專(zhuān)題30 初高中物理銜接類(lèi)問(wèn)題【有答案】

專(zhuān)題30初高中物理銜接類(lèi)問(wèn)題牛頓第三定律、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律、實(shí)際電流表和理想電流表、單擺擺動(dòng)周期、平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力、電場(chǎng)力、凸透鏡成像規(guī)律、磁力等問(wèn)題，在初中階段都沒(méi)有量化的表達(dá)，有的只是定性的說(shuō)明，但初中課程教學(xué)中，有的只是經(jīng)過(guò)拓展學(xué)習(xí)，初步的達(dá)到了和高中階段所學(xué)內(nèi)容十分接近，在知識(shí)和知識(shí)簡(jiǎn)銜接處，用到一定的物理方法就完全可以達(dá)到高中階段所學(xué)知識(shí)的水平。在中考中，為了選拔能力素養(yǎng)突出的學(xué)生，物理試題的命制就會(huì)以初高中銜接知識(shí)為素材。所以畢業(yè)班學(xué)生多學(xué)習(xí)這些問(wèn)題，中考成績(jī)會(huì)更加突出?！纠}1】（2019山東菏澤）人類(lèi)探索大空的奧秘的過(guò)程中產(chǎn)生了大量垃圾，為探究太空垃圾對(duì)飛行器造成的危害，科學(xué)家做了一個(gè)模擬太空實(shí)驗(yàn)：用質(zhì)量約為1g的塑料圓柱體代替垃圾碎片，用固定不動(dòng)的大塊鋁板代替飛行器，當(dāng)塑料圓柱體以6700m/s的速度撞擊鋁板時(shí)，在鋁板上形成一個(gè)比塑料圓柱體直徑大好多倍且表面光滑的圓形大坑，如圖所示，請(qǐng)你解釋鋁板上光滑圓形大坑的形成原因。（物體的動(dòng)能EK=mv2）。【答案】見(jiàn)解析?！窘馕觥坷肊K=mv2求出動(dòng)能的大小，然后結(jié)合動(dòng)能大小的影響因素分析解答即可。動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大。當(dāng)塑料圓柱體以6700m/s的速度撞擊鋁板時(shí)，產(chǎn)生的動(dòng)能為，由以上計(jì)算可知，質(zhì)量約為1g的塑料圓柱體以6700m/s的速度撞擊鋁板時(shí)，產(chǎn)生了巨大的內(nèi)能，所以鋁板上會(huì)形成光滑圓形大坑?！纠}2】質(zhì)量可忽略的細(xì)繩上端固定，下端系一質(zhì)量為m的金屬螺母，做成擺長(zhǎng)為l的擺(如圖所示)，讓螺母在豎直面內(nèi)小幅度往返擺動(dòng)，每完成一次往返擺動(dòng)的時(shí)間均為T(mén)=2π(g=9.8Nkg).（1）請(qǐng)你根據(jù)T=2π，推測(cè)，螺母往返擺動(dòng)一次的時(shí)間T與螺母的質(zhì)量m是否有關(guān)________(選填“有關(guān)”、“無(wú)關(guān)”).（2）現(xiàn)有足量的細(xì)繩、大小相同的金屬螺母，這些螺母有的質(zhì)量相等，有的質(zhì)量不等，寫(xiě)出驗(yàn)證你的推測(cè)的實(shí)驗(yàn)步驟(若有需要，可補(bǔ)充器材).【答案】（1）無(wú)關(guān)（2）①取一段長(zhǎng)度合適的細(xì)繩，用天平從大小相同的螺母中稱(chēng)量出質(zhì)量不同的螺母；②把螺母系在繩子上，固定好繩子一端，用刻度尺測(cè)量繩端到螺母的長(zhǎng)度；③把螺母拉到一個(gè)合適的位置由靜止釋放，記錄螺母往返擺動(dòng)的次數(shù)n，所需的時(shí)間t1；④換用其它質(zhì)量不等的螺母，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)，記下所需的時(shí)間t2；⑤比較測(cè)量數(shù)據(jù)，得出結(jié)論?！窘馕觥浚?）根據(jù)公式T=2π

可知，其中π和g都是常量，因此螺母擺動(dòng)的時(shí)間只與擺長(zhǎng)有關(guān)；由于其中沒(méi)有螺母的質(zhì)量m，因此螺母擺動(dòng)的時(shí)間與螺母的質(zhì)量無(wú)關(guān)；（2）要探究螺母擺動(dòng)的時(shí)間與質(zhì)量的關(guān)系，就要改變螺母的質(zhì)量控制擺長(zhǎng)相等，步驟如下：①取一段長(zhǎng)度合適的細(xì)繩，用天平從大小相同的螺母中稱(chēng)量出質(zhì)量不同的螺母；②把螺母系在繩子上，固定好繩子一端，用刻度尺測(cè)量繩端到螺母的長(zhǎng)度；③把螺母拉到一個(gè)合適的位置由靜止釋放，記錄螺母往返擺動(dòng)的次數(shù)n，所需的時(shí)間t1；④換用其它質(zhì)量不等的螺母，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)，記下所需的時(shí)間t2；⑤比較測(cè)量的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論?！纠}3】（2019貴州貴陽(yáng)）體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，但并不能運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)，這是什么原因呢？