物理學(xué)科筆試部分競賽大綱.doc

（高一年級物理部分）第一部分 解題技能競賽大綱第二部分 解題技能競賽試題樣題及參考答案第三部分 物理實驗報告方法及示范報告首屆全國中學(xué)生數(shù)理化學(xué)科能力競賽物理學(xué)科筆試部分競賽大綱（2008年試驗稿） 為了提高廣大青少年走進科學(xué)、熱愛科學(xué)的興趣，培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才，團中央中國青少年發(fā)展服務(wù)中心、全國“青少年走進科學(xué)世界”科普活動指導(dǎo)委員會辦公室共同舉辦首屆“全國中學(xué)生數(shù)理化學(xué)科能力競賽”（以下簡稱“競賽”）。競賽由北京師范大學(xué)高中數(shù)理化雜志社承辦。為保證競賽活動公平、公正、有序地進行，現(xiàn)將物理學(xué)科筆試部分競賽大綱頒布如下：一、命題指導(dǎo)思想和對能力的要求根據(jù)教育部全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準和全日制普通高級中學(xué)物理課程標(biāo)準的要求，著重考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識、基本能力、科學(xué)素養(yǎng)和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。命題吸收各地高考和中考的成功經(jīng)驗，以能力測試為主導(dǎo)，體現(xiàn)新課程標(biāo)準對能力的要求，注重對物理知識和物理規(guī)律的理解，強調(diào)知識點間的內(nèi)在聯(lián)系；注重考查應(yīng)用語言文字 、數(shù)學(xué)方法準確表述物理思想與物理過程的能力；注重理論聯(lián)系實際，注意科學(xué)技術(shù)和社會、經(jīng)濟發(fā)展的聯(lián)系，注重物理知識在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力，促進新課程標(biāo)準提出的“知識與技能”、“過程與方法”、“情感、態(tài)度與價值觀”三維目標(biāo)的落實。初三組和高一組中涉及初中內(nèi)容的命題，把“注重學(xué)生發(fā)展，改變學(xué)科本位；從生活走向物理，從物理走向社會；注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化；注重學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展，構(gòu)建新的評價體系”作為命題的最重要的指導(dǎo)思想。高中競賽組則把對理解能力、推理能力、綜合分析能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力和實驗與探究能力的考查作為命題的最重要的指導(dǎo)思想。二、競賽對學(xué)科能力考查的說明（一）初三組和高一組考查初中部分知識時對學(xué)科能力的考查要求 科學(xué)探究能力科學(xué)探究能力的考查，在內(nèi)容上可以是全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準所要求的科學(xué)內(nèi)容，也可以是與全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準科學(xué)內(nèi)容有關(guān)的學(xué)科交叉的內(nèi)容；在形式上可以是實驗探究，也可以是問題研究、調(diào)查分析等學(xué)習(xí)活動。 觀察、實驗?zāi)芰υ嚲碇袕娬{(diào)實驗題的比重，考查內(nèi)容包括實驗基本技能和簡單的實驗設(shè)計。實驗基本技能主要是指能利用實驗器材和已知的規(guī)律進行有目的的實驗，會正確使用儀器，會做必要的實驗記錄，會歸納實驗結(jié)果并撰寫簡單的實驗報告。簡單的實驗設(shè)計能力主要是指能綜合運用所學(xué)知識設(shè)計簡單的實驗方案。 應(yīng)用知識能力和分析、概括能力會應(yīng)用物理知識解釋簡單的現(xiàn)象，會應(yīng)用物理公式進行簡單的推導(dǎo)與計算，會分析解決簡單的實際問題，包括與生活、科技、環(huán)境和社會相聯(lián)系的一些實際問題，能區(qū)分有關(guān)因素和無關(guān)因素，找出共同的特征，從而概括出概念和規(guī)律。創(chuàng)新意識、自學(xué)能力、信息收集和處理能力能進行相關(guān)的資料收集和有針對性的閱讀，從中發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，并解答相關(guān)的簡單問題。在試卷中增強試題的開放性，以便于考查學(xué)生運用知識解決問題的創(chuàng)新意識。（二）高中競賽組對學(xué)科能力的考查要求1.