1、初高中物理衔接类问题初高中物理衔接类问题 牛顿第三定律、动能、重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、实际电流表和理想电流表、单摆摆动周期、平抛运动、斜抛运动、万有引力、电场力、凸透镜成像规律、磁力等问题，在初中阶段都没有量化的表达，有的只是定性的说明，但初中课程教学中，有的只是经过拓展学习，初步的达到了和高中阶段所学内容十分接近， 在知识和知识简衔接处， 用到一定的物理方法就完全可以达到高中阶段所学知识的水平。在中考中，为了选拔能力素养突出的学生，物理试题的命制就会以初高中衔接知识为素材。所以毕业班学生多学习这些问题，中考成绩会更加突出。 一、牛顿第三定一、牛顿第三定律律 1.作用力和反作用力：
2、两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力. 2. 牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上. 理解要点： (1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提； (2)作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力； (3)作用力和反作用力是同一性质的力； (4)作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。
3、(5)一对平衡力与作用力、反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力与反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律 (一一)动能动能 1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。 2动能表达式：221mEK 3动能定理(即合外力做功与动能关系)：12KKEEW 4理解：合F在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 合F做正功时，物体动能增加；合F做负功时，物体动能减少。 动能定理揭示了合外力的功与动能变
4、化的关系。 5.适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。 6.应用动能定理解题步骤： (1)确定研究对象及其运动过程 (2)分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功 (3)确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能 (3)列方程、求解。 (二二)势能势能. 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。 1.重力势能 (1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 (2)公式：mghEP 其中 h物体具参考面的竖直高度 (3)参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面； b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面 若参考面未定，重
5、力势能无意义，不能说重力势能大小如何 选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。 (4)标量，但有正负。 重力势能为正，表示物体在参考面的上方； 重力势能为负，表示物体在参考面的下方； 重力势能为零，表示物体在参考面上。 (5)单位：焦耳(J) (6)重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。 (7)重力做功与重力势能变化的关系 pEW a.物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功； b.物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。 c.
6、重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。 2.弹性势能 (1)概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。 (2)弹力做功与弹性势能的关系 pEW 当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能； 、当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。 (三三)机械能机械能 1机械能:包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分之和称为机械能，即PKEEE。 2机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即21EE
7、3机械能守恒条件: 做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零； 系统内如摩擦阻力对系统不做功。 能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交 换，没有与外界的能量交换。 4运用机械能守恒定律解题步骤： a 确定研究对象及其运动过程 b 分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒 c 恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能 d 列方程、求解。 三、三、万有引力定律万有引力定律 1.内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的
