北师大版物理八年级上册 机械运动实验单元测试卷(解析版)

一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）
1．2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻．看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究．如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L 的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O 点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触．研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3．他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s）5101520
电压表示数（V）0.6 2.4 5.49.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4
电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8
（1）根据上述实验结果，试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式？（设比例系数为k）
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为
25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？
【来源】2009年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题（三）
【答案】（1）p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；（2）41m/s
【解析】
【分析】 【详解】 （1）．①分析数据可看出风速每增加5m/s ，电压表的示数增加量分别是1.8V 、3V 、
4.2V ，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：U ∝av 3+bv 2+cv +d ，把表中实验数据代入表达式，解得：a =0，b =0.024，c =0，d =0，即U ∝0.024v 2；
②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1kg/m 3，电压增量即为1.2V ，也就是说，含沙量与压力成正比，U ∝ρ；风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p =kρv 2，ρ为含有沙尘的空气密度，k 为比例常数．
（2）．车厢可以看做杠杆，由杠杆平衡条件得：F ×
2h =G ×2
d ，则风力F =d h G ， F =pS =kρv 2S =kρv 2hL ， v =323321.5m 5010kg 10N/kg 0.5(2.7kg/m +1.3kg/m )(3m)25m
dG k h L ρ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≈41m/s ． 答：（1）．单位面积上所受到的风力大小的关系式为p =kρv 2，ρ为含有沙尘的空气密度； （2）．风速为41m/s ．
2．如图所示，是小华和小明两同学探究“二力平衡条件”的实验．
(1)如甲图所示，小华将木块放置于水平桌面上，两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定量的钩码．小华发现，当左边悬挂三个钩码，右边悬挂两个钩码时木块A 也能保持静止．这是由于____．(每个钩码重1 N)
(2)小明认为将木块A 换成带轮子的小车，实验效果会更好，其原因是：________.
(3)换成小车后，若要使小车保持静止，应当在右侧(选填“增加”或“减少”)________1个钩码．
(4)小车处于静止后，保持两边拉力的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将扭转回来．这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在________上的条件．
【来源】2020届中考物理一轮复习专题强化：运动和力
【答案】木块与桌面的摩擦力太大导致的； 小车比木块受到的摩擦力更小； 增加； 同一直线。

【解析】
【分析】
【详解】
（1）据上面的分析可知，木块保持静止，在水平方向受到向左的拉力、向右的拉力和向右的摩擦力三个力的作用，所以木块静止不动的原因是由于木块与桌面的摩擦力太大导致的；
（2）木块A换成带轮子的小车，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦力，从而减小了摩擦对实验的影响；
（3）木块换成小车后，要使木块静止，就应该使左右两侧钩码的拉力相等，由于左边是3个钩码，右边是2个钩码，因此应该在右侧增加1个钩码；
（4）将小车扭转到如图乙所示的位置，两个拉力不在同一直线上，不能平衡，所以会扭转回来；这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在同一直线上．
3．如图所示，是小明同学设计的测量小车在固定斜面上运动的平均速度实验装置图。

小车从带有刻度的斜面顶端由静止自由下滑，图中的圆圈是小车到达A、B两处时，电子时钟所显示的两个不同的时刻，则：
（1）由图可知，斜面上的刻度尺的最小分度值为________mm；
（2）该实验原理是______________；
（3）在实验中，为了方便计时，应使斜面的倾角适当________（选填“大”或“小”）一些；
（4）由图可知：小车在A、B两点间运动的平均速度为________m/s（计算结果保留二位小数）。

【来源】湖北省潜江市2018-2019学年八年级（下）期末质量检测物理试题
【答案】1v＝
s
t
小0.13
【解析】
【详解】
(1)[1]由图知：刻度尺上一个大格是1cm，里面由有10个小格，一个小格表示1mm；
(2)[2]该实验是根据公式v＝
s
t
进行测量的；
(3)[3]若要计时方便，应使斜面的坡度小一些，使小车在斜面上通过的时间更长；
(4)[4]由图知：AB段的距离是：
s AB=90.00cm-50.00cm=40.00cm=0.4000m，
AB段所用时间为t AB=3s，所以小车在AB段的平均速度为：
v AB=AB
AB
s
t
=
0.4000m
3s
0.13m/s。

