度都相等
总路程除以总时间
实际意义
理想化模型,现实中少见
生活中的运动大多是变速运动
图像
坐标轴
物理意义
s-t 图像
纵轴是路程 s、横轴是时间 t
直线斜率表示速度;水平线段表示静止;交点表示两物体相遇。
v-t 图像
纵轴是速度 v、横轴是时间 t
水平线段表示匀速;图线与时间轴围成的面积表示路程。
从 s-t 图像比较甲、乙的速度
考点四 平均速度的测量
1. 实验原理与器材
测量物体沿斜面运动的平均速度,依据速度公式:
用刻度尺测量小车通过的路程 s,用停表测量小车运动所用的时间 t,再代入公式计算。
器材
作用
刻度尺
测量小车通过的路程(车头到车头)
停表
测量小车运动的时间
斜面、木块
斜面搭在木块上形成一定坡度,让小车下滑
小车、金属片
小车为研究对象;金属片放在终点,撞击发声便于计时
2. 实验装置与步骤
斜面实验装置:sAC 为全程、sAB 为上半段,金属片定位
①使斜面保持很小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,测出全程 sAC;②测量小车从顶端滑下撞击金属片的时间 tAC;③把金属片移到中点 B,测出上半段路程 sAB 和时间 tAB;④用减法得到下半段路程 sBC 和时间 tBC,分别计算各段平均速度。
3. 数据处理与结论
小车在全程与上半段的路程、时间示意
路段
路程
时间
平均速度
全程 AC
sAC
tAC
上半段 AB
sAB
tAB
下半段 BC
◆ 重难诠释
实验结论:vBC > vAC > vAB,小车沿斜面下滑时速度越来越大,做变速(加速)直线运动。下半段速度最大,上半段速度最小。
4. 实验注意事项
注意点
原因
斜面坡度要小
小车下滑速度慢、运动时间长,便于准确计时,减小时间测量误差。
金属片放在终点
小车撞击金属片发出声响,便于准确判断到达终点的时刻。
同一位置释放
每次测量都让小车从同一顶端由静止释放,保证各次路程相同。
路程量车头到车头
以小车上同一位置(如车头)为基准读数,才是真实运动距离。
下半段时间用减法
小车从 B 点开始已有速度,无法由静止测 tBC,用 tAC−tAB 得到。
5. 现代测速方法
方法
原理
超声波测速
利用超声波发射与接收的时间差,算出物体的距离和速度。
频闪摄影
每隔相等时间(如 0.2 s)拍摄一次,由相邻影像的间距判断速度变化。
GPS 测速
通过定位系统连续记录位置和时间,自动计算瞬时速度与平均速度。
频闪摄影:相邻影像时间间隔相等
玻璃管中气泡运动的测量装置
■ 板块五 考向分类(例题 · 变式)
考向一 长度与时间的测量
【例题1】
利用以下器材组合,不能较准确测出如图所示干电池的长度和直径的是( )
①一把刻度尺;
②两把三角尺;
③一根无弹性棉线;
④一根有弹性橡皮筋;
⑤一张A4纸。
A.①② B.②③ C.②⑤ D.①④
【答案】D
【解答】解:
A.①②(即一把刻度尺+两把三角尺),干电池长度可直接用刻度尺测量;测干电池的直径可以采用辅助法(或平移法),即用两把三角尺夹紧干电池,通过刻度尺读数,可以准确测量干电池的直径,能完成测量;
B.②③(即两把三角尺+一根无弹性棉线),干电池长度可通过三角尺准确测量;用无弹性棉线紧密缠绕干电池一周,测量周长后,通过计算得到直径,能完成测量;
C.②⑤(即两把三角尺+一张A4纸),干电池长度可通过三角尺准确测量;用A4纸紧密包裹干电池一周,作好标记后,展开测量周长,然后通过计算得到直径,能完成测量;
D.①④(即一把刻度尺+一根有弹性橡皮筋),干电池长度可直接用刻度尺测量;仅一把刻度尺无法准确确定圆柱体的直径位置,直接测直径时误差较大;利用有弹性橡皮筋测量周长时,橡皮筋受力会伸长,无法准确得到周长数值,所以不能较准确测出干电池的长度和直径;
综上可知,只有D项不能较准确测出干电池的长度和直径。
故选:D。
【变式1-1】
小明四次测量物理课本的宽度,结果分别为18.51cm、18.50cm、18.10cm、18.50cm,下列说法正确的是( )
A.小明所用刻度尺的分度值是1cm
B.18.50cm中最后一位“0”无意义,可以去掉
C.多次测量的数据中18.51cm是错误数据
D.最后结果应记作18.50cm
【答案】D
【解答】解:A、根据测量数据,测量值准确到 0.1cm,估读到 0.01cm,所以刻度尺的分度值是1mm,故A错误。
B、刻度尺测量时,需要估读到分度值的下一位,18.50cm 中最后一位“0”是估计值,反映了测量的精确程度,不能去掉,故B错误。
C、多次测量的数据中,18.10cm与其他数据相差较大,是错误数据,而18.51cm在合理范围内,是正确数据,故C错误。
D、去除错误数据 18.10cm 后,将 18.51cm、18.50cm、18.50cm 取平均值,18.50cm,所以最后结果应记作 18.50cm,故D正确。
故选:D。
【变式1-2】
下列关于误差的说法,正确的是( )
A.使用更精密的测量工具,就可以避免误差的产生
B.测量时操作错误会产生误差,因此误差总是存在的
C.多次测量求平均值可以减小由于测量者估读而产生的误差
D.在探究光的折射规律的实验中,多次实验的目的是为了减小误差
【答案】C
【解答】解:A、使用精密的测量工具只能减小误差,但同样会产生误差,故A错误;
B、误差是在正确测量的情况下产生的,不是由于测量中的错误操作造成的,故B错误;
C、多次测量求平均值可以减小由于测量者估读而产生的误差,故C正确;
