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小剛同學用如圖實驗裝置研究“機械能守恒定律”．他進行如下操作并測出如下數(shù)值．
①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；
②用游標卡尺測出小球的直徑為10.0mm；
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為82.05cm；
④電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；
⑤電磁鐵斷電時，小球自由下落；
⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10^-3s，由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度；
⑦計算得出小球重力勢能減小量△E_p=

 

J，小球的動能變化量△E_k=

 

J．（g取9.8m/s²，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
⑧從實驗結(jié)果中發(fā)現(xiàn)△E_p

 

△E_k（填“稍大于”、“稍小于”或“等于”），試分析可能的原因

 

．

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小剛同學用如圖實驗裝置研究“機械能守恒定律”。他進行如下操作并測出如下數(shù)值。

①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；
②用游標卡尺測出小球的直徑為10.0mm；
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為82.05cm；
④電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；
⑤電磁鐵斷電時，小球自由下落；
⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10^-3s，由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度；
⑦計算得出小球重力勢能減小量△E_p＝　　J，小球的動能變化量△E_k＝　　J。（g取9.8m/s²，結(jié)果保留三位有效數(shù)字），從實驗結(jié)果中發(fā)現(xiàn)△E_p __　_△E_k（填“稍大于”、“稍小于”或“等于”），試分析可能的原因　　　　 。

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一、選擇題：

題號

１

２

３

４

５

６

７

８

９

10

11

12

答案

CD

Ｃ

BD

ABC

AC

Ｂ

Ｄ

Ａ

Ｃ

BD

Ｂ

AC

二、非選擇題：

13．（1）實物圖連線如右圖所示。

（2）先閉合S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)R和R_P，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I₁，U₁；設(shè)電壓表內(nèi)阻為R_v

=+

再保持R_P不變，閉合S₂，記下電流表和電壓表示數(shù)為I₂、U₂。

 =++ ∴R_x=

    答案：

（3）“等于”。

（4）數(shù)據(jù)記錄：

物理量

次數(shù)

電壓Ｕ／V

電流Ｉ／A

電阻Ｒ_x／Ω

電阻平均值Ｒ_x／Ω

1

2

3

評分說明：第⑴實物連圖正確４分；第⑵表達式４分（不必寫計算過程）；第⑶2分。第⑷共4分（漏平均值一列扣１分，其他形式的表格正確的也給分）。

點評：本題電壓表和電阻箱的電阻是過渡量,很有隱蔽性；另外設(shè)計記錄處理數(shù)據(jù)的表格可能是今年高考的一個考點。

14．86V(85~87V)；1.72mA(1.70~1.74mA)；2.83kΩ(2.80~2.85 kΩ).（每空2分，共6分）

15．⑴位移s，速度v，mgs，mv²。　　　　　　　　　　　　　（每空１分，共４分）

⑵④讓小球吸在開始端；⑤電磁鐵斷電；⑥　4 ；⑦　4.04　；　4.00　。

（每空１分，共５分）

⑶在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量成正比。（１分）

點評：本題考查學生如下思維過程：⑴如何根據(jù)圖形結(jié)合所學知識試試設(shè)計實驗情景的命題；⑵理解實驗的操作過程、實驗原理，掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法；⑶確立正確的結(jié)論。通過創(chuàng)新實驗新情景考查學生是否掌握原有實驗知識并遷移到新的實驗中去的能力。

16解：⑴設(shè)先起跳者從跳起到雙手入水的時間為t_１，由題意知其位移為h₁＝10m；(1分)

　　根據(jù)自由落體運動的規(guī)律：h₁＝gt_１²　----------------------------------(2分)

    得：　　t_１＝＝s≈1.4s　----------------------------------(2分)

　　由此知道后起跳者從對應的空中時間t₂＝t_１－0.1＝1.3s ------------------(1分)

    后起跳的位移　h₂＝gt₂²＝×10×1.3²m≈8.5m  ------------------------(2分)

    在第一個人雙入入水瞬間雙方存在的高度差△h＝h₁－h(huán)₂＝1.5m --------------(2分)