理解能力理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義，理解物理規(guī)律的適用條件，以及它們在簡單情況下的應(yīng)用；能夠清楚認識概念和規(guī)律的表述形式（包括文字表述和數(shù)學(xué)表述）；能夠鑒別關(guān)于知識和規(guī)律的似是而非的說法；理解相關(guān)知識的區(qū)別和聯(lián)系。2.推理能力能夠根據(jù)已知的物理知識和物理事實、條件，對物理問題進行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷，并把推理過程正確地表述出來。3.綜合分析能力能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，找出起決定作用的因素及相關(guān)條件；能夠把一個復(fù)雜的問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系；能夠提出解決問題的方法，運用物理知識解決所遇到的綜合問題。4.應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進行推導(dǎo)，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論。能運用幾何圖形、函數(shù)圖象進行表述、分析。5.實驗與探究能力能夠獨立地完成考查內(nèi)容和課程標(biāo)準要求的實驗，能夠明確實驗?zāi)康?、實驗原理和方法，能夠控制實驗條件，會使用實驗儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理，并得出結(jié)論，能夠?qū)Y(jié)論進行分析和評價；能夠發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的問題制定解決方案；能夠運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法，正確使用實驗儀器去處理問題，包括簡單的設(shè)計性實驗并寫出實驗報告。三、命題范圍依據(jù)教育部全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準和全日制普通高級中學(xué)物理課程標(biāo)準的要求，初賽和決賽所考查的知識點范圍，不超出相關(guān)年級在相應(yīng)的時間段內(nèi)的普遍教學(xué)進度。高一組由于學(xué)生剛進入高中階段的物理學(xué)習(xí)，所學(xué)新知識有限，其考查范圍包括初中內(nèi)容。四、考試形式 1.高一、高二組：閉卷。筆答?？荚嚂r間為120分鐘，試卷滿分為150分。 2.初三組：閉卷。筆答?？荚嚂r間為120分鐘，全卷滿分為100分。五、試卷結(jié)構(gòu)1.高一、高二組：全卷選擇題10題，非選擇題8題（包括實驗題兩題）2.初三組：全卷選擇題4題，填空題4題，簡答題4題，解答及實驗探究題6題。 六、難度系數(shù) 1.初賽試卷的難度系數(shù)控制在0.6左右；2.決賽試卷的難度系數(shù)控制在0.5左右。首屆全國中學(xué)生數(shù)理化學(xué)科能力競賽高一物理學(xué)科能力解題技能競賽樣題第一部分 選擇題 （共 40 分）1、 本題共 10小題，每小題 4 分，共 40分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對的得 4 分，選不全的得 2 分，有錯選或不答的得 0 分。圖11.北京奧運會在8月10日下午進行的女子雙人3米板決賽中，中國組合郭晶晶/吳敏霞以343.50的總分毫無懸念的摘得冠軍。雙人跳除要求高難度動作以外，還要求參賽的兩位選手動作的高度一致，如圖1所示是郭晶晶/吳敏霞完美一跳的瞬間，在忽略空氣阻力的情況下，下列說法中正確的是（）A若以水平面為參考系，郭晶晶/吳敏霞做自由落體運動B在研究郭晶晶和吳敏霞跳水運動時可以把她們當(dāng)作質(zhì)點C若以跳臺側(cè)面的某靜止的攝像機的鏡頭為參考系，郭晶晶/吳敏霞的運動軌跡是一條拋物線D晶晶和吳敏霞的運動過程是變加速運動。解析：由于跳水是在跳板振動后運動員向上跳起后開始的運動，所以在忽略空氣阻力情況下，相對地面靜止的參考系，運動員做斜拋運動，則A錯，C對；跳水運動主要是向觀眾展示她們優(yōu)美的空中肢體動作，因此不能當(dāng)質(zhì)點處理，則B錯；在忽略空氣阻力時她們只受重力作用，做加速度為g的勻變速運動，則D錯。答案：C2課外活動時，小明和小華均在操作上沿直線進行跑步訓(xùn)練.在某次訓(xùn)練中，他們通過的位移和時間的關(guān)系如圖2所示，則下列說法中正確的是（ ） A兩人都做勻速直線運動B. 兩人都不是做勻速直線運動C. 前2s內(nèi)，小華跑得較快D全程中，兩人跑步的平均速度相同 圖2解析：由圖象可知，小明做勻速直線運動，小華做變速運動，AB錯。