小明向老師請(qǐng)教，老師說(shuō)：這是常見(jiàn)的一種拋體運(yùn)動(dòng)，將足球以一定的速度向斜上方踢出，足球所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示。足球起始運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）足球的質(zhì)量是0.4kg，它受到的重力是多少？（取g=10N/kg）（2）若足球從地面踢出時(shí)具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)至的最大高度是5m，足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能是多少？（3）若足球的射程x與拋出速度v、拋射角θ之間滿(mǎn)足公式x=，當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45o角踢出，足球的射程是多少？（取g=10N/kg）（4）足球以30o拋射角踢出，其動(dòng)能Ek隨水平位置S變化關(guān)系的圖像如圖乙所示。若該球在同一位置以60o拋射角且與前次大小相同的速度踢出，請(qǐng)你在答題卡的同一坐標(biāo)中畫(huà)出此次足球的動(dòng)能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像?！敬鸢浮浚?）它受到的重力是4N；（2）若足球從地面踢出時(shí)具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能是100J；（3）當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，足球的射程是40m；（4）此次足球的動(dòng)能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像如上所示?！窘馕觥浚?）足球的質(zhì)量是0.4kg，它受到的重力是：G=mg=0.4×10N/kg=4N： （2）若足球從地面踢出時(shí)具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的重力勢(shì)能為：Ep=mgh=4N×5m=20J；則動(dòng)能EK=120J-20J=100J；（3）當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，足球的射程是：（4）根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，sin60°×cos60°=sin30°×cos30°，因兩次速度大小相同，由X=，兩種情況下射程相同，因足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，故第二種情況下的高度越大，動(dòng)能較小，據(jù)此畫(huà)出此次足球的動(dòng)能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像，如下所示：1.證明：（1）透鏡成像公式（2）共軛法求焦距公式：f=(L2-d2)/4L【答案】見(jiàn)解析。【解析】證明：（1）如圖所示，物距BO=u,像距BˊO=v,焦距FO=Fˊ0=f,ΔABO∽ΔA′B′O，得：AB/A′B′=u/v…………（a）ΔCFO∽ΔA′B′FCO/A′B′=FO/B′F,即AB/A′B′=f/(v-f)…………（b）解上述兩式：fv+fu=uv兩邊同除以u(píng)fv,得：（2）如圖所示，由透鏡成像公式：且v1=L-u1,v2=L-u2,u2=u1+d,解此三式可得：u1=(L-d)/2,v1=(L+d)/2將此兩式代入透鏡成像公式可得：f=(L2-d2)/4L．2.證明動(dòng)能定理：外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加．【答案】見(jiàn)解析。【解析】證明：一個(gè)質(zhì)量為m的物體原來(lái)的速度為v1，動(dòng)能為mv12/2，在恒力F的作用下，發(fā)生一段位移s，速度為v2，動(dòng)能增加到mv22/2，設(shè)外力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，外力F做的功W=Fs，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22-v12=2as,得：s=(v22-v12)/2a,所以Fs=ma(v22-v12)/2a=mv22/2-mv12/2或W=EK2-EK1上述結(jié)論由假定物體受一個(gè)力推導(dǎo)出來(lái)的，如果不只受一個(gè)力而是幾個(gè)力，總功就是各個(gè)力做功的代數(shù)和．3.證明機(jī)械能守恒定律：在只有重力做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變．【答案】見(jiàn)解析?！窘馕觥孔C明：如圖所示，取地為零勢(shì)能點(diǎn)，設(shè)物體只受重力作用，向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。