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1、填空题 用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17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的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就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)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为?。
(2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法??。
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约?。
参考答案:X=KFL/S(K为比例系数)(3分),控制变量法(2分), 10000N (3分)
本题解析:由表格比较长度为1m和2m,拉力为250N,横截面积都为0.05时的伸长量为0.04和0.08可知伸长量与长度正正比,同理可判断伸长量与力F成正比、与面积s成反比(2)控制变量法(3)新材料的长度为4m,横截面积为0.8 cm2,带入公式可知最大拉力为10000N
本题难度:一般
2、实验题 如图4所示是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带,根据图中的数据,通过计算物体在AB段、CD段和DE段的平均速度大小,判断物体运动的性质为______________。
参考答案:先加速运动后匀速运动
本题解析:判断物体的运动性质,必须从速度的变化情况着手。而平均速度能粗略地反映出运动的变化情况。通过数相邻计数点间的间隔个数,找出每段的时间,然后利用平均速度公式v=
进行计算。
vAB=
=
?cm/s=19 cm/s=0.19 m/s,
vBC=
=
?cm/s=60 cm/s=0.6 m/s,
vCD=
=
?cm/s=60 cm/s=0.60 m/s,
vDE=
=
?cm/s=59.5 cm/s=0.595 m/s。由以上计算数据可以判断出在误差允许的范围内,物体运动的性质是:先加速运动后匀速运动。
本题难度:一般
3、实验题 (9分)如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负,A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动,B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆,将细绳连接在杆的右端O点构成支架,保持杆在水平方向,按如下步骤操作:

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ;?②对两个传感器进行调零;
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数; ④取下钩码,移动传感器A改变θ角。
重复上述实验步骤,得到表格:
F1/N
| 1.001
| 0.580
| …
| 1.002
| …
|
F2/N
| -0.868
| -0.291
| …
| 0.865
| …
|
θ
| 30°
| 60°
| …
| 150°
| …
|
⑴根据表格数据,A传感器对应的是表中力?(选填“F1”或“F2”),砝码质量为?kg(保留一位有效数字);
⑵本实验中多次测量对传感器进行调零,对此操作说明正确的是?。
A.因为事先忘记调零
B.何时调零对实验结果没有影响
C.为了消除横杆自身重力对结果的影响
D.可以完全消除实验的误差
参考答案:⑴F1,0.05;⑵C
本题解析:⑴绳只能施加拉力,杆既可以施加拉力,也可以施加压力,对照表格中数据可知,F1只有正值,而F2既有正值,又有负值,所以A传感器对应的是表中力F1,又因为杆通过光滑铰链与传感器B相连,因此,杆上的弹力方向一定沿着杆,对结点O根据平衡条件有:F1sinθ=mg,将表格中数据代入,解得:m=0.05kg;
⑵实验步骤中明确提及对两个传感器进行调零,且实验中多次测量对传感器进行调零,故选项A错误;在每次测量过程中不能进行调零操作,而应在实验之前调零,故选项B错误;本实验中存在着绳子与水平杆的夹角的测量,读数时存在着偶然误差,传感器的灵敏度等致使本实验中存在着系统误差,且实验中误差是不可避免的,故选项D错误;选项C说法正确。
本题难度:一般
4、实验题 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动A使它做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的装置如图1所示,在小车A后连着纸带,长木板下垫着小木片以达到?①?。

若已得到打点纸带,并将测得各记数点间距标在下面(如图2),A为运动起始的第一点,则应选?②?段来计算A车的碰前速度,应选?③?段来计算A车和B车碰后的共同速度。(以上两空填“AB”或“BC”,或“CD”或“DE”)
参考答案:①平衡摩擦力?②BC?③DE
本题解析:(1)长木板右端下面垫放一小木片是为了平衡摩擦力,让重力沿斜面的分量平衡滑块与木板间的摩擦力;
(2)①推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;
碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度.
点评:根据碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前1独自运动的速度,确定AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后,是解决本题的突破口.
本题难度:一般
5、选择题 如下图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根细线吊一质量相等的小铁球.当小车向右做匀加速运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ>α,则下列说法正确的是(? )

A.轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行
B.轻杆对小铁球的弹力方向沿着轻杆方向向上
C.轻杆对小铁球的弹力方向既不与细线平行,也不沿着轻杆方向
D.小车匀速运动时θ=α
参考答案:A
本题解析:两小球相同,因此两小球的合力相同、分力也完全相同,即轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行,选项A正确、B、C错误。小车匀速运动时,合力均为零,α=0,选项D错误。
本题难度:一般