在8s內(nèi)兩人發(fā)生的位移相等，在前2s內(nèi)小華發(fā)生的位移多，則CD正確。答案：CD3.在2008年8月16日，牙買加選手尤塞恩-博爾特在國家體育場“鳥巢”進行的北京奧運會男子100米決賽中以9秒69的成績奪得金牌并打破9秒72的世界紀錄。設(shè)高度為H的博爾特正在進行100m短跑就要到達比賽的終點處，有一攝影記者用照相機拍攝下了運動員沖刺的一幕。已知攝影記者使用的照相機的光圈（控制進光量的多少）是16，快門（曝光時間）是1/60s，得到照片后測得照片中人高度為h，胸前號碼布上模糊部分的寬度是。則由以上數(shù)據(jù)可以知道運動員的（） 圖3100m成績沖刺速度100m內(nèi)的平均速度沖刺時1/60s內(nèi)的位移ABCD解析：照片中模糊部分的寬度就是最后沖刺時的1/60s運動員號碼布對應(yīng)的運動位移，由放大比例關(guān)系可知其大小為對應(yīng)運動員的最后沖刺速度為由以上分析可知C選項正確?！敬鸢浮緾4.小雪和她所在的物理學(xué)習(xí)興趣小組在探究摩擦力過程中，用兩完全相同的木板把一個正方形木塊夾住，設(shè)其正方形木塊A重6N，用力F=10N的水平推力通過P、Q兩木板把A物夾住，木板與A物間的動摩擦因數(shù)為0.4，圖4為它的正視圖.現(xiàn)要將A物體勻速拉出，則拉力大小可能為（ ）圖4A.1牛 B. 2牛C. 7牛 D.14牛解析： 物塊相對接觸面滑動時，其摩擦力為：若從上端拉出物體，則拉力，若從下端拉出物體，則拉力若從側(cè)面拉出物體，則拉力則綜上所述BCD正確。答案：BCD5. 隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源短缺問題日顯突出，近期油價不斷攀升，已對各國人民的日常生活造成了各種影響如圖所示排長隊等待加油的情景已經(jīng)多次在世界各地發(fā)生，能源成為困擾世界經(jīng)濟發(fā)展的重大難題之一，下列有關(guān)能源轉(zhuǎn)化的說法中錯誤的是（ ）A少駕私家車，多乘公交車上下班，是節(jié)約能源的具體措施之一B提倡使用太陽能熱水器可減少不可再生能源的消耗C利用鈾核裂變釋放能量發(fā)電的過程，實質(zhì)上就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程 D盡管能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中能量是守恒的，但是如果燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化 圖5成了熱能，就無法將此燃料釋放的熱能100地復(fù)原成原來的化學(xué)能解析：要求對各種能源有一定的了解，知道能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性，能關(guān)注日常生活中的能耗，有節(jié)約能源的意識。答案：C6王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動門，當(dāng)有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗：當(dāng)他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當(dāng)把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗的結(jié)果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認為其中最合理的猜想是 A自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉B自動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當(dāng)此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉D靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉解析：任何物體都可以發(fā)出紅外線。根據(jù)題意，當(dāng)把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開，可以判斷是自動門本身發(fā)射紅外線，選項C正確。答案：C圖67. 在2008年5月四川汶川大地震救援中，某空降兵從飛機上跳下，先做自由落體運動，在t1時刻，速度達較大值v1時打開降落傘，做減速運動，在t2時刻以較小速度v2著地。他的速度圖象如圖6所示。下列關(guān)于該空降兵在0t1或t1t2時間內(nèi)的的平均速度的結(jié)論正確的是（ ） A0t1， Bt1t2，Ct1t2， Dt1t2，解析：根據(jù)題意0t1時間內(nèi)，空降兵做自由落體運動，平均速度為， ，選項A正確.t1t2時間內(nèi)，空降兵做變速直線運動，圖線與兩坐標(biāo)軸所包圍的“面積”小于他做勻減速直線運動時圖線所包圍的“面積”，故,選項D正確。