D、在探究光的折射规律的实验中,多次实验的目的是为了寻找普遍规律,故D错误。
故选:C。
【例题2】
为了选择合身的衣服,往往需要测量各处长度。
(1)小波采取“化曲为直”的方法用一根绳量取了领口长度,用A、B两把不同的刻度尺测量,选择更精确的刻度尺,读数为 33.75 cm;
(2)小波用同一把刻度尺测量同一袖子长度,记录了五个数据:58.84cm、58.83cm、58.8cm、58.84cm、58.82cm,测量结果为 58.83 cm;
(3)小波查看爸爸的一件衬衫号型为“175/96A”:其中“175”表示适合身高175cm,“A”表示一般体型,“96”表示 C 。
A.上臂周长96cm
B.肩膀宽96cm
C.胸围96cm
D.脖子周长96cm
【答案】(1)33.75;(2)58.83;(3)C。
【解答】解:(1)刻度尺分度值越小,精度越高:A刻度尺分度值为1cm,B刻度尺分度值为1mm,所以B刻度尺更精确;
由图可知,绳子左端对齐B尺的0.00cm,右端对齐约33.75cm,所以刻度尺读数为33.75cm;
(2)长度测量中,先剔除精度错误的数据:数据58.8cm的分度值为1cm,和其余数据的分度值(1mm)不匹配,属于错误数据,需要舍去;
对剩余正确数据取平均值为,所以测量结果为58.83cm;
(3)“175”表示身高175cm;“96”表示人体的某项参数为96cm;根据生活常识,肩膀宽、上臂周长、脖子周长均小于96cm,而人体的胸围在96cm左右,所以“96”表示胸围为96cm。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)33.75;(2)58.83;(3)C。
【变式2-1】
正确写字姿势的“三个一”:眼离书本一尺远,胸离书桌一拳远,手离笔尖一寸远,如图所示。关于“眼离书本一尺远”的估算最合理的是( )
A.约10cm B.约30cm C.约60cm D.约100cm
【答案】B
【解答】解:1米等于3尺,则1尺约等于0.33m=33cm,眼离书本约30cm,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【变式2-2】
一件衬衫的号型为“170/88A”。其中“170”表示适合身高170cm,“A”表示适用一般体型,“88”表示( )
A.胸围88cm B.肩膀宽88cm
C.上臂周长88cm D.脖子周长88cm
【答案】A
【解答】解:“170/88A”,“170”表示身高170cm,“A”表示适用一般体型,“88”表示人体的某项参数为88cm;
根据生活常识,肩膀宽、上臂周长、脖子周长均小于88cm,而人体的胸围在88cm左右,所以“88”表示胸围为88cm,故A正确、BCD错误。
故选:A。
考向二 参照物与运动的相对性
【例题1】
2026年7月10日长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,随后将卫星送入预定轨道,其火箭一子级在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。如图所示,火箭一子级正在徐徐下落,如果认为海上的回收架是运动的,则所选的参照物是( )
A.火箭一子级 B.陆地
C.海面 D.回收架本身
【答案】A
【解答】解:A.火箭一子级正在徐徐下落,以下落的火箭一子级为参照物,海上回收架和火箭一子级的距离不断变小,因此回收架是运动的,故A正确;
BC、海上回收架固定在海上平台上,相对于陆地、海面的位置没有发生变化,以陆地或海面为参照物,回收架是静止的,故BC错误;
D、物理中不能选择研究对象自身作为参照物,否则物体永远是静止的,故D错误。
故选:A。
【变式1-1】
将来,依托人工智能技术,我国研发的“忠诚僚机”FH﹣97A无人机将与有人驾驶歼20战斗机“比翼齐飞”(即相对静止),如图所示。若认为FH﹣97A无人机是静止的,则选取的参照物是( )
A.歼20战斗机 B.FH﹣97A无人机
C.地球 D.太阳
【答案】A
【解答】解:A、FH﹣97A无人机和它的位置不变,以歼20为参照物,是静止的,故A正确;
B、不能选择研究对象自身为参照物,故B错误;
CD、以地球和太阳为参照物,FH﹣97A无人机和它们的位置发生改变,是运动的,故CD错误。
故选:A。
【变式1-2】
如图所示,这是歼﹣35舰载机从我国福建舰上电磁弹射起飞的场景。起飞的舰载机上的飞行员看到甲板上的地勤人员在快速向后退,他选择的参照物是( )
A.云朵 B.地勤人员 C.舰载机 D.航母甲板
【答案】C
【解答】解:A.云朵的运动状态未知,所以以云朵为参照物,无法判断地勤人员的运动状态,故A不正确;
B.参照物不能选择被研究的物体自身,所以不能选地勤人员自身作为参照物,故B不正确;
C.以舰载机为参照物,起飞过程中,地勤人员相对于舰载机的位置不断向后变化,所以飞行员会看到地勤人员快速向后退,故C正确;
D.地勤人员静止在航母甲板上,相对于航母甲板位置不发生变化,不会出现后退的现象,故D不正确。
故选:C。
【例题2】
空中加油机是给飞行中的飞机补加燃料的飞机,其作用可使受油机增大航程,延长续航时间,增加有效载重,以提高航空兵的作战能力。如图所示是我国自主研制的运﹣20空中加油机给多架战斗机加油的场景。说“战斗机是静止的”所选择的参照物是( )
A.大地 B.太阳
C.运﹣20加油机 D.空中飞行的小鸟