8、平方成反比 2.公式：FG221rmm,其中2211/1067. 6kgmNG，叫做引力常量。 3.适用条件：此公式适用于质点间的相互作用当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中 r 为球心到质点间的距离 说明说明: (1)对万有引力定律公式中各量的意义一定要准确理解，尤其是距离 r 的取值，一定要搞清它是两质点之间的距离. 质量分布均匀的球体间的相互作用力，用万有引力公式计算，式中的 r 是两个球体球心间的距离 (2)不能将公式中 r 作纯数学处理而违背物理事实，如认为 r0 时，引力
9、 F，这是错误的，因为当物体间的距离 r0 时，物体不可以视为质点，所以公式 FGm1m2r2就不能直接应用计算 (3)物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反的，遵循牛顿第三定律，因此谈不上质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力，更谈不上相互作用的一对物体间的引力是一对平衡力 注意：注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量 G的物理意义是：G 在数值上等于质量均为 1 千克的两个质点相距 1 米时相互作用的万有引力 【例题【例题 1】(2020 安徽安徽)有一个量程为 0 1mA 的小量程
10、电流表 G，内阻 Rg=30，选择一定值电阻 R0与它并联起来，如图所示。将 A、B 两端接入电路(图中 I 表示电流表 G 与电阻 R0并联后的总电流)。 (1)调节电路，使电流表的指针指在最大刻度处(即 1mA) ，这时电流 I 为 0.6A，求电阻 R0的值(计算结果保留两位小数) ； (2)继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央(即 0.5mA)，此时电流 I 变为多少？ 【答案】(1)0.05 (2)0.3A 【解析】(1)电流表两端电压 0.001A 300.03VgggUI R 电流表 G 与电阻 R0并联，故 R0两端电压 U0=Ug=0.03V 通过 R0的电流 00.6
11、A0.001A0.599AgIII R0的阻值为 0000.03V0.050.599AURI (2)电流表的示数为 0.5mA 时，Rg两端电压 ggg0.0005A 300.015VUI R R0两端电压00.015VgUU 通过 R0的电流 000.0150.2995A0.03V0.599AgUVIR 干路中总电流为 g00.2995A0.0005A0.3AIII 【对点练习】【对点练习】实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中 G 是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)为 Ig=1mA 的电流表， 其电阻 Rg=100 下图为某同学改装后的电流表电路图，R1、
12、R2为定值电阻，其中 R1=5，R2=20则( ) A若使用 a 和 b 两个接线柱，电表的量程为 05mA B若使用 a 和 c 两个接线柱，电表的量程为 025mA C若使用 b 和 c 两个接线柱，电表的量程为 010mA D若先用导线将 b 和 c 两个接线柱连接起来，再使用 a 和 b 两个接线柱，电表的量程为 020mA 【答案】AB 【解析】首先根据电路图判断使用不同的接线柱时电路的连接方式，根据并联电路的电压特点和欧姆定律分别表示出改装后电表满偏时两端的电压，进一步求出没有 RG支路的电流，根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，然后得出改装后电表的量程。 (1)使用 a 和
13、 b 两个接线柱时，R1和 R2串联以后再与 Rg并联， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由 I=可得，电流表满偏时表头两端的电压： U=IgRG=I12(R1+R2)， 则 I12=Ig=1mA=4mA， 则通过电流表的最大电流(干路电流)： I=Ig+I12=1mA+4mA=5mA， 即电表的量程为 05mA，故 A 正确； (2)使用 a 和 c 两个接线柱，Rg和 R2串联后再与 R1并联， 电流表满偏时表头两支路的电压： U=Ig(Rg+R2)=I1R1， 则 I1=Ig=1mA=24mA， 通过电表的最大电流： I=Ig+I1=1mA+24mA=25mA， 即电表的量程为
14、 025mA，故 B 正确； (3)使用 b 和 c 两个接线柱，Rg和 R1串联后再与 R2并联， 电流表满偏时两支路的电压： U=Ig(Rg+R1)=I2R2， 则 I2=Ig=1mA=5.25mA， 通过电表的最大电流： I=Ig+I1=1mA+5.25mA=6.25mA， 即电表的量程为 06.25mA，故 C 错误； (4)先用导线将 b 和 c 两个接线柱连接起来，再使用 a 和 b 两个接线柱，Rg和 R1并联， 电流表满偏时表头两端的电压： U=IgRg=I1R1， 则 I1=Ig=1mA=20mA， 通过电表的最大电流： I=Ig+I1=1mA+20mA=21mA， 即电表的
