1、中考培优专案系列1物理知识应用探究专题1、在一次趣味物理讲座中，老师谈到传说中伽利略的比萨斜塔实验时说：“在不计空气阻力的情况下，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢与物体的质量无关，这种运动叫做自由落体运动。 ”课后，兴趣小组在老师的指导下开始研究自由落体运动，他们用频闪照相机(频闪间隔时间 t=O1 s)拍摄下了数张不同质量的金属小球从同一位置自由下落的影像，其中一张如图 22 甲所示。小知识：频闪照相，是让照相机对某一个运动物体每间隔相同时间曝光一次，将物体在不同时刻所处位置记录下来，由于曝光间隔时间固定，因此，频闪照片除记录下物体的位置外，还记录了物体运动的时间
2、。(1)从起点 O 算起，小球到达位置 3 时下落的时间 t = 0.3 s，通 过的路程 S = 0.45 m。(2)请根据影像数据，在图 22 乙中作出小球下落0.3 s 内的 s-t 图像。(提示：下落距离 s 要从起点O 算起)(3)他们比较数张照片，发现不同小球在同一时刻的确几乎都在同一位置，则说明了物体下落快慢 与质量无关。为了从理论上证明这一结论，请你 计算：从 O点起小球下落的距离 s 与对应时间平 方 t2的比值(至少取 3 个时间数据；比值的单位为 m/s2)。(4)通过比较这些比值，你能得出什么结论?(4)结论：从计算结果看，小球下落的距离 s 与对应时间平方 t2的比值
3、是一个恒定值，则说明任何自由下落的物体，运动的距离 s 都只与运动时间 t 有关，可证明：小球下落的快慢与物体的质量无关。中考培优专案系列22. 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似 地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关。为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
4、为了验证猜想一，应比较实验序号_1_和_3_，结论是： 物体由静止开始下落，下落的快慢与材料无关 ；（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间_不相等 (填“相等”或“不相等”)，原因是：_纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计_ _。（3）根据表中的数据，宇航员在 月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将（ A ） A. 同时落地 B. 铁片先落地，羽毛后落地 C. 羽毛先落地，铁片后落地3. 牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标，小明为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度，设计了如 下实验：（1）通过观察比较牛奶
5、的密度小明将一正方体塑料块先后放入两种牛奶中，让它漂浮在液面上，观察塑料块露出液面的体积，露出液面体积较大的牛奶的密度较 大 又将压强计的金属盒先后放入两种牛奶中的同一深度，观察 U 形管液面的高度差，高度差较大的牛奶的密度较 大 。（2）通过测量比较牛奶的密度小明利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水等物品来测量其操作步骤是：用弹簧测力计测出石块的重力为 G；将石块浸没在水中，弹簧測力计的示数为 F1； 将石块浸没在水中，弹簧測力计的示数为 F2 （写出具体方法和要测出的物理量并用字母表示）：牛奶密度的表达式为 牛奶 = 水 （用测出物理量的字母表示，水的密度用 水 表示）中考培优专案系列34
6、. 探 究 影 响 滑 动 摩 擦 力 大 小 因 素 的 实 验 装 置 如 图 所 示 在 小 桶 内 装 入 适 量 的 沙 子 。 滑块 恰 好 在 水 平 木 板 上 做 匀 速 直 线 运 动 。(1)为 测 量 滑 块 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 ，应 测 量 小 桶 和 沙 子 的 总 质 量 m2_，（ 选 填 “滑 块 的 质 量 m1”或 “小 桶 和 沙 子 的 总 质 量 m2”） ， 所 需 测 量 仪 器 是_天 平 _（ 2） 根 据 二 力 平 衡 可 知 ， 滑 块 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 f1= m2g (用 物 理 量 符 号 表 示
7、 )。(3)把 毛 巾 铺 在 木 板 上 ， 发 现 需 要 装 入 更 多 的 沙 子 ， 滑 块 才 会 做 匀 速 直 线 运 动 ， 说 明 _压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；_ _(4)小 桶 落 地 后 ， 滑 块 继 续 向 前 运 动 ， 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 f1 f2(选填 “ ”、 “ ”或 “ ”)。(3)小 明 想 用 钩 码 替 代 沙 桶 ， 请 你 对 此 做 出 评 价 ： 此做法方便得出钩码重力，但无法连续改变拉力的大小5. 在某兴趣小组的同学观察到：飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同；飞机越大其机翼越大他们想探究“机翼获得升力的大小与机