【答案】C
【解答】解:在加油机给战斗机加油的过程中,战斗机相对于大地、太阳和空中飞行的小鸟的位置在发生变化,是运动的,相对于运﹣20加油机的位置没有发生变化,是静止的,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【变式2-1】
2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示,在返回舱靠近东风着陆场的过程中,舱内宇航员认为自己是静止的,所选的参照物是( )
A.“天宫”空间站 B.返回舱
C.地面搜救人员 D.东风着陆场
【答案】B
【解答】解:以“天宫”空间站、地面搜救人员、东风着陆场为参照物,宇航员位置变化,是运动的;以返回舱为参照物,宇航员位置不变,是静止的。
故选:B。
【变式2-2】
巴黎奥运会女子双人10m跳板决赛中,我国选手全红婵和陈芋汐凭着几乎完全同步的动作,一路领先,最终夺得此项比赛的金牌。如图所示是比赛的情景,若说全红婵是静止的,则参照物是( )
A.跳板 B.陈芋汐 C.现场观众 D.水池
【答案】B
【解答】解:A.以跳板为参照物,全红婵的位置发生了变化,全红婵是运动的,故A错误;
B.以陈芋汐为参照物,全红婵的位置没有发生变化,全红婵是静止的,故B正确;
C.以现场观众为参照物,全红婵的位置发生了变化,全红婵是运动的,故C错误;
D.以水池为参照物,全红婵的位置发生了变化,全红婵是运动的,故D错误。
故选:B。
【例题3】
以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.游云西行,而谓月之东驰
B.牛从桥上过,桥流水不流
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
【答案】C
【解答】解:A.游云西行,而谓月之东驰,说明以向西运动的云为参照物,月亮向东运动,未体现运动的相对性,故A不符合题意。
B.牛从桥上过,桥流水不流,说明以牛为参照物,桥是运动的,河水是静止的,未体现运动的相对性,故B不符合题意;
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,说明以自己为参照物,山是运动的,以河岸为参照物,山是静止的,体现了运动的相对性,故C符合题意;
D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走,说明以竹排为参照物,两岸的山是运动的,未体现运动的相对性,故D不符合题意;
故选:C。
【变式3-1】
小明和家人正在玄武湖划船游玩,以小明为参照物,船是静止的。要说明运动的相对性,还需要的依据是( )
A.以飞过的白鹭为参照物,小明是运动的
B.以船为参照物,小明是静止的
C.以小明的家人为参照物,船是静止的
D.以岸上的亭子为参照物,船是运动的
【答案】D
【解答】解:要说明运动的相对性,即船相对参照物的位置发生改变。
A.以飞过的白鹭为参照物,说明小明是运动的,与船的运动无关,故A不符合题意;
B.以船为参照物,小明是静止的,与船的运动无关,故B不符合题意;
C.以小明的家人为参照物,船是静止的,但没有体现船的运动相对性,故C不符合题意;
D.由题意可知,以岸上的亭子为参照物,船相对岸上的亭子有位置的变化,船是运动的,可以说明运动与静止的相对性,故D符合题意。
故选:D。
考向三 速度与运动图像
【例题1】
随着科技的发展,许多汽车都配备有定速巡航系统,即司机可以不用踩油门踏板就自动地保持车辆以固定的速度直线行驶。减轻了疲劳,节省燃料。图中,描述这种运动形式的是( )
A.乙与丁 B.甲与丙 C.乙与丙 D.丙与丁
【答案】C
【解答】解:根据图示可知,甲、丙为s﹣t图像,甲图中的路程随时间不变,处于静止状态;丙图中的路程与时间成正比,物体做匀速直线运动;
乙、丁为v﹣t图像,乙图中速度不会随时间的变化而变化,物体做匀速直线运动;丁图中速度大小与时间成正比,物体做匀加速直线运动;
综上所述,乙、丙正确。
故选:C。
【变式1-1】
如图所示,小明用注水玻璃管(M、N分别为管的两端)研究“气泡的运动速度”,下列说法正确的是( )
A.为便于实验,应设法让气泡更快地向上运动
B.计时的起点离管口一段距离,可以方便计时
C.注水玻璃管内气泡全程(M端到N端)都在做匀速直线运动
D.为研究气泡的运动速度,玻璃管上各相邻标记间的距离不相等更方便实验
【答案】B
【解答】解:A、如果气泡运动得太快,会增加计时的难度,导致实验数据不准确。因此,为了便于实验,气泡的运动速度应该适中,而不是越快越好,故A错误。
B、气泡刚开始运动时可能会有一个加速过程,这时的速度不稳定。因此,选择一个离管口一段距离的位置作为计时起点,可以确保气泡已经进入稳定的匀速运动状态,从而方便计时,故B正确。
C、气泡在刚开始运动时可能会有一个加速过程,而在接近终点时可能会受到阻力的影响而减速。因此,气泡在整个过程中不一定始终做匀速直线运动,故C错误。
D、为了研究气泡的运动速度,通常需要在玻璃管上设置等距离的标记,以便于测量气泡通过每个标记的时间。如果标记之间的距离不相等,会增加数据处理的复杂性,不利于实验的准确性,故D错误。
故选:B。
【变式1-2】
如图所示,天舟六号货运飞船距离天和核心舱19m,正以相对核心舱0.2m/s的速度向核心舱匀速直线运行。下列说法中正确的是( )
A.9.5s后天舟六号到达天和核心舱