4．在课外实践活动中，小明所在的兴趣小组用闪光照相机探究锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0.2s曝光一次，拍下的照片如图所示。

（1）由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是_________________（选填“不变”、“先变大后不变”或“一直变大”）；
（2）纸锥下落过程中在A、B两位置间的实际距离为________cm，则此过程中，纸锥的平均速度为________m/s ；
（3）小组间交流时，小明发现不同小组测得纸锥下落的最大速度不同，请你猜想影响最大速度的因素可能是______（写出一个即可）。

【来源】福建省龙岩市龙岩初级中学2019-2020学年八年级（上）期中物理试题
【答案】一直变大 3.00 0.05 纸锥的质量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]纸锥在相同的时间内通过的路程一直变大，所以纸锥的运动速度一直变大；
(2)[2]由图示可知，AB间的实际距离为：
s=9.00cm−6.00cm=3.00cm；
[3]运动时间：
t=0.2s×3=0.6s，
纸锥的速度：
v=s
t
=
3.00cm
0.6s
=5cm/s=0.05m/s；
(3)[4]纸锥在下落过程中受到重力与空气阻力的作用，所以纸锥下落的速度可能跟纸锥的质量有关。

5．某小组同学探究小车沿斜面运动时的速度变化，其实验装置如图所示，把小车放在斜面顶端A处。

（1）把金属片放在斜面底端B处，测出AB的长s1＝120cm，小车从斜面顶端A处滑下达到B点撞击金属片的时间t1＝3s那么小车通过全程的平均速度v1＝_____m/s。

（2）把金属片移到AB的中点O处，测出小车从斜面顶端滑到O点处的时间t2＝2s，那么小车在上半段路程的平均速度v2＝_____m/s。

（3）小车在斜面下半段的平均速度v3＝_____m/s。

（4）实验前必须学会熟练使用停表，如果让小车过了A点才开始计时，则会使所测AO段的平均速度AO
v偏_____（选填“大”或“小”）。

（5）在测小车平均速度的各物理量时，为了减小误差，斜面的倾斜度应较_____（选填“大”或“小”）些，这是为了便于测量_____。

【来源】辽宁省辽阳市灯塔市2019-2020学年八年级（上）期末物理试题
【答案】0.4 0.3 0.6 大小时间
【解析】
【详解】
(1)[1]把金属片放在斜面底端B处，用刻度尺测出AB的长
1120cm=1.2m
s=，
又用秒表测出小车从斜面顶端A处滑下到达B点撞击金属片的时间t1＝3s，小车通过全程的平均速度
1 1
11.2m
=0.4m/s 3s
s
v
t
==；
(2)[2]把金属片移到斜面的中点，小车从斜面顶端滑到中点处的时间t2＝2s，路程
21
1.2m0.6m 2
s=⨯=；所以小车在上半段路程的平均速度
2 2
20.6m
=0.3m/s 2s
s
v
t
==；
(3)[3]小车在斜面下半段的路程
31
1.2m0.6m 2
s=⨯=，所用的时间为
33s2s1s
t=﹣＝；所以小车在斜面下半段的平均速度
3 3
30.6m
=0.6m/s 1s
s
v
t
==；
(4)[5]由图可知，若小车过了A点再计时，所测得小车通过AC段的时间偏小，路程不变，
由
s
v
t
=可知这样会使测AC段的平均速度偏大；
(5)[6][7]实验时，斜面的坡度应很小，使小车运动的时间更长，便于测量时间。

6．小军用刻度尺测量一支铅笔的长度，如图所示。

（1）图中这两种读数方式中正确的是______图，另一种读数方式会使测量结果______（选填“偏大”或 “偏小”），铅笔的长度应为______cm ；
（2）接着，小军又用这把刻度尺去测量他的物理课本的厚度，五次读数分别为0.72 cm 、0.74 cm 、0.72 cm 、0.92 cm 、0.72 cm 。