在位置1時(shí)速度為v1，高度為h1，在位置2時(shí)速度為v2，高度為h2，由勻加速運(yùn)動(dòng)公式可得：v22-v12=2g(h1-h2)v12+2gh1=v22+2gh2,mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2即，E1=E2所以機(jī)械能守恒．4.閱讀下列材料，并回答問(wèn)題。在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，可以有以下兩種測(cè)量方法，分別叫內(nèi)接法和外接法。如圖所示，分別為實(shí)驗(yàn)電路的一部分。電流表與電壓表都有電阻，它們的電阻叫內(nèi)阻，電流表的內(nèi)阻非常小，約為RA=0.05Ω，所以在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，它的內(nèi)阻常常忽略不計(jì)；電壓表的內(nèi)阻非常大，約為RV=10kΩ，連入電路中通過(guò)的電流很小，所以在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)它的電流常常忽略不計(jì)。但在實(shí)際測(cè)量中這些忽略不計(jì)的物理量卻使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。博涵同學(xué)帶領(lǐng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組，仔細(xì)閱讀上述材料后，購(gòu)買(mǎi)了兩個(gè)定值電阻并向物理老師借來(lái)所需器材進(jìn)行了測(cè)量，兩個(gè)定值電阻的阻值分別為R1=5Ω，R2=20kΩ，小組同學(xué)們?yōu)榱藴p小實(shí)驗(yàn)誤差，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行了合作探究，分別測(cè)出了兩個(gè)電阻的阻值。若你也做為博涵創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組的一員，在測(cè)量R1=5Ω的阻值時(shí)，請(qǐng)你回答：（1）此實(shí)驗(yàn)中你們選擇的恰當(dāng)方法是（選填字母） A．內(nèi)接法B．外接法（2）用你們選擇的方法測(cè)得的電阻值比真實(shí)值（選填“偏大”或“偏小”）（3）請(qǐng)根據(jù)歐姆定律解釋測(cè)量結(jié)果偏大或偏小的原因?！敬鸢浮浚?）B；（2）偏??；（3）若采用外接法，電壓表測(cè)的電壓是準(zhǔn)確的，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流表的示數(shù)等于通過(guò)定值電阻的真實(shí)電流和通過(guò)電壓表的電流，故電流表示數(shù)比通過(guò)定值電阻的電流偏大，由定律定律，R=，用這種方法測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏小。【解析】本題考查串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用。要明確電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滿(mǎn)足待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，當(dāng)電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法。體現(xiàn)了與高中知識(shí)的銜接。（1）電流表的內(nèi)阻非常小，約為RA=0.05Ω；電壓表的內(nèi)阻非常大，約為RV=10kΩ，在測(cè)量R1=5Ω的阻值時(shí)，若采用內(nèi)接法，如上左圖，電流表測(cè)的通過(guò)定值電阻的電流是準(zhǔn)確的，定值電阻為電流表內(nèi)阻的=100倍，由分壓原理，電流表分去的電壓為電壓表示數(shù)的UV，﹣﹣﹣①若采用外接法，電壓表測(cè)的電壓是準(zhǔn)確的，定值電阻是電壓表內(nèi)阻的=5×10﹣4倍，根據(jù)分流原理，設(shè)通過(guò)定值電阻的電流為I′，由分流原理，則通過(guò)電壓表的電流為I′﹣﹣﹣②比較①②得，采用外接法對(duì)測(cè)量的影響較小，選B；（2）（3）若采用外接法，電壓表測(cè)的電壓是準(zhǔn)確的，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流表的示數(shù)等于通過(guò)定值電阻的真實(shí)電流和通過(guò)電壓表的電流，故電流表示數(shù)比通過(guò)定值電阻的電流偏大，由定律定律，R=，用這種方法測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏小。5.甲、乙兩位同學(xué)對(duì)“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關(guān)”持有不同的意見(jiàn)，于是他們對(duì)此展開(kāi)研究。他們從網(wǎng)上查到，雨滴在下落過(guò)程中接近地面時(shí)受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k為比例系數(shù)，是個(gè)定值），雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，比熱為c，球的體積為V=πr3．