15、量程为 021mA，故 D 错误。 【例题【例题 2】(2020 沈阳模拟沈阳模拟)对于牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是( ) A当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力 C甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力 D作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡 【答案】D 【解析】根据牛顿第三定律知，两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反，性质相同，同时产生，同时消失，故可判定 A、B、C 错误，D 正确 【对点练习】【对点练习】如图所示，用水平力 F 把一个物体紧压在竖直墙壁上静
16、止，下列说法中正确的是( ) A.水平力 F 跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力 B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C.水平力 F 与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力 D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力 【答案】BD 【解析】水平力 F 跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项 A 错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项 B 正确；水平力 F 作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不
17、是平衡力，也不是相互作用力，选项 C 错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项 D 正确. 【点拨】结合牛顿第三定律和平衡力解决。 【例题【例题 3】(2019 山东菏泽模拟山东菏泽模拟)人类探索大空的奥秘的过程中产生了大量垃圾，为探究太空垃圾对飞行器造成的危害，科学家做了一个模拟太空实验：用质量约为 1g 的塑料圆柱体代替垃圾碎片，用固定不动的大块铝板代替飞行器，当塑料圆柱体以 6700m/s 的速度撞击铝板时，在铝板上形成一个比塑料圆柱体直径大好多倍且表面光滑的圆形大坑，如图所示，请你解释铝板上光滑圆形大坑的形成原因。 (物体的动能 E
18、K=21mv2)。 【答案】见解析。 【解析】利用 EK=21mv2求出动能的大小，然后结合动能大小的影响因素分析解答即可。 动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 当塑料圆柱体以 6700m/s 的速度撞击铝板时，产生的动能为 ， 由以上计算可知，质量约为 1g 的塑料圆柱体以 6700m/s 的速度撞击铝板时，产生了巨大的内能， 所以铝板上会形成光滑圆形大坑。 【对点练习】【对点练习】已知物体的重力势能表达式为 EP=mgh，动能表达式为 EK=21mv2；其中 m 为物体的 质量，h为物体距离水平地面的高度，v 为物体的运动速度，g 为常量，取 10N/kg。如图
19、所示，将一质量为 0.4kg 的物体从距离地面 1.5m 的高度沿水平方向以 2m/s 的速度抛出。 不计空气阻力， 物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求： (1)物体被抛出时的重力势能 EP和动能 EK1； (2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功 W； (3)物体落地前瞬间的动能 EK2。 【答案】(1)6J 和 0.8J(2)6J(3)6.8J 【解析】(1)m=0.4kg g=10N/kg h=1.5m v=2m/s 根据物体的重力势能表达式 EP=mgh 得物体被抛出时的重力势能 EP=mgh=0.4kg10N/kg1.5m=6J 根据动能表达式 EK=21m
20、v2得 物体被抛出时的动能 EK1=21mv2=210.4kg(2m/s)2=0.8J (2)物体从被抛出点至落地的过程中，物体在重力方向移动的距离 h=1.5m 物体重力为 G=mg 则重力所做的功 W=Gh=mgh=0.4kg10N/kg1.5m=6J (3)物体在抛出点的机械能 E1= EP+EK1=6J+0.8J=6.8J 物体落地的瞬间，重力势能为 EP2=0 ，动能为 EK2，机械能 E2= EP2+EK2 = EK2 由于物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒，所以 E1= E2 E2= E1 也就是 EK2=6.8J 【点拨】初中阶段对动能、重力势能只进行了定性的研究，
21、到高中阶段就要进行定量的研究。本题通过给出动能、重力势能定量的表达式，和一些信息的给予，让考生调动大脑进行思考，通过已有的知识，对信息加工整理，解决问题。既培养了学生解决问题的能力，又为学生升入高中继续学习打下良好的基础。这样的考题是今后中考命题发展的大趋势。 【例题【例题 4】(2020 湖北宜昌模拟湖北宜昌模拟)已知地球的质量约为 6.01024kg，地球半径为 6.4106m，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大？ 【答案】493N 【解析】m1=6.01024kg , m2=50kg, r=6.4106m , 其中2211/1067. 6kgmNG 由万有引力定律得： 代入数