B.以天和核心舱为参照物,天舟六号是静止的
C.以天舟六号为参照物,天和核心舱是静止的
D.以天舟六号为参照物,天和核心舱是运动的
【答案】D
【解答】解:A、根据t可知所用的时间:t95s,故A错误;
B、以天和核心舱为参照物,天舟六号的位置发生了变化,是运动的,故B错误;
CD、以天舟六号为参照物,天和核心舱的位置发生了变化,是运动的,故C错误,D正确。
故选:D。
【例题2】
最新发布的《中国居民膳食指南》中提倡“吃动平衡,天天运动”,李老师喜欢绕东区广场行走,通过手机软件测得40min行走6000步,路程约4km.据此估计一个健康的成年人行走的平均速度和进一步长度。下列选项中最合理的一项是( )
A.6km/h 65cm B.1.5km/h 1.2cm
C.6km/h 20cm D.1.5km/h 0.6cm
【答案】A
【解答】解:
运动的时间t=40minh,路程s=4km=4×105cm,
则李老师行走的速度:
v6km/h,
一步的长度为66.7cm/步,最接近于65cm。
故选:A。
【变式2-1】
百米赛跑中乙大部分时间领先,但甲最后夺冠。下列说法不正确的是( )
A.甲全程平均速度小于乙
B.可通过“相同路程比时间”判断快慢
C.可通过“相同时间比路程”判断快慢
D.可通过求路程与时间之比判断快慢
【答案】A
【解答】解:A.根据题意可知,百米赛跑的全程s相同,甲最后夺冠,说明甲跑完全程所用时间更短,根据可知,甲全程平均速度大于乙,故A错误,符合题意;
B.根据题意可知,甲最后夺冠,即二者都跑完全程,比较谁先到达终点(即比较用时长短),就是通过相同路程比时间判断快慢,故B正确,不符合题意;
C.比赛过程中,同一时间点比较谁跑得更远,就是通过相同时间比路程判断快慢,故C正确,不符合题意;
D.速度是描述物体运动快慢的物理量,路程与时间的比值就是速度,因此可以通过该比值判断快慢,故D正确,不符合题意。
故选:A。
考向四 平均速度的测量
【例题1】
同学们在“研究气泡的运动速度”。如图甲所示,在长约120cm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。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,测量并记录气泡从O点运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
(1)实验时所用的测量工具是刻度尺和 秒表 。
(2)在气泡上升过程中,以气泡为参照物,玻璃管口的橡皮塞是 运动 (选填“运动”或“静止”)的,为了便于测量,应使气泡在管内运动得较 慢 (选填“快”或“慢”)一些。
(3)如图乙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。
①由图像可知,在记录数据过程中,第一组的气泡做 匀速 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线运动,第二组的气泡先做一段 加速 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线运动。
②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 (选填“近”或“远”)。
【答案】(1)秒表;
(2)运动;慢;
(3)①匀速;加速;②近。
【解答】解:(1)实验中需要记录气泡上升的时间,用秒表。
(2)以气泡为参照物时,玻璃管口的橡皮塞和参照物有位置的变化,故橡皮塞是运动的。
为了便于测量时间、应使气泡较慢些运动。
(3)从图像可知第一组的s﹣t图像是过原点的一条直线,故气泡的运动是匀速直线运动。
从图乙可知第二组气泡开始时,相同的时间通过的距离变大,故气泡做加速直线运动。
气泡从管口开始运动时,先经历加速阶段,后进入匀速阶段。若计时起点O距离管口较近,计时时气泡仍处于加速阶段,s﹣t图像不是直线;若距离管口较远,气泡已进入匀速阶段,图像为直线,因此第二组的计时起点O距离管口较近。
故答案为:(1)秒表;
(2)运动;慢;
(3)①匀速;加速;②近。
【变式1-1】
为比较纸锥下落快慢,小明和小华用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成两个锥角不等的纸锥A、B。
(1)小明将A、B纸锥从同一高度、同时释放来比较纸锥下落的快慢,他应选择图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的放置方式;
(2)如图丁所示是小华利用频闪照相机拍摄到的某个纸锥从A处下落的运动情况,照相机每隔0.4s拍照一次;
①DF段纸锥下落的平均速度是 0.25 m/s;
②纸锥下落过程中速度变化情况大致是图像中的 C 。
【答案】(1)乙;
(2)0.25;C
【解答】解:
(1)比较纸锥下落快慢时,应控制两个纸锥从同一高度同时释放,因此要以纸锥尖端作为起点基准。图乙中两个纸锥的尖端处在同一水平线上,起点高度相同;图丙中两个纸锥的尖端没有对齐,释放高度不同,会干扰下落快慢的比较,所以应选择乙。
(2)①由图丁可知刻度尺分度值为1cm,D点刻度为60.0cm,F点刻度为80.0cm,sDF=80.0cm﹣60.0cm=20.0cm=0.200m,DF间有两个拍照间隔,tDF=2×0.4s=0.8s,。