8、翼仰角、机翼面积有什么关系？”（注：机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角，机翼面积指机翼在水平面上投影的面积）他们利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型，把圆柱形空心笔穿过“机翼”并固定在“机翼”上，将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定，确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动，将“机翼”挂在测力计的下方，实验装置如图所示。（1）用鼓风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行，当鼓风机向右吹风时，以气流为对照物，飞机向 左 飞升；（2）为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系，他们对同一个“机翼”吹风，并保持风速不变，只改变“机翼” 仰角 的大小，观察并记录测力计的示数，在其他条
9、件相同时，更换面积不同的“机翼”重复上述实验，实验记录如表：（每次吹风前测力计示数均为 3.5N）机翼仰角 机翼面积/cm2 275 395 5660（水平） 3.2 3.0 2.6较小 3.0 2.9 2.4较大 2.9 2.8 2.3最大测力 计示数/N3.1 2.9 2.7中考培优专案系列4在上述实验中，吹风前后测力计示数的 变化量（或差值、减小量） 即为“机翼”获得升力的大小；通过分析数据可以得出结论：当质量、形状、机翼面积和风速相同时，仰角增大，获得的升力不一定 （选填“一定”或“不一定”）增大；当质量、形状、仰角和风速相同时，机翼面积越大，获得的升力 越大 ；实验时，“机翼”沿金属
10、杆上升，金属杆对笔杆有向 下 的摩擦力，因此测得的升力应小于 “机翼”实际获得的升力。6. 小明所在学习小组在验证“阿基米德定律”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：A测出铁块所受重力 G；B测出空桶所受重力 G1；C将溢水杯中装满水；D把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，读出测力计示数 F；E测出小桶和被排开水的总重 G2；F记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材（1）以上步骤中，若得到 GF=G 2G 1 （填写题中对应数据的字母），说明验证实验是成功的。（2）若想测量小木板所受浮力和体积的大小，学习小组设计如
11、图的实验：现将小木块挂在弹簧测力计下，测力计示数为 F1，再将定滑轮用吸盘固定在烧杯底（滑轮质量不计），弹簧测力计通过定滑轮拉着木块浸没在水中静止时，示数为 F2，其中定滑轮的作用是 改变力的方向 ，此时木块所受浮力 F 浮= F1+F2 ，木块的体积 V 木 = （用字母表示）7. 小明的爸爸准备购买一辆 SUV 型（运动型多用途）轿车，可是上网搜索后有人说这种车重心较高，汽车容易翻倒。小明有些怀疑，通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度（即稳定性）后，设计中考培优专案系列5并进行了如下实验：如下图所示，他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱
12、体，然后将它们依次放在木板上(物体不滑动)，慢慢转动木板，直至圆柱体翻到，记录此时木板转过的角度 ，记录结果如下表。(1)小明是通过物体刚好翻倒时木板转过的角度 _来判断物体的稳度。 (2)分析数据 2、3、4 _（填实验次数的序号）可以得到稳度与重心高低之间的关系。 (3)分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与物体的底面积大小_有关。 (4)设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为 S，汽车的重心离地面高度为 h，现有汽车 甲和乙，它们的重 G 相同，结合小明的探究结果，你认为可以通过简单比较 S/h 或h/s _（写出表达式）就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度。 (5)小明完成上述