22、据得：F=493N 【点拨】同学生质量一般 50kg-60kg 左右，地球质量已知，学生与地球距离约等于地球半径，直接根据公式可以求解。 【对点练习】【对点练习】请估算这两位同学，相距 1m 远时它们间的万有引力多大？(可设他们的质量为 50kg) 【答案】1.710-7N 【解析】m1=50kg, m2=50kg, r=1m, 其中2211/1067. 6kgmNG 由万有引力定律得： 代入数据得：F=1.710-7N 【点拨】同学生质量一般 50kg-60kg 左右，直接根据公式可以求解。 221mrmGF 221mrmGF 一、选择题一、选择题 1. 跳水一直是我国的优势项目，如右图所示
23、，一运动员站在 3 m 跳板上，图中 F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则( ) AF1和 F2是一对平衡力 BF1和 F2是一对作用力和反作用力 C先有力 F1，后有力 F2 DF1和 F2方向相反，大小不相等 【答案】B 【解析】F1和 F2是一对作用力和反作用力，同时产生、同时消失，大小相等，方向相反，故 B 正确 2.(2020 贵州黔西南贵州黔西南)如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由题知，电流表工作原理：通电线圈在磁场中受力
24、而转动，因此可以利用电流表指针转动幅度来体现电路中电流的大小。 AA 图为研究通电导体在磁场中受力运动的实验，是电动机的原理图，与电流表工作原理相同，故 A 符合题意； BB 图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，与电流表的工作原理无关，故 B 不符合题意； CC 图探究的是电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故 C 不符合题意； DD 图探究的是电磁铁磁性影响因素的实验，与电流表的工作原理无关，故 D 不符合题意。 3下面关于作用力与反作用力的说法不正确的是( ) A物体相互作用时，先产生作用力，后产生反作用力 B作用力和反作用力一定大小相等，方向 相反，在同一直线上，它们的合力
25、为零 C大小相等，方向相反，在同一直线上，分别作用于两个物体上的两个力一定是一对作用力和反作用力 D马拉车加速前进时，马拉车的力仍等于车拉马的力 【答案】ABC 【解析】相互作用力是同时产生，同时消失，A 错误； 作用力和反作用力一定大小相等，方向 相反，在同一直线上，但不作用与同一个物体，不是共点力，不能合成，B 错误； 大小相等，方向相反，在同一直线上，分别作用于两个物体上的两个力，可能不只是这两个物体间的力，不一定是相互作用力，C 错误； 马拉车加速前进时，马拉车的力和车拉马的力的一对相互作用力，大小相等，D 正确 【点拨】解决本题的关键知道作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一
26、条直线上，但是两个力作用在不同的物体上 4如图，甲乙两位同学在水平操场上进行拔河比赛，若甲同学胜出，不计绳子质量，下列说法中正确的是 A甲对绳子的拉力是由于绳子发生弹性形变而产生的 B甲拉绳子的力和绳子拉甲的力是一对平衡力 C.甲获胜是因为甲拉绳子的力大于乙拉绳子的力 D.甲获胜是因为乙受到的拉力大于乙与地面间的摩擦力 【答案】D 【解析】A弹力的的产生是施力物体发生了形变而对受力物体产生了恢复形变的力，故 A 错误. B甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故 B 错误； C因为物体间力的作用是相互的，对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力，故 C 错
27、误； D双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，哪边能获胜就取决于哪边的摩擦力大，故 D 正确故选 D. 【点拨】本题考查了牛顿第三定律、弹力与摩擦力、平衡力与相互作用力. 5汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶，根据牛顿运动定律，以下说法正确的是( ) A汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等 C汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 D汽车对拖车对拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等 【答案】B 【解析】汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知道这两个力的
28、关系；在对拖车受力分析，结合运动情况确定各个力的大小情况 A、B汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，这两个力总是大小相等、方向相反并且作用在同一条直线上，故 A 错误，B 正确； C汽车对拖车施加拉力和拖车对汽车的拉力是同时产生的，C 错误； D汽车对拖车对拉力大于拖车所受地面对它的摩擦力大小所以拖车做加速运动，D 错误； 【点拨】本题关键在于拖车拉汽车的力与汽车拉拖车的力是作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反并且作用在同一条直线上，同时对拖车受力分析后结合运动情况确定各个力的大小情况 6如图，A、B 两木块叠放在水平桌面上，下列情况中，属于一对平衡