②纸锥下落时受到重力和空气阻力,开始阶段重力大于空气阻力,纸锥加速下落;随着速度增大,空气阻力也增大,当空气阻力与重力平衡时,纸锥匀速下落,所以速度先增大后保持不变,对应图像C。
故答案为:
(1)乙;
(2)0.25;C。
【变式1-2】
小红利用图示的器材研究气球火箭的运动特点,气球火箭固定在长为20cm的吸管BC上,将气球充气后,静止释放,当吸管B端运动到A点时,气球火箭停下来,AB长为2m。
(1)为了测量气球火箭运动的速度,需要刻度尺和 秒表 。
(2)小红测出气球火箭运动全程AB所用的时间为2.5s,请计算此过程中气球火箭的平均速度为 0.8 m/s。
(3)小红对气球火箭的某段运动过程进行了分段测量,记录数据如表:
路程s/cm
0
20
40
60
80
100
120
140
160
时间t/s
0
0.70
1.00
1.26
1.44
1.60
1.76
1.92
2.08
分析数据发现:气球火箭从第 1.44 s开始可能做匀速直线运动,速度为 1.25 m/s。
【答案】(1)秒表;
(2)0.8;
(3)1.44;1.25。
【解答】解:(1)用刻度尺测距离,用秒表测时间,即需要秒表;
(2)由图可知,AB长度大约是BC长的10倍,AB的长度,
故此过程中气球火箭的平均速度为.8m/s;
(3)由表中数据可知,气球火箭从第1.44s开始,路程增加20cm=0.2m,时间增加0.16s,可能做匀速直线运动,速度为;
故答案为:(1)秒表;
(2)0.8;
(3)1.44;1.25。
【例题2】
在“比较纸锥下落快慢”的活动中,小明用两张等大的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形,如图甲所示,再将它们做成两个锥角不等的纸锥A和B。
纸锥
①
②
甲
乙
(1)将两个纸锥从同一高度同时释放,应该选择图乙中 a (选填“a”、“b”或“a、b均可”)所示位置释放。如果活动中观察到B纸锥先落地的现象可以判断 B (选填“A”或“B”)纸锥下落得快。
(2)小明还想通过测量纸锥下落速度大小的方法来比较运动的快慢,则除了刻度尺外,还需要的测量工具是 秒表 下表为实验数据记录表,其中①、②空白处应分别填写 下落的高度s/m 和 下落所用时间t/s 。
【答案】(1)a;B;(2)下落的高度s/m;下落所用时间t/s。
【解答】解:(1)为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放。图a中两纸锥的下端高度相同,图b中两纸锥的上端高度相同,故应选图a的位置释放;
如果活动中观察到B纸锥先落地的现象可以判断B纸锥下落得快。
(2)由v知,需要测量路程和时间,才能得到纸锥下落速度,测量路程的工具是刻度尺,测量时间的工具是秒表;
要测量两个纸锥的下落速度,因此需要测量下落的高度s和下落所用的时间t,故表格中空缺的内容是①下落的高度s/m;②下落所用时间t/s。
故答案为:(1)a;B;(2)下落的高度s/m;下落所用时间t/s。
■ 板块六 提优训练
本板块共 17 题,精选综合性强、难度较高的题目,建议限时独立完成,完成后对照解析,重点突破运动图像分析、多过程速度计算与相对运动判断。
1.小明想研究物体在下落过程中的速度变化,他用每0.5s拍摄1次的相机拍得纸锥下落的照片,记下每张照片中纸锥的位置如图所示,下列得到的结论正确的是( )
A.纸锥下落是不断加速的运动
B.纸锥从E到F运动的路程是2cm
C.从A下落到C的时间是0.5s
D.从E到F运动的平均速度是0.4m/s
【答案】D
【解答】解:A、从A到D纸锥在相同的时间内通过的路程逐渐变大,在加速下落,从D到F纸锥在相同的时间内通过的路程相等,下落速度大小不变,故纸锥下落速度的变化情况是先变大后不变,故A错误;
B、图中,纸锥从E到F运动的路程是,故B错误;
C、每隔0.5s曝光一次,由图可知纸锥从A到C运动的时间为,故C错误;
D、从E到F运动的平均速度,故D正确。
故选:D。
2.某地修筑了一条“音乐公路”,路面上分布着许多横向凹槽,如图所示。当汽车匀速行驶时,每经过一个凹槽,车轮就会上下振动一次,从而发出不同的声音。假设该音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设定乐曲为时长20s的《歌唱祖国》,音符“la”的频率为440Hz。下列说法不正确的是( )
A.该音乐公路的总长约为300m
B.车速保持不变,若想发出330Hz的“mi”音,应减小相邻凹槽间的距离
C.路面上凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计
D.汽车发出“la”这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离约为3.4cm
【答案】B
【解答】解:A、已知汽车行驶速度为,乐曲时长,根据速度公式可得公路总长为:,故A正确;
B、“mi”的频率为f=330Hz,“la”的频率f0=440Hz。频率f和相邻凹槽间距d的关系为f,即d。速度一定,频率越小,凹槽间距越大。若想发出频率更低的“mi”,应增大相邻凹槽间距,而非减小。故B选项错误;
C、路面凹槽的疏密决定了车轮振动的频率,而频率对应乐曲的音调高低,因此凹槽疏密可以根据乐曲的音调高低设计。故C选项正确;
D、“la”的频率f0=440Hz,相邻凹槽间距为d。故D选项正确。