圖7AVPab答案：AD8.如圖7所示，電源電壓不變，在滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中（ ）A、電流表、電壓表示數(shù)都減小B、電流表、電壓表示數(shù)都增大C、電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大D、電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小解析：當(dāng)滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中，電阻變大，干路電流就變小，電流表讀數(shù)變小，電阻兩端電壓變小，故電阻兩端電壓變大，電壓表讀數(shù)變大，選項C正確。答案：CO圖9O圖109.奧運會中的撐桿跳是一項非常受歡迎的運動項目，小艷同學(xué)在網(wǎng)上找到兩張照片，一個某運動員在撐桿達到最高處瞬間的照片如圖8右圖所示，她又找到一個漫畫如圖8左圖所示，她認為此圖與運動員撐桿跳有相似之處，接著她把桿的支點與地面接觸到運動員松手離開桿的過程中，其受 圖8 力情況可簡化為一個長木板上有一木塊的模型，如圖9所示，當(dāng)長木板的傾角逐漸增大時，則（ ）A.如果木塊一直靜止在木板上，則木塊所受的重力和支持力的合力逐漸增大B.如果木塊一直靜止于長木板上，則木塊所受重力、支持力和靜摩擦力的合力逐漸增大C.如果木塊一直靜止在木板上，則木塊所受的重力、支持力和靜摩擦力的合力逐漸增大D.如果從0一直增大到90，則木塊所受的摩擦力一直增大【解析】物體受力情況如圖10所所示，其中木板對木塊支擇持力的合力等于重力，木塊重力的大小不變，而木塊重力與木板對木塊支持力的合力等于木塊和木板間的間摩擦力，對木塊動態(tài)分析可知，木塊若靜止在木板上，則靜摩擦力一直增大，直至運動為止，此后摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Σ⒉粩鄿p小，則A正確D錯；木塊所受重力支持力和靜摩擦力的合力為零，BC錯?！敬鸢浮緼10.一輛汽車從靜止開始勻加速開出，然后保持勻速運動，最后勻減速運動直到停止。從汽車開始運動起計時，下表給出了某些時刻汽車的瞬時速度，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過分析，計算可以得出（）時刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129. 03.0A.汽車加速運動經(jīng)歷的時間為4sB.汽車加速運動經(jīng)歷的時間為5sC.汽車勻速運動的時間為2sD.汽車減速運動時間為1s【解析】本題考查勻變速運動基本規(guī)律，由表格獲取信息的能力。加速階段的加速度，減速階段的加速度，勻加速階段時間=12.0/3=4s，減速階段時間=12/6=2s，10.5s后又運動了=3.0/6=0.5s停下，所以物體共運動=11s，勻速運動的時間=-=5s，綜合以上分析可知選項A正確。答案：A第二部分 非選擇題（共110分）A拉環(huán)彈簧R0R1baP圖11二、本題共8小題，滿分110分。其中11、12題為實驗題，要按題目要求做答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11為鍛煉身體，小明利用所學(xué)物理知識設(shè)計了一個電子拉力計，圖11是原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計)。定值電阻R0=5，a、b是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值R1=25，電源電壓U=3V，電流表的量程為 O0.6A。 (1)小明在電路中連入RO的目的是_。 (2) 當(dāng)拉環(huán)不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為_A.(3) 已知該彈簧伸長的長度L與所受拉力F間的關(guān)系如圖12所示。通過計算說明, 開關(guān)S閉合后，當(dāng)電流表指針指在0.3A處，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為多大?200400600654321F/NL/cm0圖12解析：考查考生從電路圖、實驗數(shù)據(jù)圖分析、讀取信息、得出結(jié)論的科學(xué)探究能力，涉及的知識內(nèi)容包括串聯(lián)電路及串聯(lián)電路中總電阻與分電阻的關(guān)系；歐姆定律；電阻大小與電阻線長度的關(guān)系等多個方面的問題。此題綜合性強。