29、力的是( ) AA 对 B 的压力和 B 对 A 的支持力 BA 对 B 的压力和桌面对 B 的支持力 CA 受的重力和 B 对 A 的支持力 DB 受的重力和桌面对 B 的支持力 【答案】C 【解析】A 对 B 的压力和 B 对 A 的支持力是一对相互作用力，所以 A 错误；以 B 为研究对象分析受力可知ABNFm gF，即 A 对 B 的压力与 B 的重力之和等于桌面对 B 的支持力，所以 B、D 错误；以 A 为研究对象分析受力可以知道其重力与支持力二力平衡，所以 C 正确； 【点拨】相互作用力与平衡力区分是解题关键。 二、填空题二、填空题 7作用力和反作用力是作用在不同物体上的一对_(
30、填“相同”或“不相同”)性质的力。力的作用效果使是物体的_发生改变,或者使物体的形状、体积发生改变。 【答案】相同，运动状态 【解析】作用力和反作用力，等大反向作用在两个物体上，同时产生同时消失，同种性质力的作用效果是使物体的运动状态发生改变，或者使物体发生形变 8如图所示,用力 F 拉着叠放在一起的 A、B 两物块一起沿粗糙斜面匀速上滑,对木块 B,存在_对作用力与反作用力；对木块 A,存在_对作用力与反作用力。 【答案】3 6 【解析】对于 B:B 受到的重力和 B 对地球的万有引力,B 受到的支持力和 B 对 A 的压力,B 受到的静摩擦力和 B 对 A 的摩擦力.对于 A:A 受到的重
31、力和 A 对地球的引力,A 受到斜面的支持力和 A 对斜面的压力,A 受到斜面的摩擦力和 A 对斜面的摩擦力,A 受到 B 的压力和 A 对 B 的支持力,A 受到 B 的摩擦力和 A 对 B 的摩擦力,A 受到的拉力 F 和 A 对拉力 F 的施力物体的反作用力 三计算题三计算题 9.如图所示，两物体 A、B 受的重力分别为 200 N 和 150 N，定滑轮光滑，各物体均处于静止，试求： (1)物体 A 对地面的压力 FN； (2)弹簧产生的弹力 【答案】(1)50 N (2)150 N 【解析】(1)由于物体 B 处于静止状态，对绳拉力大小为 TB150 N， 物体 A 受到向上的拉力
32、FA150 N， 重力 GA200 N，支持力 FN，由于 A 处于平衡状态， 则满足 GA=FA+FN. 所以 FNGAFA200 N150 N50 N. 由牛顿第三定律可知，物体 A 对地面的压力 FN50 N. (2)由于弹簧受到 B 物体的拉力，而 FB150 N，弹簧处于静止状态，弹簧产生的弹力为 150 N. 10如图，质量为 0.1kg 的铁球从高为 2.3m 的斜面顶端无摩擦下滑后，撞击到水平地面上的金属块。假设撞击时铁球的机械能有 20%转化成内能，并全部被自己吸收(c铁=0.46103J/(kg)，假设铁球在整个运动过程中与接触面无摩擦、不计空气阻力)。 (1)求铁球下滑到
33、斜面底端的过程中，重力做功多少 J？ (2)求铁球升高的温度为多少？ 【答案】(1)铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功为 2.3J； (2)铁球升高的温度为 0.01。 【解析】此题考查功和热量的计算，难度不大，需要注意的是：铁球从斜面顶端无摩擦下滑，撞击时铁球的机械能等于最初的重力势能。 (1)铁球的重力： G=mg=0.1kg10N/kg=1N， 铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功： W=Gh=1N2.3m=2.3J； (2)由于铁球从斜面顶端无摩擦下滑， 所以该过程中铁球的机械能没有损失，则撞击时铁球的机械能等于最初的重力势能，即 W机=W=2.3J， 根据题意和 Q=cmt 可得，
34、铁球升高的温度： t=0.01。 四、探究题四、探究题 11.质量可忽略的细绳上端固定，下端系一质量为 m 的金属螺母，做成摆长为 l 的摆(如图所示)，让螺母在竖直面内小幅度往返摆动，每完成一次往返摆动的时间均为 T=2 (g=9.8Nkg). (1)请你根据 T=2 ，推测，螺母往返摆动一次的时间 T 与螺母的质量 m 是否有关_(选填“有关” 、 “无关”). (2)现有足量的细绳、大小相同的金属螺母，这些螺母有的质量相等，有的质量不等，写出验证你的推测的实验步骤(若有需要，可补充器材). 【答案】 (1)无关(2)取一段长度合适的细绳，用天平从大小相同的螺母中称量出质量不同的螺母；把螺
35、母系在绳子上，固定好绳子一端，用刻度尺测量绳端到螺母的长度； 把螺母拉到一个合适的位置由静止释放，记录螺母往返摆动的次数 n，所需的时间 t1；换用其它质量不等的螺母，重复上面实验，记下所需的时间 t2；比较测量数据，得出结论。 【解析】(1)根据公式 T=2 可知，其中和 g 都是常量，因此螺母摆动的时间只与摆长有关；由于其中没有螺母的质量 m，因此螺母摆动的时间与螺母的质量无关； (2)要探究螺母摆动的时间与质量的关系，就要改变螺母的质量控制摆长相等，步骤如下： 取一段长度合适的细绳，用天平从大小相同的螺母中称量出质量不同的螺母； 把螺母系在绳子上，固定好绳子一端，用刻度尺测量绳端到螺母的
36、长度； 把螺母拉到一个合适的位置由静止释放，记录螺母往返摆动的次数 n，所需的时间 t1； 换用其它质量不等的螺母，重复上面实验，记下所需的时间 t2； 比较测量的数据，得出结论。 12.(2019 贵州贵阳贵州贵阳)体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远，这是什么原因呢？ 小明向老师请教，老师说：这是常见的一种抛体运动，将足球以一定的速度向斜上方踢出，足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图甲所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若不计空