（注：所有結(jié)果均用字母表示）（1）半徑為r的雨滴重力為。（2）在接近地面時(shí)，大雨滴的下落速度小雨滴的下落速度（選填“大于”“等于”“小于”），寫(xiě)出推理過(guò)程。（3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過(guò)程中，重力對(duì)它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，則雨滴的溫度升高了多少？【答案】（1）πr3ρg；（2）大于；推理過(guò)程詳見(jiàn)解答；（3）雨滴的溫度升高了?！窘馕觥浚?）雨滴的體積：V=πr3， 則根據(jù)ρ=得，其質(zhì)量m=ρV=πr3ρ，故重力G=mg=πr3ρg；（2）雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故f=G，因?yàn)閒=kSv2=kπr2v2，G=πr3ρg，所以，kπr2v2=πr3ρg，化簡(jiǎn)得，v=，又因?yàn)閗、ρ、g均為定值，所以，r越大，速度越大，即在接近地面時(shí)，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。（3）設(shè)雨滴的質(zhì)量為m，因?yàn)橹亓?duì)它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，即W=Q，又因?yàn)閃=Gh=mgh，Q=cm△t，所以，mgh=cm△t，則△t=。6．天然水流蘊(yùn)藏著巨大的能量，是人類(lèi)可以利用的重要能源之一。興建水電站可以把天然水流蘊(yùn)藏著的巨大能量轉(zhuǎn)換成電能，是水能利用的主要形式。有一處水利工程，在河流上修建了115m高的攔河大壩，如圖所示。年平均水流總量為3×1010m3．該水利工程的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電和航運(yùn)，在發(fā)電方面，年平均發(fā)電總量為6×109kW?h．現(xiàn)安裝水輪發(fā)電機(jī)20臺(tái)，每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量（即發(fā)電功率）為9.26×104kW．（水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）年平均水流總量所受的重力；（2）若上、下游水位差為100m，年平均水流總量做的總功及轉(zhuǎn)化為電能的效率；（3）若每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均年發(fā)電時(shí)間為180天，則平均每天約有多少臺(tái)發(fā)電機(jī)在工作。【答案】（1）年平均水流總量所受的重力為3×1014N；（2）若上、下游水位差為100m，年平均水流總量做的總功、轉(zhuǎn)化為電能的效率分別為3×1016J、72%；（3）若每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均年發(fā)電時(shí)間為180天，則平均每天約有15臺(tái)發(fā)電機(jī)在工作。 【解析】（1）年平均水流總量所受的重力：G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×3×1010m3×10N/kg=3×1014N；（2）年平均水流總量做的總功：W=Gh=3×1014N×100m=3×1016J，年平均發(fā)電總量：W電=6×109kW?h=6×109×3.6×106J=2.16×1016J，轉(zhuǎn)化為電能的效率：η==×100%=72%；（3）若每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均年發(fā)電時(shí)間為180天，則每天發(fā)電量：W電′==×108kW?h，每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電量：W電″=Pt=9.26×104kW×24h=2.2224×106kW?h，需要發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量：n=≈15（臺(tái)）。7．某同學(xué)在探究彈性勢(shì)能大小與形變量的關(guān)系時(shí)，猜測(cè)彈性勢(shì)能可能與形變量x成正比，也可能與形變量的平方x2成正比。用如圖裝置進(jìn)行探究，將彈簧套在光滑豎直桿上且底端固定在水平面上，刻度尺與桿平行，進(jìn)行了如下操作：①?gòu)椈商幱谧杂蔂顟B(tài)時(shí)，讀出其上端距水平面的高度h0；②將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端，豎直向下按壓鐵塊，讀出此時(shí)彈簧上端到水平面的高度h1；③釋放小鐵塊，當(dāng)鐵塊上升到最大高度時(shí)，讀出鐵塊下端到水平面的高度h2；④改變彈簧的壓縮長(zhǎng)度，重復(fù)步驟②③，將測(cè)出的數(shù)據(jù)記錄在表格中，并計(jì)算出彈簧的形變量x、形變量的平方x2和小鐵塊上升的距離△h實(shí)驗(yàn)次數(shù)h0/mh1/mh2/mx/mX2/m2△h/m10.500.400.550.400.