（1）防止電流過大而燒壞電流表(或答保護電路)；（2）滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為A=0.1A；（3）當(dāng)電流為0.3A時變阻器連入電路中的電阻為：R1=RR0=U/IR0=3V/0.3A5=5連入電路中的電阻線長度為L=5cm=1 cm則彈簧的伸長量為L5cm1 cm4cm由圖象可知拉力F=400N答案：400N 12廣東佛山九江大橋撞船事故后，佛山交通部門加強了對佛山市內(nèi)各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋?qū)嵤┝藶槠诮荒甑姆忾]施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索。某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們很想知道每根長50m、橫截的圓面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，同學(xué)們則取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究。由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān)。因而同學(xué)們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律。（1）同學(xué)們準備象探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間關(guān)系的實驗一樣將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物，來完成本實驗。但有同學(xué)說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實驗的影響，你認為可行的措施應(yīng)該是： 。（2）同學(xué)們通過游標(biāo)卡尺測樣品的直徑來測定其截面積，某次測量該樣品的直徑為0.830cm。（3）經(jīng)過同學(xué)們充分的討論，不斷完善實驗方案，最后實驗取得數(shù)據(jù)如下：樣 品拉力伸長量截面積長 度 200N400N600N800N樣品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm樣品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm樣品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm樣品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm樣品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.32cm分析樣品C的數(shù)據(jù)可知，其所受拉力F（單位N）與伸長量X(單位m)遵循的函數(shù)關(guān)系式是 。對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知，懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數(shù)與懸索長度 成正比、與懸索的橫截面積 。 答案： （1）將懸索樣品水平放置在光滑水平面上，用滑輪將豎直向下的重力變?yōu)樗降睦?。?）F2106X（N） 平方的倒數(shù)；成正比。圖1313.如圖13所示是利用潮汐發(fā)電的原理圖。左方為陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，無論漲潮或落潮，水流經(jīng)過通道均可帶動發(fā)電機發(fā)電。一晝夜中兩次漲、落潮，四次發(fā)電。漲潮時，堵住通道，潮水漲至最高水位時打開通道，進水發(fā)電，如圖13甲所示；當(dāng)海灣水位漲至最高時，堵住通道，如圖13乙所示；落潮至最低水位時，打開通道放水發(fā)電，如圖13丙所示。（g取10N/kg，海水的密度1.0103kg/m3）以下是某小型潮汐發(fā)電站的一組數(shù)據(jù)，據(jù)此回答下列問題：水壩高度15m海灣面積4.5106 m3漲潮海灣最高水位10m發(fā)電機日平均發(fā)電量4.4104kWh退潮海灣最低水位6m水輪發(fā)電機總效率10（1）當(dāng)海灣水位漲至最高時，海灣底部所受水的壓強是多少？（2）每次漲潮（或落潮）經(jīng)過通道水的質(zhì)量為多少？（3）試計算每日水流對水輪發(fā)電機做了多少功？解析：（1）由水的壓強公式：pgh可得：p1.0103kg/m310N/kg10m1.0105Pa （2）每次漲潮（或落潮）經(jīng)過通道水的質(zhì)量為：mVShm1.0103kg/m34.5106m2（10m6m）1.81010kg （3）每日水流對水輪發(fā)電機做的功為：W水W電/W水=（4.41043.6106J）/0.11.581012J12345圖14答案：見解析14.