记录的五个数据中，明显错误的数据是
_________cm ，该物理课本的厚度应为________cm ，小军多次测量同一本课本并求出平均值的目的是_________；
（3）若这把刻度尺受温度的影响变化较明显，那么在严冬季节用它测量物体的长度时，其测量结果将______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【来源】广西河池市凤山县2019-2020学年八年级（上）期中检测物理试题
【答案】甲 偏大 3.40 0.92 0.73 减小误差 偏大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2[3]由图可知，乙图中刻度尺在读数时，视线没有与物体末端所对的刻度垂直，因此乙是错误的，乙图的读数偏大，甲是正确的；图甲中刻度尺的分度值为1mm ，其示数 为
3.40cm ；
(2)[4][5][6]用刻度尺测物理课本的厚度需要多次测量，多次测量的目的是取平均值减小误差；5次读数中，0.92cm 与其他数据相差较大，属错误数据，应去除，则物理课本的厚度为
0.72cm 0.74cm 0.72cm 0.72cm 0.73cm 4
L +++=≈； (3)[7]这把刻度尺受温度的影响变化较明显，由于热胀冷缩，严冬季节，尺子实际长度收缩变小，而刻度依然是原来标注的刻度，所以用其测量物体的长度时，其测量结果会偏大。

7．某同学在探究速度的变化实验中，要测自己骑自行车下坡时（不蹬脚踏板及不抓刹车手把），自行车速度的变化情况：
(1) 测量原理是____________；
(2) 根据实验要求你认为应该选择的器材有___________和__________；
(3) 该同学找了一段90m 长的下坡路，并测得一些数据，请你帮他将表格中的数据补充完整；t 2＝__________s ，v ＝____________m/s 。

（4）分析表格中的数据，你得到的结论是___________。

路程（m ）
前半程s 1＝45 后半程s 2＝45 全程s ＝90 时间（s ） t 1＝9 t 2＝ t ＝15
速度（m/s ） v 1
＝5 v 2＝7.5 v ＝
【来源】云南省昆明实验中学2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题
【答案】v =
s t ； 刻度尺； 秒表； 6； 6； 自行车下坡时速度越来越大。

【解析】
【详解】
(1)[1] 测量原理是v =s t
； (2)[2][3]根据测量原理可知要测量长度和时间，故应该选择的器材有刻度尺和秒表；
(3)[4]后半程速度为
22
2
45m 6s 7.5m/s s t v [5]全程平均速度为 90m 6m/s 15m/s s
v t
(4)[6]比较1v 、 2v 可知自行车下坡时速度越来越大。

8．如图所示，在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A 点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B 点和C 点的时间，即可算出小车在各段的平均速度。

（1）图中AB 段的距离s AB ＝______ cm ，测得时间t AB ＝1.6s ，则AB 段的平均速度v AB =____cm/s 。

（2）如果小车过了B 点停止计时，则测得的平均速度v AB 会偏_____（选填“大”或“小”）。

（3）实验中应多次测量，每次测量时必须让小车从A 处由 _____状态开始下滑。

（4）实验中可以发现v BC __________v AC 。

（选填“＞”、“＜”或“＝”）
【来源】山西省阳泉市2019-2020学年八年级（上）期末考试物理试题
【答案】40.0 25.0 小 静止 ＞
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图知道，刻度尺的分度值为1cm，所以，AB段的距离是：
s AB =80.0cm-40.0cm=40.0cm，
[2]由于测得运动时间是t AB =1.6s，所以，AB段的平均速度是：
AB
AB
AB
40cm
1.6
25cm/
s
s
s
v
t
===，
(2)[3]如果小车过了B点才停止计时，则测得时间偏大，根据
s
v
t
=知道，测得AB段的平均速度v AB会偏小；
(3)[4]实验中应多次测量，应保证小车每次通过的距离相等，故每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑；
(4)[5]小车从A到C的过程中做加速运动，速度越来越大，故在BC段的速度大于AC段的速度，即v BC＞v AC。

