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1、实验题 (6分)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是?。
A.游标卡尺? B.秒表? C.坐标纸? D.天平? E.弹簧秤? F.重垂线
实验中,下列说法正确的是?
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
参考答案:(1) CF?(2)? AD
本题解析:在平抛运动中,需要注意确定平抛运动在同一高度释放后在某一高度水平位置,最后确定平抛轨迹,因此需要坐标纸来确定其位置,为了保证纸固定于竖直位置,还需要铅垂,即重锤线来确定是否处于竖直状态,因此需要CF。在下落中必须从斜槽同一位置释放,保证每次初速度一样,斜槽末端必须水平,否则就不是平抛运动。在描点时应多描写点,轨迹才能精确。所以正确做法是AD
点评:在实验题中需要考虑的细节较多,例如水平槽口,确定落地点,整个装置置于竖直方向位置等等。
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,将一个质量为
的小物块轻轻放上倾角为
(
)的斜面,已知斜面质量也为
,重力加速度为
.斜面放在足够粗糙的水平地面上没有滑动,那么地面对斜面的支持力
和摩擦力
有可能为(?)

A.
,
B.
, 
C.
,
D.
,
参考答案:BC
本题解析:若物体静止在斜面上不动(或者匀速下滑),则可以将两者看作一个整体,即
,
,B答案正确;

若物体沿斜面加速下滑,设物块沿水平方向加速度为
,竖直方向加速度
。支持力FN1、摩擦力Ff1在竖直方向合力为
,水平方向为
。则
,而对于支持斜面而言,由于处于静止状态则:
其中
为
的反作用力,
为
的反作用力。假设地面支持力为16.4N,代入则
,即说明物体的加速度
,
,即
,说明
,即证明地面所受静摩擦力为4.8N,方向向右。即答案C也正确。
点评:此类题型考察了通过正交分解法求解物体的受力,本题中受力过程并不复杂,需要一定的数理结合能力。一般情况下在进行受力分析之后,建立的坐标系尽量不要分解加速度。
本题难度:一般
3、实验题 在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量,以下操作步骤中不必要的或错误的是( )
A.用天平称出重锤的质量
B.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它与低压交流电源连接起来
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间.
参考答案:ABD
本题解析:由于本实验中需要验证:
,整理后为:
,即物体的质量不用测量,选项A错误;电火花计时器用220v交流电压,故选项B错误;将重锤提升一定高度,然后释放,故选项C正确;重锤下落时间可以通过纸带上的点计算,所以不用测量时间,故选项D错误。
本题难度:一般
4、实验题 小刚同学用如图实验装置研究“机械能守恒定律”。他进行如下操作并测出如下数值。

①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在开始端;
⑤电磁铁断电时,小球自由下落;
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度;
⑦计算得出小球重力势能减小量△Ep= J,小球的动能变化量△Ek= J。(g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字),从实验结果中发现△Ep __ _△Ek(填“稍大于”、“稍小于”或“等于”),试分析可能的原因 。
参考答案:4.02;4.00;稍大于;空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等;
本题解析:小球重力势能减小量△Ep
;小球下落的平均速度为
,小球的动能变化量△Ek=
;从实验结果中发现△Ep稍大于△Ek,原因是空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等。
本题难度:一般
5、简答题 (1)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图(1)图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的?和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是?。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据?定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。

(2)某同学对有故障的电热毯进行探究。题(2)图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接。题(2)图2为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表。


①请在答题卡虚线框内画出与题(2)图2对应的电路图。
②断开K1,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U—I曲线如题(2)图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7Ω·m,电热线的直径为0.200mm。可求得此电热线的电阻为?kΩ,总长度为?m。(结果均保留两位有效数字)

③为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对题(2)图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路,位置在?之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项)。

参考答案:(1)高度(距水平木板的高度) 刻度尺?机械能守恒(动能)
(2)①如图所示?②0.58(0.57到0.59均可) 65(64到66均可) ③
和

本题解析:(1)本题要研究的是钢球在橡皮条阻拦下前进的距离s与钢球被阻拦前的速率v之间的关系,其中距离s可以利用刻度尺直接测量钢球被橡皮条拦阻后在木板上留下墨迹的长度得到。而速率v的测量方法可能有很多种,如利用打点计时器,但本题能够提供的器材有限,在确定测量距离s需要使用刻度尺的情况下,我们也只能利用刻度尺测量得到。研究钢球沿斜面下滑的过程,在忽略摩擦力和空气阻力的条件下,钢球将重力势能转化为动能,机械能守恒,或者只有重力做功,重力做的功等于钢球增加的动能,即利用mgh=
求出
,所以需要直接测量的物理量还有静止释放时的高度。
①根据题图可以看出,滑动变阻器采用分压接法,电流表外接,电压表与A、B两个测试点之间并联。
②根据U—I图线和欧姆定律可得,电热丝的电阻为R=
(也可利用图线的斜率求解)。根据电阻定律
可得,
,代入数据,得到L=65m。
③测试点3和
间的测试结果说明,从测试点3通过电热毯到
之间有断路;测试点1和
的测试结果表明,电热毯是通路;测试点1和3的测试结果表明,测试点1到3之间通路;测试点1和
的测试结果表明,测试点
和
之间断路;测试点
和
的测试结果表明,测试点
、
之间是通路。所以只有测试点
和
之间断路。
【点评】(1)本题模拟舰载飞机的着舰过程,设计了一个教程上没有的实验方案,探究学生感兴趣的实际问题。虽然实验方案超出了教程实验,但并没有脱离教程,包括实验所用器材,实验原理都源于教材,是对教程实验的拓展延伸,能够很好地考查考生掌握知识并学以致用的能力和迁移知识解决实际问题的能力。
(2)利用电表判断电路故障时,电流表有示数说明是通路(测试测试点1和
时或1和3时或
和
时),无示数说明所在有断路或者电压表直接接入电路,电路电阻过大,流过电流表的电流电流太小(如测试测试点3和
间时或
和
时);电压表测某部分电路两端的电压,若电压表无示数,说明被测部分短路(测试测试点1和3时或
和
时)或电压表两接线柱与电源两极之间某处断路,若有电压,说明电压表两接线柱与电源两极之间通路.
【考点定位】(1)考查考生利用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理实际问题,包括简单的设计性实验的能力。
(2)考查欧姆定律、电阻定律和电路故障检测等学科知识的同时,考查了考生利用学过的物理知识解决生活实际问题的能力。
本题难度:一般