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85（1）實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量x=（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）；（2）本實(shí)驗(yàn)中，彈簧彈性勢(shì)能大小是通過(guò)來(lái)間接反映的；A．h1B．h2C．h2﹣h0D．h2﹣h1（3）該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分別做出圖甲△h﹣x和圖乙△h﹣x2圖象，由此得到的結(jié)論是彈簧彈性勢(shì)能的大小與成正比【答案】（1）h0﹣h1（2）D（3）形變量的平方【解析】（1）彈簧的形變量x等于彈簧的原長(zhǎng)度h0減去彈簧被壓縮后的長(zhǎng)度h1，即x=h0﹣h1；（2）實(shí)驗(yàn)中彈性勢(shì)能的大小時(shí)通過(guò)鐵塊被彈起的高度來(lái)間接的反應(yīng)，即鐵塊到達(dá)的最高點(diǎn)h2減去彈簧被壓縮的最低點(diǎn)h1，即h2﹣h1，故D正確；（3）由表可知△h=15x2，△h與x2成正比例函數(shù)關(guān)系，圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，即彈簧彈性勢(shì)能的大小與形變量的平方成正比。8.已知物體的重力勢(shì)能表達(dá)式為EP=mgh，動(dòng)能表達(dá)式為EK=mv2；其中m為物體的質(zhì)量，h為物體距離水平地面的高度，v為物體的運(yùn)動(dòng)速度，g為常量，取10N/kg。如圖所示，將一質(zhì)量為0.4kg的物體從距離地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度拋出。不計(jì)空氣阻力，物體從被拋出到落地的瞬間，整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒。求：（1）物體被拋出時(shí)的重力勢(shì)能EP和動(dòng)能EK1；（2）物體從被拋出點(diǎn)至落地的過(guò)程中，其重力所做的功W；（3）物體落地前瞬間的動(dòng)能EK2?！敬鸢浮浚?）6J和0.8J（2）6J（3）6.8J【解析】（1）m=0.4kgg=10N/kgh=1.5mv=2m/s根據(jù)物體的重力勢(shì)能表達(dá)式EP=mgh得物體被拋出時(shí)的重力勢(shì)能EP=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J根據(jù)動(dòng)能表達(dá)式EK=mv2得物體被拋出時(shí)的動(dòng)能EK1=mv2=×0.4kg×（2m/s）2=0.8J（2）物體從被拋出點(diǎn)至落地的過(guò)程中，物體在重力方向移動(dòng)的距離h=1.5m物體重力為G=mg則重力所做的功W=Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J（3）物體在拋出點(diǎn)的機(jī)械能E1=EP+EK1=6J+0.8J=6.8J物體落地的瞬間，重力勢(shì)能為EP2=0，動(dòng)能為EK2，機(jī)械能E2=EP2+EK2=EK2由于物體從被拋出到落地的瞬間，整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒，所以E1=E2E2=E1也就是EK2=6.8J拓展：初中階段對(duì)動(dòng)能、重力勢(shì)能只進(jìn)行了定性的研究，到高中階段就要進(jìn)行定量的研究。本題通過(guò)給出動(dòng)能、重力勢(shì)能定量的表達(dá)式，和一些信息的給予，讓考生調(diào)動(dòng)大腦進(jìn)行思考，通過(guò)已有的知識(shí)，對(duì)信息加工整理，解決問(wèn)題。既培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，又為學(xué)生升入高中繼續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。這樣的考題是今后中考命題發(fā)展的大趨勢(shì)。9.小明和同學(xué)打乒乓球時(shí)，注意到乒乓球臺(tái)上的球不小心就會(huì)滾到臺(tái)下，落地點(diǎn)時(shí)時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近．小明思考：若運(yùn)動(dòng)著的小球從桌上滾落后，小球的落地點(diǎn)到桌子的水平距離可能與哪些因素有關(guān)呢？他的猜想如下：猜想一：小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離s可能與小球離開(kāi)桌面的速度大小有關(guān)；猜想二：小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離s可能與桌子的高度H有關(guān)．然后，小明選取了鋼球并用高度可調(diào)的桌子與斜面組成如圖所示的裝置，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到了部分?jǐn)?shù)據(jù)如表．