9．如图所示是小明探究玻璃管中气泡运动规律的实验装置。

（1）为了判断气泡是否做匀速直线运动，需要测量气泡运动的路程和时间，测量时间的工具是____。

实验小组的同学在讨论实验方案时，提出了以下方案，你认为方案____更合适；
方案一：测量气泡从O点运动到10cm、20cm、30cm和40cm处所用的时间；
方案二：测量气泡从计时开始2s、4s、6s和8s所通过的距离。

（2）实验中，在如图玻璃管上应选择线____（甲/乙)作为起点O更合理；气泡上升过程中，若以气泡为参照物，玻璃管口的塞子是向____运动的；
（3）小明在记录气泡上升一段路程后的实验数据如下表所示：
从O点到开始的距离s/m010203040
从O点到开始的时间t/s0 1.24 2.50 3.76 5.02
根据实验数据可归纳出：气泡上升一段路程后，气泡的运动可以近似看做是____运动，依
据是____；小明发现其他小组实验中气泡运动的速度与自己的不同，可能原因是____。

【来源】江苏省盐城市盐都区2019-2020学年八年级（上）期末考试物理试题
【答案】秒表 一 乙 下 匀速直线运动 相同时间内路程相等（合理即可得分） 气泡的大小不同，或玻璃管竖直程度不同（其它合理解释也可得分）
【解析】
【详解】
(1)[1]根据题意知道，需要测量气泡运动的路程和时间，所以，需要测量时间的工具秒表；
[2]由实验过程知道，在运动过程中，用秒表记录时间比用刻度尺测量距离更容易操作，所以，最好的方案是测量气泡从O 点运动到10cm 、20cm 、30cm 和40cm 处所用的时间，即方案一更合适；
(2)[3]为便于测量，应使气泡在管内运动的较慢。

实验中，气泡是从静止开始运动的，所以，要等它运动起来之后再开始记录时间和距离，故在玻璃管上应选择线乙作为起点O 更合理；
[4]气泡上升过程中，若以气泡为参照物，上端玻璃管口的塞子位置改变，而离气泡越来越近，所以此时塞子是向下运动的；
(3)[5][6]通过数据分析发现，气泡上升一段路程后，路程随着运动时间的增加而增加，且路程与时间的比值接近，所以，气泡的运动可以近似看做是匀速直线运动；
[7]影响气泡运动的速度的因素有很多，如气泡的大小不同，或玻璃管竖直程度不同等，都可以使气泡速度不同。

10．小嘉在“测小车平均速度”的实验中，设计了如图 所示的实验装置：小车从斜面顶端由静止下滑，图中的甲、乙、丙分别是小车出发、经过中点、到达档板时电子表的显示(数字分别表示“小时：分：秒”)，则：
(1)实验原理：_________________________.
(2)实验中，应使斜面的坡度较小，这样是为了便于测量_________________________.
(3)小车通过全程的平均速度 v =________m/s ；路程1s 正好是全部路程的一半，则小车通过1s 段的平均速度1v =________m/s ；
(4)测小车通过的路程时，如果从开始计时时的车头量到计时结束时的车尾，则测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”) ．
【来源】广东省广州市荔湾区2019-2020学年八年级（上）期末考试物理试题
【答案】s v t
时间 0.24 0.2 偏小
【解析】
【详解】
(1)[1]该实验测小车平均速度的实验原理是s v t
=； (2)[2]斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应较小；
(3)[3]由题图可知，全称的路程是 1.2m 120cm s ==，5t s =，全程的平均速度为：
120cm 24cm/s 0.24m/s 5s
s t v ====； [4]由题意可知，10.6m 60cm s ==，13t s =，小车通过1s 段的平均速度是：
11160cm 20cm/s 0.2m/s 3s
v s t ====； (4)[5]正确的测量方法是从开始计时时的车头量到计时结束时的车头，所以如果从开始计时时的车头量到计时结束时的车尾，会导致测量出的路程偏小。