說明：其他解法正確的同樣給分。

點評：本題考查學生掌握自由落體運動的知識和綜合分析能力。涉及到兩個物體的相對運動問題，可采取上述分別對各個對象進行分析處理的方法，也可采用相對法處理，具有很好的開放性。

⑵①根據(jù)慣性原理：當繩b被燒斷，同時木架停止轉(zhuǎn)動瞬間，小球具有垂直紙面向里的線速度v₁，小球開始在垂直于紙面的豎直面上做圓周運動．-------－-----------(2分)

②繩b未被燒斷，木架未停止轉(zhuǎn)動前，設(shè)小球運動的線速度為v₁，

　　則有　　　　　v₁＝ωL_b  ---------------------------------------①    (2分)

要使小球恰能在此面上做圓周運動，則小球在最高點的速度v₂必須符合：

　　             mg＝m　---------------------------------------②    (2分)　　

小球在此面上做圓周運動過程中機械能守恒，有：

　　　　　mv₁²＝mv₂²＋mg?2L_a  ------------------------------③    (2分)

①②③式聯(lián)立解得：ω＝  ----------------------------------④    (2分)

點評：本題考查學生掌握慣性原理和圓周運動、機械能守恒等知識和綜合分析能力。涉及到臨界條件以及機械能守恒和線速度與角速度的關(guān)系公式。本題的易錯點在當繩b被燒斷，同時木架停止轉(zhuǎn)動瞬間小球到底是往那個方向擺動的問題，有的同學會錯認為在紙面上做圓周運動，造成無法解答所求的結(jié)果。

17解：⑴設(shè)行李包滑上傳送帶后做勻加速運動的時間為ts，至與傳送帶的速度相等后做勻速時間為(2-t)s；

根據(jù)牛頓第二定律，加速度a＝＝μg＝2m/s²   ①---------------------(2分)

由運動學公式：     v－v₀＝at     ②----------------------------------(2分)

 ③---------------------------------(2分)

    ①②③聯(lián)立解得：v₀＝4m/s，t＝2s（即行李包一直做勻加速運動）----------(2分)

⑵行李包被拋出到滑上傳送帶的過程可看成是從傳送帶左端向右做平拋運動的逆運動。 ------------------------------------------------------------(2分)

　　在豎直方向，由h＝gt²

    得行李包作斜拋時間：t =＝s＝1.0s --------------------------(2分)

　　水平位移：S＝v₀t＝4×1.0m＝4m  --------------------------------------(2分)

　　故行李包從被拋出到滑上傳送帶左端的位移的大小:

　　　　 　　x＝＝ ----------------------------------------(2分)

點評：本題考查牛頓定律和運動學、拋體運動等知識和綜合分析能力。第一問是常規(guī)的傳送帶問題的變形，且與以往有所不同的是行李包滑上傳送帶時是有初速的，不能讓考生很容易確定加速的時間及位移，這加大了一些難度；但本題通過巧妙設(shè)計數(shù)據(jù)，使運算簡易，結(jié)果簡明。第二問涉及斜拋運動的前半段，剛好通過逆向思維也很容易處理，但最后的位移要注意所求為總位移，而非水平位移，一些考生審題不慎可能會出錯。

18解：根據(jù)法拉第電磁感應定律，發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢Ｅ_１大小為

Ｅ_１=Bdv -------------------------------------------------------------①(2分)

⑴導電流體的運動可以等效為長度為d、電阻為r 的導體做切割磁感線運動，其電阻r= --------------------------------------------------------------②(2分)

根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過負載電阻R的電流為

 -----------------------------------------③(2分)

那么，負載電阻R得到的電壓為

   ------------------------------------------④(4分)

     ⑵磁流體發(fā)電機給電容器提供的電場強度Ｅ_２＝＝----------------⑤(2分)

帶電體得到的電場力Ｆ＝qＥ_２＝-----------------------------------------⑥(2分)

設(shè)擺線長為，小球從豎直位置向上擺動的過程中，根據(jù)動能定理，有：

Ｆsinθ－mg(1－cosθ)＝０－０　------------------------------------⑦(2分)