13、探究后，又提出了下列几个问题，对 SUV 型汽车生产厂家来说，最有研究价值的问题是_A_。A. 是否可以通过加大车轮间距离提高稳度 B. 如何降低用户的成本 C. 稳度是否与汽车车重有关 D. 如何提高大家的科学素养8. 物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母 B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是 T） ，磁感应强度 B 越大表明磁场越强；B=0 表明没有磁场有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图 1 所示是某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度 B 变化的图象为了研究某磁敏电阻 R 的性质，小刚设计了如图 2 所示的电路进行实验
14、，请解答下列问题：中考培优专案系列6（1）当 S1断开，S 2闭合时，电压表的示数为 3V，则此时电流表的示数为 0.03 A（2）只闭合 S1，通电螺线管的左端为 S 极；闭合 S1和 S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为 0.04A 时，电压表的示数为 6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 0.3 T。（3）实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的 方向 无关。（4）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法 改变通电螺线管的
15、磁性大小 。9. 有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲。其工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为 6V，电磁继电器线圈电阻 10 ，当控制电路中电流大于 0.06A 时，衔铁被吸引。（1）光控开关在接收到 红 光时，会自动闭合。（2）质量大于或等于 400 kg 的车辆违规时会被拍照记录。 （g 取 10N/kg）（3）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻
16、 并联 一个电阻。 （选填：“并联”或“串联” ）（4）如果某一路段要求时速不超过 50km/h，当汽车先后通过两个线圈上方的时间间隔小于 0.5s时，拍摄系统才会被激活而拍下超速汽车的照片（如丙图） 。则两个线圈之间的距离应设计为 7 m（保留到整数） 。中考培优专案系列710.小 明 利 用 最 大 刻 度 值 标 有 2.5mL 的 一 次 性 注 射 器 等 器 材 ， 对 大 气 压 的 值 进 行 测 量 。其 实 验 步 骤 如 下 ：a 先 让 注 射 器 吸 入 少 量 水 ， 然 后 将 活 塞 推 至 注 射 器 底 端 ， 当 注 射 器 的 小 孔 充 满 水 后 ，
17、 再用 橡 皮 帽 封 住 注 射 器 的 小 孔 。b 用 细 绳 拴 住 注 射 器 活 塞 的 颈 部 ， 使 绳 另 一 端 与 弹 簧 测 力 计 的 挂 钩 相 连 ， 然 后 水 平 向 右慢 慢 地 拉 动 注 射 器 筒 ， 如 图 所 示 当 注 射 器 中 的 活 塞 刚 开 始 滑 动 时 ， 记 下 弹 簧 测 力 计的 示 数 为 7.5Nc 测 出 注 射 器 全 部 刻 度 的 长 度 为 4cmd 根 据 测 量 数 据 ， 算 出 大 气 压 的 值 （ 1） 实 验 所 用 的 器 材 为 ： 注 射 器 、 弹 簧 测 力 计 、 细 绳 、 橡 皮 帽
18、 、 水 和 刻 度 尺 。（ 2） 此 注 射 器 活 塞 的 横 截 面 积 是 0.625 cm2。 根 据 实 验 数 据 计 算 出 大 气 压 强 是1.2105Pa（ 3） 小 明 发 现 ， 同 学 们 在 做 此 实 验 时 测 得 的 大 气 压 值 误 差 很 大 ， 对 此 小 明 与 同 学 找 出 了 下 列 可 能 的 原 因 ： 橡 皮 帽 封 住 的 注 射 器 小 孔 中 有 残 余 气 体 ； 活 塞 与 注 射 器 筒 壁 间 有 摩 擦 ； 弹 簧 测 力 计 的 示 数 没 有 读 准 ； 活 塞 与 注 射 器 筒 壁 不 完 全 密 封 。上 述
19、 原 因 一 定 会 使 测 量 值 小 于 真 实 值 的 是 B 。A B C D （ 4） 小 红 对 小 明 所 做 实 验 进 行 改 进 ， 在 完 成 a、 b 步 骤 ， 活 塞 口 到 注 射 器 底 端 后 ， 添 加了 “取 下 封 住 注 射 器 小 孔 的 橡 皮 帽 ， 再 次 水 平 向 右 慢 慢 匀 速 拉 动 注 射 器 筒 ， 记 下弹 簧 测 力 计 的 示 数 为 1.2N”这 一 实 验 步 骤 ， 这 是 为 什 么 ？减小摩擦力对实验结果的影响 。11. 某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好？他们动
20、手测量了盐水的凝固点（1）在选择器材时，小明提出不要使用量程为2102的温度计，要使用量程为20102的温度计，这样考虑主要是 基于什么假设？盐水的凝固点低于2 中考培优专案系列8（2）小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示，则小明所测盐水的凝固点是 4 。（3）他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是 200ml，小明加了 1 汤匙的盐，而小红加了 3 汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36凝固点