37、气阻力，请回答下列问题： (1)足球的质量是 0.4kg，它受到的重力是多少？(取 g = 10N/kg) (2)若足球从地面踢出时具有的动能是 120J， 踢出后能达至的最大高度是 5m， 足球在最高点时具有的动能是多少？ (3)若足球的射程 x 与抛出速度 v、抛射角之间满足公式 x=gcocvsin22，当足球以 20m/s 的速度且与水平方向成 45o角踢出，足球的射程是多少？(取 g=10N/kg) (4)足球以 30o抛射角踢出，其动能 Ek随水平位置 S 变化关系的图像如图乙所示。若该球在同一位置以 60o抛射角且与前次大小相同的速度踢出，请你在答题卡的同一坐标中画出此次足球的动
38、能随水平位置变化关系的大致图像。 【答案】(1)它受到的重力是4N； (2)若足球从地面踢出时具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，足球在最高点时具有的动能是100J； (3)当足球以20m/s的速度且与水平方向成45角踢出，足球的射程是40m； (4)此次足球的动能随水平位置变化关系的大致图像如上所示。 【解析】(1)足球的质量是0.4kg，它受到的重力是： G=mg=0.410N/kg=4N： (2)若足球从地面踢出时具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，足球在最高点时具有的重力势能为：Ep=mgh=4N5m=20J；则动能EK=120J-20J=100J； (
39、3)当足球以 20m/s 的速度且与水平方向成 45角踢出，足球的射程是： (4)根据数学知识，sin60cos60=sin30cos30，因两次速度大小相同，由 X=，两种情况下射程相同，因足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，故第二种情况下的高度越大，动能较小，据此画出此次足球的动能随水平位置变化关系的大致图像，如下所示： 13某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量 x 成正比，也可能与形变量的平方 x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作： 弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度 h0；
40、 将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此 时弹簧上端到水平面的高度 h1； 释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度 h2； 改变弹簧的压缩长度，重复步骤，将测出的数据记录在表格中，并计算出 弹簧的形变量 x、形变量的平方 x2和小铁块上升的距离h 实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m X2/m2 h/m 1 0.50 0.40 0.55 0.40 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.
41、35 0.12 1.85 (1)实验中弹簧的形变量 x= (用所测物理量符号表示)； (2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来间接反映的； Ah1 Bh2 Ch2h0 Dh2h1 (3)该同学根据表中数据分别做出图甲hx 和图乙hx2图象， 由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与 成正比 【答案】(1)h0h1 (2)D (3)形变量的平方 【解析】(1)弹簧的形变量 x 等于弹簧的原长度 h0减去弹簧被压缩后的长度 h1，即 x=h0h1；(2)实验中弹性势能的大小时通过铁块被弹起的高度来间接的反应，即铁块到达的最高点 h2减去弹簧被压缩的最低点 h1，即 h2h1，故 D 正确；(3)由表
42、可知h=15x2，h 与 x2成正比例函数关系，图象为过原点的直线，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。 14.小明和同学打乒乓球时，注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下，落地点时时远时近小明思考：若运动着的小球从桌上滚落后，小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢？他的猜想如下： 猜想一：小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与小球离开桌面的速度大小有关； 猜想二：小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与桌子的高度 H 有关 然后，小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置，并进行了实验，得到了部分数据如表 同一钢球，H=1.2m 次数 小球高度 h/m 落地点
43、到桌子的水平距离 s/m 1 0.1 0.65 2 0.2 0.96 3 0.3 1.16 (1)在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下，其目的是： (2)分析表中数据你可得到的结论是： 【答案】(1)使钢球到达桌面的速度不同；(2)在小球的质量和运动速度相同时，小球所处高度越高，落地时的水平距离越大 【解析】(1)当同一个小球从同一斜面高度滚下时，小球的质量和速度是不变的，这样可以探究小球的落地点到球台的水平距离与球台的高度的关系；(2)分析表数据可得出的结论为：在小球的质量和运动速度相同时，小球所处高度越高，落地时的水平距离越大。 【考点定位】控制变量法与探究性实验方案 15.归纳式