小芳是一個善于思想的鄉(xiāng)村女孩，她在學(xué)過自由落體運動規(guī)律后，對自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣，她坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上、下沿，小敏同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫上了如圖14右圖所示雨滴下落同自家房子的關(guān)系，其中2點和3點之間的小矩形表示小敏正對的窗，請問：（1） 此屋檐離地面多高？（2） 滴水的時間間隔是多少？【解析】由圖可知，如果將這5滴水的運動等效為一滴水的自由落體運動，并且將這一滴水運動的全過程分成時間相等的4段，設(shè)時間間隔為T，則這一滴水在0時刻、Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所處的位置，分別對應(yīng)圖示第5滴水，第4滴水，第3滴水，第2滴水，第1滴水所處的位置，據(jù)此可做出解答。解法一：設(shè)屋檐離地面高為h，滴水間隔為T。由h=gt2/2得第2滴水的位移h2=g(3T)2/2 第3滴水的位移h3=g(2T)2/2 且h2- h3=1 由得 T=0.2s則屋檐高h=g(4T)2/2=3.2m解法二：比例法（1）由于初速度為零的勻加速直線運動從開始運動起，在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之比為1：3：5：（2n-1），所以令相鄰兩水滴之間的間距從上到下依次是1s：3s：5s：7s。 由題意知，窗高為5s，則5s=1 ， s=0.2m 屋檐高h= 1s+3s+5s+7s=16， s=3.2m。（2）由h=gt2/2得滴水的時間間隔T為：T=0.2s解法三：平均速度法 設(shè)滴水間隔為T，則雨滴經(jīng)過窗戶過程中的平均速度為=h/T。 由v=gt知，雨滴2.5T的速度v2.5=2.5gT由于v=，所以1/T=2.5gT解得T=0.2s 屋檐高h=g(4T)2/2=3.2m答案：（1）3.2m；（2）0.2s.15.閱讀短文，回答問題 微波爐是現(xiàn)代家庭中的烹飪工具接通電源后微波爐內(nèi)的磁控管能產(chǎn)生頻率很高波長很短的電磁波，故稱為微波微波有以下重要特性：(1)微波的傳播速度等于光速，微波遇到金屬物體，會像光遇到鏡子一樣地發(fā)生反射(2)微波遇到絕緣材料，如玻璃、塑料等，會像光透過玻璃一樣順利通過(3)微波遇到含水的食品，能夠被其大量吸收，引起食品內(nèi)部分子發(fā)生劇烈的振動，達到加熱食品的目的(4)過量的微波照射對人體有害（1）微波在真空中的傳播速度為_ m/s。（2）若一微波束與金屬板成角射向金屬板，反射時反射角為_。（3）為防止微波泄漏對人體造成傷害，在玻璃爐門內(nèi)側(cè)應(yīng)裝有_。（4）小明家使用的微波爐功率為1000W，小明用該微波爐加熱質(zhì)量為300g、溫度為20的水至沸騰，用時2 min，這段時間內(nèi)微波爐的效率為_?！綾水=42103J/(kg)，盛水容器吸熱不計，氣壓為一個標(biāo)準大氣壓】解析：微波的傳播速度等于光速，即m/s.根據(jù)光的反射定律知，反射角等于入射角，而入射角為，所以反射角為.根據(jù)題意，微波遇到金屬物體，會像光遇到鏡子一樣地發(fā)生反射為防止微波泄漏對人體造成傷害，在玻璃爐門內(nèi)側(cè)應(yīng)裝有金屬網(wǎng)或金屬板。加熱質(zhì)量為300g=0.3kg，溫度為20的水至沸騰即溫度為100，用時2min=120s，這段時間內(nèi)該微波爐產(chǎn)生的熱量為JJ,每秒鐘產(chǎn)生的熱量為W=833.3W，微波爐的效率為83.3%答案(1)3lO8 (2)60。 (3)金屬網(wǎng)(答金屬板也算對) (4)83.3%圖1516.某校興趣小組模仿這一現(xiàn)象，制作了一把“浮力秤”。將厚底直筒形狀的玻璃杯浸入水中，如圖15所示。已知玻璃杯的質(zhì)量為200g，底面積為30cm2，高度為15cm。（水的密度水1103kg/m3）求：（1）將杯子開口向上豎直放入水中時（注：水未進入杯內(nèi)），杯子受到的浮力。 （2）此時杯子浸入水中的深度（即為該浮力秤的零刻度位置）。 （3）此浮力秤的最大稱量（即量程）。解析：（1）杯子的重量為G杯G杯mg0.2kg10N/kg2N杯子在水中處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件杯子受到的浮力F浮G杯2N（2）設(shè)杯子浸入水中時，浸入的深度為h，有F浮G排gSh則有：hh（2N）/（103kg/m310N/kg30104m2）m=0.067m（3）當(dāng)往杯子內(nèi)放被測物時，若杯子下沉到水面剛好到杯口（水未進杯內(nèi)）此時杯子下沉的深度為h1510-2m受到的浮力F浮gS hF浮103kg/m310N/kg3010-4m21510-2mF浮4.5N設(shè)能稱量的最大值為FFF浮G杯4.5N2N2.5N答案：（1）2N；（2）0.067m；（3）2.5N.