故选:B。
3.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图象如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动
②第4s时甲、乙两物体的速度相等
③0~4s内乙的平均速度为2m/s
④第3s时甲在乙的后方
A.只有③④ B.只有①② C.只有①③ D.只有②④
【答案】A
【解答】解:乙的s﹣t图像前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2s以后乙的s﹣t图像为水平直线说明此时乙静止,则第3s时乙的路程为8m,第4s时乙的速度为0,由图可知0﹣4s乙的平均速度为:v2m/s,故①错误,③正确;
甲的s﹣t图像是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动,由图可知0﹣4s甲的平均速度为:v′2m/s,第3s时甲的路程为s1=v′t1=2m/s×3s=6m,故②错误,④正确。
故选:A。
4.各类飞行器在研发过程中,需要进行大量模拟飞行实验,如图是我国JF﹣22超高速风洞的内部,要模拟飞行的飞行器被固定在了支架上,其洞内气流速度可以达到104m/s。关于这一模拟实验,下列说法正确的是( )
A.风相对于风洞是静止的
B.风相对于飞行器是静止的
C.飞行器相对于风洞是运动的
D.飞行器相对于风是运动的
【答案】D
【解答】解:A、风相对于风洞有位置的改变,风相对于风洞是运动的,故A错误;
B、风相对于飞行器有位置的改变,风相对于飞行器是运动的,故B错误;
C、飞行器相对于风洞位置不变,飞行器相对于风洞是静止的,故C错误;
D、飞行器相对于风有位置的改变,飞行器相对于风是运动的,故D正确。
故选:D。
5.小红参加百米赛跑,她起跑的速度是7m/s,经过中点的速度是9m/s,最后冲刺的速度是10m/s。发令枪响后,计时员听到枪声后开始计时,测得她的成绩为12.7s。声音在空气中的传播速度为340m/s。则她跑完全程的平均速度最接近实际值的是( )
A.7.7m/s B.7.87m/s C.8.06m/s D.8.67m/s
【答案】A
【解答】解:声音传播100m的时间:t10.3s,
总时间,
跑完全程的平均速度v7.7m/s。
故选:A。
6.甲、乙两车分别从P、Q两点同时同向运动,它们的s﹣t图像分别如图(a)、(b)所示,经过6秒甲、乙相遇。甲、乙的速度分别为v甲、v乙,P、Q间的距离为s,则不正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解答】解:由图象读出经过6s时,甲行驶的路程,乙行驶的路程,所以P、Q间的距离为;
根据图示可知,当t=12s时,甲通过的路程为8m;当t=6s时,乙通过的路程为12m;
甲的速度:v甲0.67m/s;
乙的速度:v乙2m/s,
比较可知,v甲<v乙,故ABC错误,D正确。
故选:D。
7.小红在暑期乘坐高铁出行游览祖国的大好河山。如图所示是她坐在高铁上的情形,小红结合自己所在列车的运动情况判断窗外列车的运动情况,以下几种情况可能出现的是( )
①若小红所在列车相对地面静止,则窗外列车相对地面一定运动
②若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车相对于地面一定运动
③若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车一定与其反向运动
④若小红所在列车相对地面运动,则窗外的列车可能与其同向运动
A.①④ B.①③ C.②③ D.②④
【答案】A
【解答】解:①若小红所在列车相对地面静止,也就是以地面为参照物,小红所在列车和地面之间没有位置改变,由图可知,窗外列车相对地面位置发生了改变,所以窗外列车相对地面一定运动,故①正确;
②③④若小红所在列车相对地面运动,也就是以地面为参照物,小红所在列车和地面之间有位置改变,由图可知,窗外列车相对地面位置可能运动也可能静止,如果是运动的话,窗外的列车可能与小红所在列车相对地面同向运动,且速度大于小红所在列车,也可能与小红所在列车相对地面运动反向,故②③错误,④正确;
故选:A。
8.小红坐在列车甲中,先后观察到窗外另一辆列车乙的运动情况如图所示,根据图中所示情景判断,下列情况不可能发生的是( )
A.甲和乙均相对于站台运动
B.甲相对于站台静止,乙相对于站台运动
C.甲和乙均相对于站台静止
D.甲相对于站台运动,乙相对于站台静止
【答案】C
【解答】解:A.当甲与乙均向前运动,且乙速度大于甲时,就是小红观察到的情况,故A不符合题意;
B.当甲相对于站台静止,乙向前运动时,就是小红观察到的情况,故B不符合题意;
C.当二者均相对于站台静止时,二者也保持相对静止,不可能观察到如图情况,故C符合题意;
D.当乙静止,甲向后运动时,即为小红观察到的情况,故D不符合题意。
故选:C。
9.在百米赛跑中,甲、乙两计时员站在终点线分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩,若乙的记录结果为12.3s,则甲的记录结果约为(空气中声速为340m/s)( )
A.12.0s B.12.3s C.12.6s D.12.9s
【答案】C
【解答】解:声音传播百米的时间为:t10.3s,
乙的记录结果为,
