能够从物体的受力情况确定物体的运动情况——青夏教育精英家教网—

摘要：能够从物体的受力情况确定物体的运动情况

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在《探究功与物体速度变化的关系》实验中

(1)实验材料：要事先做好两端带套且长度相等的________，共6根；木板要平整，长约30 cm、宽约1 m；________够用即可，不可过长，越长阻力做功越大，若小车加速运动5 cm，用25 cm即可．

(2)实验操作

①平衡摩擦力，如何检验是否确实平衡了摩擦力，________；

②用多根橡皮筋拉小车时要反复试拉，以保证每半根橡皮条受力均匀；每次实验小车都要从同一位置从静止开始运动；

③为了确保橡皮筋根数一定时得到的速度较为准确，可以多次测量，剔除坏点之后，求出平均值，以减小测量的偶然误差．

(3)在探究功与物体速度变化关系的实验中，得到如图所示的纸带，造成纸带中的点的原因可能是(　　)

A．没有把木板垫高以平衡摩擦力．

B．橡皮筋力度不够．

C．把木板垫得太高．

D．上述三种情况都有可能

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像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t₂．
（1）在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如图3所示，则窄片K的宽度d=

0.00800

m（已知L＞＞d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t₁=4.0×10^-2s，t₂=2.0×10^-2s；
（2）用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m，则小车的加速度大小a=

0.15

m/s²；
（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是

在不挂砂和砂桶的情况下将木板一端抬高，当小车能够匀速下滑时说明已经平衡摩擦力

；
（4）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线．如图2的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是

平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度）

．

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Ⅰ．利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图象，实验过程中挂钩位置可认为不变．某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒，实验步骤如下：
①如图甲所示，固定力传感器M；
②取一根不可伸长的细线，一端连接一小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器M的挂钩上
（小圆环刚好够一根细线通过）．
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图乙所示；
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图丙所示．

请回答以下问题：
（1）由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为

m；（计算时取g≈π²m/s²）
（2）为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，则

；
A．一定得测出小铁球的质量m

B．一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C．一定得知道当地重力加速度g的大小
D．只要知道图乙和图丙中的F₀、F₁、F₂的大小
（3）若已经用实验测得了第（2）小题中所需测量的物理量，则为
了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，只需验证
等式

是否成立（用题中所给物理量的符号来表示）．
Ⅱ．2009年秋，甲型H₁N₁流感在全国各地爆发，为做好需要购买大量的体温表，市场一度出现供货不足的情况．某同学想自己制作一个金属温度计，他从实验室找到一个热敏电阻，通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律如图甲所示．该同学进行了如下设计：将一电源（电动势E=1.5V、内阻不计）、电流表（量程5mA、内阻R_g=100Ω）、电阻箱R′及用作测温探头的热敏电阻R组成如图乙所示的电路，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
（1）电流表刻度较小处对应的温度值

；（填“较高”或“较低”）
（2）若电阻箱阻值R′=70Ω时，图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=

Ω，对应的温度数值为

℃．

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请回答以下问题：
（1）由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为______m；（计算时取g≈π²m/s²）
（2）为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，则______；
A．一定得测出小铁球的质量m
B．一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C．一定得知道当地重力加速度g的大小
D．只要知道图乙和图丙中的F、F₁、F₂的大小
（3）若已经用实验测得了第（2）小题中所需测量的物理量，则为
了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，只需验证
等式______是否成立（用题中所给物理量的符号来表示）．
Ⅱ．2009年秋，甲型H₁N₁流感在全国各地爆发，为做好需要购买大量的体温表，市场一度出现供货不足的情况．某同学想自己制作一个金属温度计，他从实验室找到一个热敏电阻，通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律如图甲所示．该同学进行了如下设计：将一电源（电动势E=1.5V、内阻不计）、电流表（量程5mA、内阻R_g=100Ω）、电阻箱R′及用作测温探头的热敏电阻R组成如图乙所示的电路，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
（1）电流表刻度较小处对应的温度值______；（填“较高”或“较低”）
（2）若电阻箱阻值R′=70Ω时，图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=______Ω，对应的温度数值为______℃．

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选考题

1.［物理——选修2-2］ (1)常见的传动方式有__________、__________、__________和齿轮传动等。齿轮传动的传动比是主动轮与__________的转速之比，传动比等于__________与__________的齿数之比。

(2)液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受到的压强向各个方向传递的原理制成的。图为一小型千斤顶的结构示意图。大活塞A的直径D₁=20 cm，小活塞B的直径D₂=5 cm，手柄的长度OC=50 cm，小活塞与手柄的连接点到转轴O的距离DO=10 cm。现用此千斤顶使质量m=4×10³ kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s²，求

(i)若此千斤顶的效率为80%，在这一过程中人做的功为多少？

(ii)若此千斤顶的效率为100%，当重物上升时，人对手柄的作用力F至少要多大？

2.［物理——选修3-3］

(1)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为p_b和p_c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac，则___________(填入选项前的字母，有填错的不得分)

A.p_b＞p_c，Q_ab＞Q_ac B.p_b＞p_c，Q_ab＜Q_ac

C.p_b＜p_c，Q_ab＞Q_ac D.p_b＜p_c，Q_ab＜Q_ac

(2)图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强为p₀，温度为T₀=273 K，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p₀。系统平衡时，各气柱的高度如图所示。现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(i)第二次平衡时氮气的体积；

(ii)水的温度。

3.［物理——选修3-4］

(1)某振动系统的固有频率为f₀，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是______(填入选项前的字母，有填错的不得分)

A.当f＜f₀时，该振动系统的振幅随f增大而减小

B.当f＞f₀时，该振动系统的振幅随f减小而增大

C.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f₀

D.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。