圖1617.某餐館為招來顧客想制作一塊1m2的特大豆腐，結(jié)果因豆腐癱軟而告失敗，其實硬的巖石處在太高的山體底部也會癱軟，這是因為山峰高到一定程度后巖石基部壓強過大，會發(fā)生溶化而開始流動的緣故。（1）若每摩爾巖石熔化時要吸收熱量為m,巖石的摩爾質(zhì)量為，山體可看作均勻的圓柱體。當(dāng)山高達極限高度H時繼續(xù)增高一點就熔化掉一點，既不能再增高了。試從能量的角度寫出山的極限高度表達式。（2）設(shè)巖石的主要成分為SiO2 ，其，求山的最大高度H值。（SiO2的摩爾質(zhì)量=0.06kg/mol）解析：（1）畫出示意圖，如圖16，首先假設(shè)一個橫截面積為S，高為H的圓柱。若山增加h高度后（增加的質(zhì)量為m），底部就溶化掉h高度，如圖17所示。這表明H這個數(shù)值已經(jīng)是極限高度了。這時m的勢能減少量轉(zhuǎn)化為熔化巖石的內(nèi)能。設(shè)山體總質(zhì)量為M， 熔化巖石的質(zhì)量為m， Hhh圖17熔化巖石需要吸收的熱量是Q， 根據(jù)能量守恒定律有： 由解得：既 （2）代入數(shù)據(jù)后得：甲乙答案：（1），（2）18.一質(zhì)點沿直線運動，其速度隨時間變化的關(guān)系圖象恰好是與坐標(biāo)軸相切的圓弧，如圖18甲所示，則質(zhì)點在這20s內(nèi)的位移s為多少？質(zhì)點在10 s時的加速度為多少？【解析】 物體在20s內(nèi)的位移是速度圖線與兩坐標(biāo)軸圍成的圖形面積， 若僅從圖形考慮，則 （R表示圓弧的半徑） 考慮到物理意義，則如上圖乙所示，過10s對應(yīng)的圓弧上的B點作切線FE，設(shè)圓弧的半徑為R，由圖形方面考慮，易得sin=BC/OB=（）/R=1/2，所以=30由圖中幾何關(guān)系還可知道，EOFOCB，故tan=BC/OC=OF/OE因速度圖象的斜率表示加速度的大小，則：=kB=tanOEF=由加速度的概念知：BC應(yīng)表示的是速度，OC表示的是時間。在OBC中，BC=OBsin，因BC表示的是速度，因為 OB=OD=AO=8ms-1,故BC=8sin30=4m/s。在OBC中，OC=OBcos，因OC表示的是時間，故OB=OA=DO=20s,OC=20cos30=10s，所以加速度= （m/s2）答案：34.4m；。物理實驗報告撰寫方法物理實驗除了使學(xué)生受到系統(tǒng)的科學(xué)實驗方法和實驗技能的訓(xùn)練外，通過書寫實驗報告，還能為培養(yǎng)學(xué)生將來從事科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的論文書寫打下基礎(chǔ)。因此，實驗報告是實驗的重要組成部分，希望同學(xué)們能認真對待。正規(guī)的實驗報告，應(yīng)包含以下六個方面的內(nèi)容：(1)實驗?zāi)康模?2)實驗原理；(3)實驗儀器設(shè)備；(4)實驗內(nèi)容(簡單步驟)及原始數(shù)據(jù)；(5)數(shù)據(jù)處理及結(jié)論；(6)結(jié)果的分析討論?，F(xiàn)就物理實驗報告的具體寫作要點作一些介紹，供同學(xué)們參考。一、實驗?zāi)康牟煌膶嶒炗胁煌挠?xùn)練目的，應(yīng)按實驗前對實驗的要求并結(jié)合自己在實驗過程的體會來寫。如：實驗4-2 金屬楊氏彈性模量的測量實驗?zāi)康?掌握尺讀望遠鏡的調(diào)節(jié)方法，能分析視差產(chǎn)生的原因并消除視差；2掌握用光杠桿測量長度微小變化量的原理，正確選擇長度測量工具；3學(xué)會不同測量次數(shù)時的不確定度估算方法，分析各直接測量對實驗結(jié)果影響大??；4練習(xí)用逐差法和作圖法處理數(shù)據(jù)。二、實驗原理實驗原理是科學(xué)實驗的基本依據(jù)。實驗設(shè)計是否合理，實驗所依據(jù)的測量公式是否嚴密可靠，實驗采用什么規(guī)格的儀器，要求精度如何？應(yīng)在原理中交代清楚。1必須有簡明扼要的語言文字敘述。結(jié)合實驗?zāi)康暮蛯嶒炦^程用自己的語言進行歸納闡述。文字務(wù)必清晰、通順。2所用的公式及其來源，簡要的推導(dǎo)過程。3為闡述原理而必要的原理圖或?qū)嶒炑b置示意圖。如圖不止一張，應(yīng)依次編號，安插在相應(yīng)的文字附近。如：實驗3-3 滑線變阻器的分壓與限流特性實驗原理滑線變阻器在電路中的連接不同，可構(gòu)成分壓器和限流器。1分壓特性研究實驗電路如圖1?；瑒宇^將滑線電阻分成和兩部分，為負載電阻。電路總電阻為EV圖1 分壓電路圖2 分壓特性曲線故總電流為為電源的端電壓，不是電源的電動勢。負載電阻上的壓降為令、，是負載電阻相對于滑線電阻阻值大小的參數(shù)；是滑線電阻的滑動頭相對于低電位端的位置參數(shù)。