同一鋼球，H=1.2m次數(shù)小球高度h/m落地點(diǎn)到桌子的水平距離s/m10.10.6520.20.9630.31.16（1）在實(shí)驗(yàn)中讓鋼球從桌上的斜面不同高度由靜止?jié)L下，其目的是：．（2）分析表中數(shù)據(jù)你可得到的結(jié)論是：．【答案】（1）使鋼球到達(dá)桌面的速度不同；（2）在小球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，小球所處高度越高，落地時(shí)的水平距離越大【解析】（1）當(dāng)同一個(gè)小球從同一斜面高度滾下時(shí)，小球的質(zhì)量和速度是不變的，這樣可以探究小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離與球臺(tái)的高度的關(guān)系；（2）分析表數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論為：在小球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，小球所處高度越高，落地時(shí)的水平距離越大?！究键c(diǎn)定位】控制變量法與探究性實(shí)驗(yàn)方案10.歸納式探究﹣﹣研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：給兩塊等大、正對(duì)、靠近的平行金屬板加上電壓，兩板之間就有了電場(chǎng)．帶電離子在電場(chǎng)中受到力的作用，速度的大小和方向都可能發(fā)生變化．（1）甲圖中兩板間電壓為U，若一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的負(fù)離子，在力的作用下由靜止開(kāi)始從負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，忽略重力的影響，到達(dá)正極板時(shí)的速度v與質(zhì)量m、電荷量q和電壓U的關(guān)系數(shù)據(jù)如表一．則帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平方v2=k1．（2）在其他條件一定時(shí)，若第二次實(shí)驗(yàn)中的帶電粒子以不同的速度沿著乙圖中的兩板中線(xiàn)方向入射到電場(chǎng)中，帶電離子就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏移距離y與入射初速度v的關(guān)系數(shù)據(jù)如表二．則偏移距離y=k2．將數(shù)據(jù)的表格形式變成公式形式，運(yùn)用了法．表一：次數(shù)m/kgq/CU/Vv2/（m2?s﹣2）12×10﹣301.6×10﹣1911.6×101124×10﹣301.6×10﹣1910.8×101134×10﹣303.2×10﹣1911.6×101142×10﹣301.6×10﹣1934.8×1011表二：v2/（m2?s﹣2）y/m0.8×10113.6×10﹣21.6×10111.8×10﹣24.8×10110.6×10﹣27.2×10110.4×10﹣2（3）將甲、乙兩裝置組合，如圖丙所示．甲裝置兩板間電壓為2V，質(zhì)量為4×10﹣30kg，帶1.6×10﹣19C電荷量的負(fù)粒子，自甲裝置負(fù)極板由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則其最終離開(kāi)乙裝置時(shí)偏移距離y=m．【答案】（1）；（2）；等價(jià)變換法；（3）2×10﹣48m．【解析】（1）由表1中數(shù)據(jù)可知，到達(dá)正極板時(shí)的速度v與質(zhì)量m、電荷量q和電壓U有關(guān)系，根據(jù)控制變量法：由1、2知，在電荷量和電壓相同的情況下，速度的平方成質(zhì)量大小成反比；由1、4知，在質(zhì)量和電荷量相同的情況下，速度的平方成電壓大小成正比；由2、3知，在質(zhì)量和電壓相同的情況下，速度的平方成電荷量大小成正比；故帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平方v2=k1；（2）由表2中數(shù)據(jù)可知，速度的平方是原來(lái)的幾倍，偏轉(zhuǎn)的距離是原來(lái)的幾分之一，即偏轉(zhuǎn)的距離與速度的平方成反比，y=k2×，將數(shù)據(jù)的表格形式變成公式形式，運(yùn)用了等價(jià)變換法．（3）帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平方v2=k1﹣﹣﹣①；上述兩上個(gè)公式中若各量采用國(guó)際單位，則比例系數(shù)為1，即偏轉(zhuǎn)的距離與速度的平方成反比，y=k2×﹣﹣﹣②由①式得：自甲裝置負(fù)極板由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)正極時(shí)的速度為v2==﹣﹣﹣③；由②式知，其最終離開(kāi)乙裝置時(shí)偏移距離y=﹣﹣﹣②，將②代入③得：其最終離開(kāi)乙裝置時(shí)偏移距離y===2×10﹣48m．11.小雙想探究感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān)？他設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．