44、探究研究带电粒子在电场中的运动： 给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场带电离子在电场中受到力的作用，速度的大小和方向都可能发生变化 (1)甲图中两板间电压为 U，若一个质量为 m，电荷量为 q 的负离子，在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动， 忽略重力的影响， 到达正极板时的速度 v 与质量 m、 电荷量 q 和电压 U 的关系数据如表一 则带电离子到达正极板时速度的平方 v2=k1 (2)在其他条件一定时， 若第二次实验中的带电粒子以不同的速度沿着乙图中的两板中线方向入射到电场中，带电离子就会发生偏转， 离开电场时偏移距离 y与入射初速度 v的关系数据如表二
45、则偏移距离 y=k2 将数据的表格形式变成公式形式，运用了 法 表一： 次数 m/kg q/C U/V v2/(m2s2) 1 21030 1.61019 1 1.61011 2 41030 1.61019 1 0.81011 3 41030 3.21019 1 1.61011 4 21030 1.61019 3 4.81011 表二： v2/(m2s2) y/m 0.81011 3.6102 1.61011 1.8102 4.81011 0.6102 7.21011 0.4102 (3)将甲、乙两装置组合，如图丙所示甲装置两板间电压为 2V，质量为 41030 kg，带 1.61019C 电
46、荷量的负粒子，自甲装置负极板由静止开始运动，则其最终离开乙装置时偏移距离 y= m 【答案】(1)；(2)；等价变换法；(3)21048 m 【解析】(1)由表 1 中数据可知，到达正极板时的速度 v 与质量 m、电荷量 q 和电压 U 有关系，根据控制变量法： 由 1、2 知，在电荷量和电压相同的情况下，速度的平方成质量大小成反比； 由 1、4 知，在质量和电荷量相同的情况下，速度的平方成电压大小成正比； 由 2、3 知，在质量和电压相同的情况下，速度的平方成电荷量大小成正比； 故带电离子到达正极板时速度的平方 v2=k1； (2)由表 2 中数据可知，速度的平方是原来的几倍，偏转的距离是原
47、来的几分之一，即偏转的距离与速度的平方成反比，y=k2，将数据的表格形式变成公式形式，运用了等价变换法 (3)带电离子到达正极板时速度的平方 v2=k1；上述两上个公式中若各量采用国际单位，则比例系数为 1， 即偏转的距离与速度的平方成反比，y=k2 由式得：自甲装置负极板由静止开始运动，到达正极时的速度为 v2=； 由式知，其最终离开乙装置时偏移距离 y=，将代入得： 其最终离开乙装置时偏移距离 y=21048 m 16.物理学中，用磁感应强度(用字母 B 表示)来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉(用字母 T 表示)，磁感应强度 B 越大表示磁场越强； B=0 表明没有磁场 有一种电阻， 其
48、阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化，这种电阻叫磁敏电阻，为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了如甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为 6V，R 为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻 R1磁敏电阻 R 的阻值随周围磁感应强度变化的关系图象如图丙所示 (1)当图乙 S2断开，图甲 S1闭合时，磁敏电阻 R 的阻值是 ，电流表的示数为 mA (2)闭合 S1和 S2，图乙中滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻 R 的阻值变 ，电磁铁的磁感应强度变 (3)闭合 S1和 S2，图乙中滑动变阻器的滑片 P 保持不动
49、，将磁敏电阻 R 水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 L、对应的电流表的示数 I 及算出的磁感应强度 B 同时记录在下表中，请计算当 L=5cm 时，磁敏电阻 R 所在位置的磁感应强度 B= 0.40 T L/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20 (4)综合以上实验可以看出： 电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ； 离电磁铁越远， 磁感应强度越 【答案】(1)100；60；(2)大；强；(3)0.40；(4)增大；弱 【解析】【解析】(1)当图乙 S2断开，图甲 S1闭
50、合时，即磁场强度为零，据图 2 可知，此时的 R=100，故此时电路中的电流是：I=0.06A=60mA；(2)闭合开关 S1和 S2，图乙中滑动变阻器的滑片 P 向右移动，滑动变阻器电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即 R 的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻 R 处的磁感应强度 B 逐渐增强； (3)x=5cm 时，对于图表得出电流是 30mA，据欧姆定律可知，R=200，故对应磁场的强度是 0.40T；(4)综合以上实验数据，分析(2)中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越弱。 17如图所示为小梅在物理课上曾