甲是根据烟雾计时的,光速大于声速,所以甲先开始计时,
甲的记录结果约为:;
故选:C。
10.a、b两辆小车同时从同一地点出发,沿直线向南运动,图甲是a车运动的s﹣t图象,图乙是b车运动的v﹣t图象。下列说法错误的是( )
A.2~4s内,a车静止
B.2~4s内,b车做匀速直线运动
C.0~6s内,a车的平均速度是10m/s
D.0~2s内,以a车为参照物,b车向南运动
【答案】D
【解答】解:AB、2~4s内,由图甲可知,a车处于静止状态,由图乙可知,b车处于匀速直线运动,故AB正确;
C、由图甲可知,0~6s内,a运动的路程s1=60m,时间t1=6s,则a车的平均速度v110m/s,故C正确;
D、由甲图可知,a在0~2s内,通过的路程是20m,则速度为v′10m/s,由乙图可知,b车在0~2s内速度保持5m/s不变,a车速度大于b车速度,以a车为参照物,b车向北运动,故D错误。
故选:D。
11.运动会上,正在进行着激烈的“4×100”接力赛,第二棒的小军看见第一棒的小明飞速向他奔来,他缓缓地向前逐渐加速,此时( )
A.小军相对于小明是静止的
B.小军相对于小明在向后运动
C.小明相对于小军向后运动
D.小军相对于地面在向后运动
【答案】B
【解答】解:第二棒的小军看见第一棒的小明飞速向他奔来,他缓缓地向前逐渐加速,此时两人运动的方向相同,但后面小明的速度大于前面小军的速度,若以小明为参照物,小军在向后运动,即小军相对于小明在向后运动,故B正确,A错误;
若以小军为参照物,小明在向前运动,即小明相对于小军向前运动,故C错误;若以地面为参照物,小军在向前运动,故D错误。
故选:B。
12.如图所示为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图,图中计时器(格式“时:分:秒”)表示飞机到达感光装置的时刻,飞机长度约为教室长度的2倍,结合图片信息,估算飞机的滑跑速度最接近( )
A.10m/s B.30m/s C.60m/s D.90m/s
【答案】B
【解答】解:教室长度约10m,飞机长度约为教室长度的2倍,飞机长度约20m,这段距离大约是飞机长度的7倍,为,
由图可知飞机的运动时间为4s,飞机的滑跑速度v35m/s。
故选:B。
13.如图所示,电视节目中“闯关游戏”的笔直通道上每隔7m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭时间分别为5s和3s。当小强正通过关卡1左侧8m远的A处时,关卡刚好放行,若他全程以2m/s的速度做匀速直线运动,则最先挡住他前进的关卡是( )
A.关卡4 B.关卡3 C.关卡2 D.关卡1
【答案】C
【解答】解:小强全程以2m/s的速度做匀速直线运动,小强从A点运动到关卡1所用的时间为:;
关卡放行时间是5s,小强到达关卡1只用了4s,故关卡1不会挡住小强;
每两个关卡间距离为7m,小强从A点运动到关卡2所用的时间为:;
关卡放行时间是5s,关闭时间为3s,则小强运动到关卡2时第一次关闭过了2.5s,还有0.5s的时间才放行,所以最先挡住小强的是关卡2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
14.如图所示为A、B两个小球向右运动过程的闪频照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置,则对A、B两个小球的运动情况,判断正确的( )
A.小球A做匀速直线运动,小球B做变速运动
B.小球A在任何一段时间内的平均速度都比B的速度大
C.0~3cm的这段路程,小球A的平均速度与B运动速度相同
D.如果两球同时从同一地点开始运动,它们会在距起点5cm处第二次相遇
【答案】C
【解答】解:A、A球频闪照片中两点间距越来越大,故做的是变速运动;B球频闪照片中两点间距一直不变,做的是匀速直线运动,故A错误;
B、第1秒内A的路程小于B的路程,故第1秒内A的速度小于B的速度,故B错误;
C、0~3cm的这段路程,两小球所用的时间相同,由v知小球A的平均速度与B运动速度相同,故C正确;
D、由图知A和B到达5cm的时间不同,它们不会在距起点5cm处第二次相遇,故D错误。
故选:C。
15.在纪念抗战胜利80周年阅兵式中,加油机、受油机保持固定队形飞过天安门城楼时的场景如图所示。说“受油机是静止的”选择的参照物是( )
A.天上的白云 B.太阳
C.天安门城楼 D.加油机
【答案】D
【解答】解:ABC.在加油机和受油机保持固定队形飞过天安门城楼的过程中,以天上的白云、太阳、天安门城楼为参照物,受油机相对于它们的位置均发生了变化,受油机是运动的,故ABC错误;
D.以加油机为参照物,受油机相对于加油机的位置没有发生改变,受油机是静止的,故D正确。
故选:D。
16.在“研究气泡的运动速度”实验中,小明和小华发现气泡上升有快有慢。他们很好奇,气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?通过观察做出了如下猜想:
猜想一:上升过程中,气泡运动得越来越快;
猜想二:气泡越小,它会运动得越快;
猜想三:玻璃管与水平面的倾角越大,气泡运动得越快。
小明在长约120cm的玻璃管上做上记号A、E,使AE段长度为80cm,并等分成四段。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。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,观察并测量气泡的运动情况,如图甲所示。分别改变气泡大小和倾角,测出气泡从A点到达E点的时间,实验数据记录在下表中:
