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1、实验题 (6分)用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长。十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现在一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:
(1).测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的长度成______ 比,与材料的截面积成__ 比。
(2).上述金属细杆承受的最大拉力为_________________ N。
参考答案:(1)正、反?(各1分)?(2)10000?(4分)
本题解析:
(1)从长度1m与2m对照来看,横截面相同,相同外力时伸长之比为 1:2,则拉力作用后其伸长与材料的长度成正比;
从第一根与第三根对比对照来看,横截面面积之比为1:2,相同外力时伸长之比为 2:1,则拉力作用后其伸长与截面积成反比;
(2)根据上面规律,我们可以表达为
我们取第一根线材与4m的线材对照,得及
则
本题难度:一般
2、实验题 某同学在做“研究平抛物体的运动”实验,得到了如图所示物体的运动轨迹,O为平抛的起点,a、b为运动轨迹上的两点。则物体运动的初速度为 ?m/s,从a运动到b的时间为 ?s.(曲线上方的点为a下方的点为b)
参考答案:1m/s, 0.1s。
本题解析:平抛运动在水平方向是匀速直线运动,在竖直方向为自由落体运动,根据公式可得时间间隔,根据公式可得初速度。
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz,图乙中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示。
(1)打a段纸带时,小车的加速度为2.5m/s2。请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中长度为_________cm的一段。
(2)尽可能利用c段纸带所提供的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为_______m/s2。(结果保留两位有效数字)
参考答案:(1)2.98(3分);(2)5.0(3分)
本题解析:⑴匀加速运动接匀速运动,再接匀减速运动,最大速度应该出现在平均速度最大的时间段,即单位时间内位移最大的一段;⑵利用分别求得三个加速度值,然后求平均值。考查打点计时器纸带的处理,涉及直线运动规律的应用,难度中等。
本题难度:简单
4、实验题 (7分)某实验小组用如图甲所示的装置来做“探究物体的加速度与力、质量的关系”实验。两个相同的小车放在光滑的水平板上,前端各系一第细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。增减小盘中的砝码就可以改变小受到的合力。两个小车后端各系一条细线,用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上,使小车静止,抬起黑板擦,两个小同时开始运动,按下黑板擦,两个小车同时停下来。
(1)通过改变 ,就可以改变小车所受的合力。
(2)在探究加速度与质量的关系时,分别以 为纵坐标、 为横坐标作图像,这样就能直观地看出其关系。
(3)为减小摩擦阻力带来的实验误差,另一实验小组同学采用图乙所示的实验装置来探究当全外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系。
测出两个光电门中心之间的距离s和遮光条的宽度d,将滑块从图乙所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1,遮光条通过光电门2的时间△t2,则滑块的加速度的表达式a=?。
参考答案:(1)盘中砝码 (2)S (3)
本题解析:略
本题难度:简单
5、实验题 (8分)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,装置如图甲所示,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次测出相应的弹簧总长度。
(1)某同学通过以上测量后把6组数据描点在坐标图乙中,请作出F-L图线;
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=__________cm,劲度系数k=___________N/m。
参考答案:(1)如图所示;(2分)
(2)5,25。
本题解析:(1)用一条直线把各点连接起来,落不到直线上的点均匀分布在这条线的两侧,F-L图线如图所示;
(2)图线与横轴的截距为弹簧原长,图线的斜率为弹簧的劲度系数,为。
本题难度:一般