      ⑥⑦聯(lián)立解得：　S＝  ---------------------------------------------⑧(2分)

點評：本題在2004年天津高考25題的基礎(chǔ)上增加新的結(jié)構(gòu)⑵，從而把磁流體發(fā)電機的功能發(fā)展壯大，把純電路的問題擴展至動力學等問題中，充分挖掘高考綜合題的內(nèi)涵，促進了復習備考的活力。突出對學生科學方法運用的考查，既考查學生類比方法（類比導體棒切割磁感線運動產(chǎn)生感應動勢的方法求磁流體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢）、又考查分析與綜合的方法（將復雜的問題分解成若干簡單問題并找出其聯(lián)系，層層推進確定最終的結(jié)果）。

19解：⑴帶電小球垂直于邊界ＧＨ進入復合場，運動到Ｏ點恰與絕緣板碰撞，碰后能返回平臺，說明小球在復合場中qＥ＝mg-----------------------------------①(1分)

洛侖茲力做勻速圓周運動的向心力，且經(jīng)過半個圓周到達Ｏ點，碰后再經(jīng)過半個周期回到二級平臺。-----------------------------------------------------(1分)

根據(jù)帶電粒子在磁場運動的周期公式 Ｔ＝------------------------②(1分)

①②消去q，得交變磁場變化的周期 Ｔ＝--------------------------(1分)

⑵由牛頓第二定律有：　　qvＢ＝m ------------------------------③(1分)

由幾何關(guān)系有：　　　　 r＝h/2  ----------------------------------④(1分)

①③④聯(lián)立，解得：　v＝　-----------------------------------⑤(２分)

⑶設(shè)小球碰撞后的速度大小為V，絕緣板的速度大小為V_m。則題意可知，小球返回的半徑r′=＝，又根據(jù)r＝可得：則V＝ -----------------------⑥(2分)

小球與絕緣板碰撞過程中，以小球和絕緣板為系統(tǒng)，動量守恒。

有：　　　　　mv＝－mV＋ＭV_m ------------------------------------⑦(1分)

而小球與絕緣板發(fā)生的是彈性碰撞，它們構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，有：

有：　　　　mv²＝mV²＋ＭV_m² --------------------------------⑧(1分)

⑤⑥⑦聯(lián)立解得：Ｍ＝3m  ----------------------------------------⑨(2分)

⑷絕緣板從Ｃ點運動至Ｄ點的過程中，根據(jù)功能關(guān)系有：

Ｅ_Ｐ＋μＭgS＝ＭV_m² ------------------------------------⑩(1分)

①③⑤⑥⑦⑨⑩聯(lián)立解得：Ｅ_Ｐ＝－3μmgS　--------------(３分)

點評：本題考查洛侖茲力、動量守恒、機械能守恒、功能原理等等知識，考查學生綜合分析帶電粒子在復合場運動和碰撞問題等能力。本題空間思維能力要求高，信息量多，沒有分清物理情景是不可能作出正確的計算的。在處理問題時既要注意摸清過程，又要分清物體在各點的狀態(tài)，運用正確的公式列式，才能取得成效，實是一道不錯的壓軸題。

命題體會：近幾年來，高考物理選擇題多以簡易的推理判斷為主，不涉及復雜的演算和推理過程。而實驗題體現(xiàn)了創(chuàng)新和探究，但萬變不離其“宗”――平時所學的物理規(guī)律、實驗原理和方法，故出題堅持以本為本，以綱為綱，突出對學生實驗操作過程和分析方法的考查，只是形式呈現(xiàn)多樣化。計算題則體現(xiàn)過程多、所求多、列式多，但不偏不怪、易于入手的特點，只是因考生而異，有的考生既準確又能不斷深入，值到理想境界；有的考生則做好前一半，后一半要么出錯，要么做不下去，但也能得到該得的分。這次命題，我緊緊抓住這一思想，嘗試自造一些近似于高考的原創(chuàng)或高考改裝題，力求體現(xiàn)本人一貫的命題宗旨，這樣也肯定有許多不嚴密之處，故請同仁們指正。