表一
表二
表三
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
实验序号
气泡长度
倾角
时间t/s
1
1cm
15°
15.6
6
2cm
15°
22.5
11
4cm
15°
18.2
2
30°
14.1
7
30°
14.9
12
30°
16.1
3
45°
13.7
8
45°
12.2
13
45°
12.5
4
60°
17.7
9
60°
13.8
14
60°
13.5
5
90°
29.8
10
90°
19.9
15
90°
19.1
(1)为了便于测量,应使气泡在管内运动得较 慢 (选填“快”或“慢”)一些。
(2)为了验证猜想一,小明记录了气泡上端经过A、B、C、D、E处时秒表的示数,分别是0、4.1s、8.0s、11.9s、15.8s,由此可以推断,猜想一 错误 (选填“正确”或“错误”);为了验证猜想二,我们可以选择实验序号 1、6、11 的数据来进行分析。
(3)分析表中的数据可知:当气泡长度相同,玻璃管倾角从15°增大到90°时,气泡运动的速度 先变大后变小 ;小华根据表中数据,计算出各次实验中气泡运动的速度v,并画出了气泡运动的速度v与玻璃管倾角θ的关系图线,如图乙所示,其中图线 c 是1cm气泡的v﹣θ图像。
(4)小华认为气泡长度相同,玻璃管的倾角为45°时,气泡运动得最快。你同意他的说法吗? 不同意 简要说明理由 没有在45°附近更小地改变倾角进行探究,不一定是45°时,气泡运动得最快 。
【答案】(1)慢;(2)错误;1、6、11;(3)先变大后变小;c;(4)不同意;没有在45°附近更小地改变倾角进行探究,不一定是45°时,气泡运动得最快。
【解答】解:(1)物体运动得越慢,越易于测量时间,实验过程中时间测量不是很准确,为便于准确测量,应使气泡在管内运动得较慢;
(2)由图甲可知,气泡上端经过A、B、C、D、E处时通过的路程相同,时间分别是0、4.1s、8.0s、11.9s、15.8s,即每段对应的时间是4.1s、3.9s、3.9s、3.9s,时间不是越来越短,而在误差范围内,时间是大致相等的,故不是气泡运动得越来越快;猜想一是错误的;为了验证猜想二,改变气泡的长度,但必须控制倾角相等,故选择1、6、11等分析。
(3)同一个表中,玻璃管倾角从15°增大到90°时,时间先变短后变大,路程相同,根据速度公式知,速度先变大后变小,根据表格数据横向对比,1cm气泡90°时的时间最长,速度最小,故是图像c;
(4)气泡长度相同,玻璃管的倾角为45°左右时,时间较短,但由于没有在45°附近更小地改变倾角进行探究,不一定是45°时,气泡运动得最快。
故答案为:(1)慢;(2)错误;1、6、11;(3)先变大后变小;c;(4)不同意;没有在45°附近更小地改变倾角进行探究,不一定是45°时,气泡运动得最快。
17.图1和图2是研究气泡沿直线运动的实验装置,其中气泡大小不同。
(1)为了确保气泡沿直线运动,应该选择图 1 进行实验研究。在选定实验装置后,按照以下步骤进行实验:
a.先将玻璃管右端抬高,使气泡处在右端,再把右端放在桌面上;
b.用秒表测量气泡从0cm处运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
将秒表测量的时间填入表1:
表1
从点O开始的路程s/cm
0
20
40
60
从点O开始计时的时间t/s
00
5.1
10.1
15.3
(2)根据表1中的数据,计算气泡通过各区间的时间和相应的速度,填入表2:
区间s′/cm
0~20
20~40
40~60
60~80
通过各区间的时间t'/s
5.1
① 5.0
5.2
5.1
通过各区间的速度v/(cm/s)
3.9
② 4.0
3.8
3.9
(3)实验表明:气泡在相等的时间内通过的路程近似 相等 ,路程与时间成 正比 ,可将气泡的运动近似看作 匀速直线 运动,其s﹣t图像如图3中的 ① 所示。
(4)图4是某同学设计的实验装置,实验中仅刻度线分布与上述实验不同,重复上述实验的操作步骤,正确绘制的s﹣t图像如图3中的 ① 所示。
【答案】(1)1;
(2)5.0;4.0;
(3)相等;正比;匀速直线;①;
(4)①。
【解答】解:
研究气泡运动规律时,为了便于测量时间并使气泡沿直线运动,应选择较大的气泡,图1中气泡较大,故应选择图1进行实验。
(1)表1中给出了从点O开始的路程和对应的时间,直接记录实验数据即可。
(2)根据表1数据,20~40cm区间的时间t'=10.1s﹣5.1s=5.0s,该区间的速度。
(3)由表2数据可知,气泡在相等的时间内通过的路程近似相等,路程与时间成正比,可将气泡的运动近似看做匀速直线运动,气泡运动80cm所用时间约为20s,其s﹣t图像为过原点的倾斜直线,如图3中的①所示。
(4)图4中仅刻度线分布与上述实验不同,气泡运动的实际速度并未改变,正确绘制的s﹣t图像仍反映真实的运动规律,故s﹣t图像如图3中的①所示。
故答案为:
(1)1;
(2)5.0;4.0;
(3)相等;正比;匀速直线;①;
(4)①。
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