21、（） 0 2 4 6 8 11 15 18 17 1.8 0.4 0分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点 先降低后升高 。（4）小明由表格数据得到盐水浓度为 21%时凝固点最低，其值为18，你认为他的判断准确吗？准确 （准确/不准确），你判断的理由是 当盐水浓度增大为 24%时，其凝固点为17 （5）你认为给冷藏盒中 药品降温最好选用 适当浓度 盐水结成的冰 （冰/适当浓度盐水结成的冰）12. 某同学要探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是他准备了不同质量的小铁球（质量已知）、细绳、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图所示。（1）实验器材中还应该有 停表 。（2）他将实验过程中
22、测量的数据记录在下表中，分析数据可知，单摆来回摆动一次的时间只与 摆长 有关，该实验所用的科学探究方法是 控制变量法 。实验次数 摆幅（cm） 小球质量（g） 摆长（cm） 时间（s）1 10 30 80 1.82 10 40 80 1.83 15 40 80 1.84 15 40 100 2.0中考培优专案系列9（3）实验完成后，该同学用质量为 20g 和 50g 两个小铁球，分别制做成摆成为 80cm 和 100cm 的两个单摆，根据上面实验结论可推测，这两个单摆来回摆动一次的时间应分别是 1.8 s和 2.0 s。13. 探究篮球反弹性能的强弱与哪些因索有关?【猜想与假设】猜想一：可能与
23、篮球的材质有关；猜想二：可能与篮球的 质量 体积（或球内气压等） 有关【制定计划与设计实验】在探究猪想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球设计了以下实验方案方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落观察比较它们反弹后的高度方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度观察比较它们所需自由下落高度【评估与交流】(1)按照方案一探究，其不足之处是 不容易控制手向下拍的力相等(2)按照方案二探究篮球反弹后的高度越高，反弹 性能就越 强 ；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们
24、把这种研究方法称之为 转换法 。(3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越 弱 【拓展应用】类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机槭能的 比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越 强 14. 涂在手上的酒精比涂在手上的水干得快，壶中的水比壶中的食用油干得快小明猜想：液体蒸发的快慢可能与液体的种类有关。中考培优专案系列10（1）为此，小明用一根两端开口的直玻璃管、塑料板、电子手表、笔、温度相同的水、大豆油和酒精设计了如下实验方案：A在玻璃管上端附近画一标记线，并将下端竖直插入水中，直到管内水面到达标记线；B用手指堵住玻璃管上端管口，将玻璃管从水
25、中取出；C将玻璃管移到塑料板上方，放开手指，让水滴在塑料板上并开始计时；D用同样的方法先后取出大豆油和酒精滴在塑料板上并计时；E记录液滴变干所用的时间 t，得出结论。用玻璃管取液体，是利用_大气压_的作用。该实验方案有不妥之处，请指出一点：_把液滴滴在塑料板上_，理由是：_不容易控制液滴表面积相同_。（2）小明改进方案后，通过实验得到：相同条件下， t 酒精 t 水 t 大豆油 。从分子动理论的角度分析，酒精蒸发快的原因可能是分子间作用力较_小_。缘于此，可以推断水的沸点应比大豆油_低_。15. 某校科技小组的同学们用 PTC 元件(即半导体陶瓷材料)制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在
26、杯内可加热至 60，并利用这种元件的特性设定保温温度为 60。已知所用的 PTC 元件的阻值 RT 随温度的变化关系如图甲，使用时 PTC 元件如图乙接入家庭电路中。请回答下列问题：（1）当温度为 60时，电路中的电流是 22 mA，通电 1min，PTC 元件消耗的电能是 290.4 J。（2）PTC 元件的最大电功率是 24.2 W。（3）保温杯可以利用 PTC 元件的特性进行保温的原理是：当温度达到 60时，PTC 元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等） ，温度保持不变。从图甲可以看出，当它的温度高于 60时， 电阻增大，根据 P=U2/R，它的发热功率减小，发热功率小于散热功率 ，温度下降；当温度低于 60时，电阻减小，同理，发热功率增大，发热功率大于散热功率