則上式可改寫為在給定負載和滑線電阻的情況下，為某一定值，則分壓比與滑線電阻滑動頭位置參數(shù)有關(guān)，它們的函數(shù)關(guān)系曲線如圖2。本實驗是通過實際測量來檢驗的函數(shù)關(guān)系曲線是否與理論曲線相吻合，并探討分壓電路的有關(guān)規(guī)律。2限流特性研究實驗電路如圖3。此時流過負載的電流為令，則圖4 限流特性曲線、定義同前。對于不同的參數(shù)，電路的限流比與滑線電阻滑動頭位置參數(shù)有關(guān)，它們的函數(shù)關(guān)系曲線如圖4。AE。圖3 限流電路 本實驗是通過具體測量來了解它們的關(guān)系曲線及限流電路的基本特征。三、實驗儀器設(shè)備在科學(xué)實驗中，儀器設(shè)備是根據(jù)實驗原理的要求來配置的，書寫時應(yīng)記錄：儀器的名稱、型號、規(guī)格和數(shù)量(根據(jù)實驗時實際情況如實記錄，沒有用到的不寫)；在科學(xué)實驗中往往還要記錄儀器的生產(chǎn)廠家、出廠日期和出廠編號，以便在核查實驗結(jié)果時提供可靠依據(jù)；電磁學(xué)實驗中普通連接導(dǎo)線不必記錄，或?qū)懮蠈?dǎo)線若干即可。但特殊的連接電纜必須注明。如：實驗5-7 用電位差計校準毫安表實驗儀器設(shè)備HD1718-B型直流穩(wěn)壓電源(0-30V/2A)，UJ36a型直流電位差計(0.1級、量程230mV)，BX7D-1/2型滑線變阻器(550、0.6A)，C65型毫安表(1.5級、量程2-10-50-100mA)，ZX93直流電阻器，ZX21旋轉(zhuǎn)式電阻箱，UT51數(shù)字萬用表，導(dǎo)線若干。四、實驗內(nèi)容及原始數(shù)據(jù)概括性地寫出實驗的主要內(nèi)容或步驟，特別是關(guān)鍵性的步驟和注意事項。根據(jù)測量所得如實記錄原始數(shù)據(jù)，多次測量或數(shù)據(jù)較多時一定要對數(shù)據(jù)進行列表，特別注意有效數(shù)字的正確，指出各物理量的單位，必要時要注明實驗或測量條件。如：實驗3-1 固體密度測量實驗內(nèi)容及原始數(shù)據(jù)1用游標(biāo)卡尺測量銅環(huán)內(nèi)、外徑，用螺旋測微計測量厚度。螺旋測微計零位讀數(shù) 0.003 (mm)n1234567外徑D(mm)29.9629.9429.9829.9429.9629.9229.96內(nèi)徑d(mm)10.0210.0410.0010.0210.0610.0410.08厚h測量讀數(shù)(mm)9.6479.6499.6489.6449.6469.6469.645測量值(mm)9.6449.6469.6459.6419.6439.6439.6422用礦山天平測量銅環(huán)質(zhì)量 53.97 g 指針折回點讀數(shù)S1S2S3S4S5零 點17.96.517.57.017.2停 點15.06.014.86.114.4停 點12.15.811.96.111.6五、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論 1對于需要進行數(shù)值計算而得出實驗結(jié)果的，測量所得的原始數(shù)據(jù)必須如實代入計算公式，不能在公式后立即寫出結(jié)果；2對結(jié)果需進行不確定度分析(個別不確定度估算較為困難的實驗除外)；3寫出實驗結(jié)果的表達式(測量值、不確定度、單位)，實驗結(jié)果的有效數(shù)字必須正確；4若所測量的物理量有標(biāo)準值或標(biāo)稱值，則應(yīng)與實驗結(jié)果比較，求相對誤差。5需要作圖時，需附在報告中。如：實驗3-1 固體密度測量數(shù)據(jù)處理及結(jié)論，經(jīng)查表，時銅的密度為，實驗結(jié)果的相對誤差為六、結(jié)果的分析討論一篇好的實驗報告，除了有準確的測量記錄和正確的數(shù)據(jù)處理、結(jié)論外，還應(yīng)該對結(jié)果作出合理的分析討論，從中找到被研究事物的運動規(guī)律，并且判斷自己的實驗或研究工作是否可信或有所發(fā)現(xiàn)。一份只有數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果計算的報告，其實只完成了測試操作人員的測試記錄工作。至于數(shù)據(jù)結(jié)果的好壞、實驗過程還存在哪些問題、還要在哪些方面進一步研究和完善？等等，都需要我們?nèi)ニ伎?、分析和判斷，進而提高理論聯(lián)系實際、綜合能力和創(chuàng)新能力。1首先應(yīng)對實驗結(jié)果作出合理判斷。如果儀器運行正常，步驟正確、操作無誤，那就應(yīng)該相信自己的測量結(jié)果是正確或基本正確的。對某物理量經(jīng)過多次測量所得結(jié)果差異不大時，也可判斷自己的測量結(jié)果正確。如果被測物理量有標(biāo)準值(理論值、標(biāo)稱值、公認值或前人已有的測量結(jié)果)，應(yīng)與之比較，求出差異。差異較大時應(yīng)分