鐵塊上繞有導(dǎo)線(xiàn)，線(xiàn)框與靈敏電流計(jì)（G表示）相連（線(xiàn)框高度大于鐵塊高度，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中線(xiàn)框不旋轉(zhuǎn)）．（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電磁鐵的A端是極．（2）讓線(xiàn)框分別從h1和h2（h2大于h1）豎直下落并穿入磁極A、B之間，G表指針對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度分別為θ1和θ2（θ2大于θ1），這樣做的目的是為了探究感應(yīng)電流的大小與線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)的有關(guān)．（3）把變阻器的滑片移至左端，線(xiàn)框從h1的高度下落，G表指針的偏轉(zhuǎn)角為θ3，觀(guān)察到θ3大于θ1，表明感應(yīng)電流的大小還與磁場(chǎng)有關(guān)．（4）將電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，讓線(xiàn)框從h1的高度下落，G表的指針?lè)崔D(zhuǎn)，此現(xiàn)象說(shuō)明：感應(yīng)電流的方向與磁感線(xiàn)的有關(guān)．【答案】（1）S；（2）速度；（3）強(qiáng)弱；（4）方向．【解析】（1）由圖可知，電流從左邊電磁鐵的左端流入，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的A端為S極；（2）感應(yīng)電流的大小與切割磁感線(xiàn)的速度有關(guān)；線(xiàn)框分別從h1和h2（h2大于h1）豎直下落并穿入磁極A、B之間，h2的高度高，下落的速度大，則感應(yīng)電流越大，故θ2大于θ1，所以該實(shí)驗(yàn)是為了探究感應(yīng)電流的大小與線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)的速度有關(guān)；（3）影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有電流，其他因素一定時(shí)，電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)；把變阻器的滑片移至左端，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，電流最大，則電磁鐵的磁性最強(qiáng)；在導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)速度不變的情況下，觀(guān)察到θ3大于θ1，說(shuō)明產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大；故感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)；（4）將電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，磁感線(xiàn)的方向發(fā)生了變化，讓線(xiàn)框從h1的高度下落，G表的指針?lè)崔D(zhuǎn)，這說(shuō)明感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化；故感應(yīng)電流的方向與磁感線(xiàn)的方向有關(guān)．12.物理學(xué)中，用磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示）來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，國(guó)際單位是特斯拉（用字母T表示），磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大表示磁場(chǎng)越強(qiáng)；B=0表明沒(méi)有磁場(chǎng)．有一種電阻，其阻值大小隨周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度的變化而變化，這種電阻叫磁敏電阻，為了探究電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與哪些因素有關(guān)，小超設(shè)計(jì)了如甲、乙兩圖所示的電路，圖甲中電源電壓恒為6V，R為磁敏電阻，圖乙中的電磁鐵左端靠近且正對(duì)圖甲中的磁敏電阻R1磁敏電阻R的阻值隨周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度變化的關(guān)系圖象如圖丙所示．（1）當(dāng)圖乙S2斷開(kāi)，圖甲S1閉合時(shí)，磁敏電阻R的阻值是Ω，電流表的示數(shù)為mA．（2）閉合S1和S2，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小超發(fā)現(xiàn)圖甲中的電流表的示數(shù)逐漸減小，說(shuō)明磁敏電阻R的阻值變，電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度變．（3）閉合S1和S2，圖乙中滑動(dòng)變阻器