台州市第五届教学大比武学科素养考

台州市第五届教学大比武学科素养测试
高中物理 2008年6月
你好！首先热烈欢迎你参加第五届台州市高中物理教学大比武，我们衷心祝愿你在此次比赛中发挥出水平，取得好成绩！
友情提醒：
1．请将答案做在答题卷上．答卷完毕后将试题及答题卷一起交回；
2．本卷共2页，五大题，10小题，满分100分，测试时间120分钟．
一、与物理学史有关问题（14分）
1．（8分）
运动和力的关系这个看似简单问题，曾困扰了人们数千年，并引发了科学史上一场意义深远、影响广泛的思想革命，也改变了人们对世界的看法．生活在不同时代的代表人物对运动和力的关系有不同的认识，请在他们的“认识”后面写上代表人物的名字:
①在对运动的观察中人们看到，物体在水平面运动，需要借助外力维持，如果外力停止作用，物体就静止下来； ▲
②最先领悟到了这种境界：一个不受外界任何影响的运动着物体，将保持原来的运动；一个静止的不受外界影响的物体，将保持静止； ▲
③人们在实验中看到，表面越光滑，物体运动得越远，设想在完全光滑的理想情况下，物体沿水平运动既不变快也不变慢，会永远运动下去； ▲
④天上的运动与地面上的运动遵从同样的规律，大自然就像一只精确运转的时钟，一旦起动后，就会按照一定的规律运转下去． ▲
2．（6分）
阿基米德第一次把实验的经验研究方法和几何的演绎推理形式巧妙地结合起来，建立了著名的 ▲ 定理；假说方法首先由 ▲ 提出，由洛克和莱布尼兹等丰富和发展；近代实验科学的奠基人和主要代表人物是 ▲ ．
二、用物理学知识解释（共2题，16分）
3．（8分）汽车的安全带为什么能起安全作用．
4．（8分）当我们在行驶的火车中向窗外观望时，总觉得远山跟着火车行，而近距离的树木却背道而驰．
三、实验题（共2题，20分）
5．（8分）
在利用打点计时器验证自由下落的物体机械能守恒定律的实验中，设物
体在打O 点时释放，打点计时器打A 点时速度为v ，如图所示．
一同学在实验报告中填写如下： v ＝2.36 m/s ，h ＝27.73 cm ，g ＝9.80 m /s 2，
221
v ＝2.785（m 2/s 2）
gh ＝2.718（m 2/s 2）
由以上数据说明在误差范围内两者相等，故机械能守恒．
请对该同学的实验作出简洁的批语，并说明理由． 第5题图
6．（12分）
设计一个“测定水的折射率”的实验，要求：
① 画出实验示意图；②列出实验器材，需要测量的物理量；③简述实验操作过程；④列出计算表达式．
四、与物理思维与方法有关问题（共2题，20分）
7．（8分）
落体运动是司空见惯的，我们平时观察到的事实是重物比轻物下落得快．早在两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德就已经认识到这一现象，并认为物体下落的快慢是由它们所受的重力大小决定的．1971年7月26日发射的“阿波罗”飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车在月球上行驶了28km ，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，结果出现的现象是羽毛和铁锤同时落地．你是怎样看待这一现象（简述）？
8．（12分）
有时候解决问题也要认识到局限性．例如，把一张纸撕成大小相等的三份不像你想象中的那么简单．如图所示，先把一张纸剪成
宽度相同的三部分，但上部仍有长度相等的一小部分连着．向你提
出挑战的是，握住纸的两个上角A 和B 将纸撕开，使中间那张掉下
来．你能做到吗？不管怎样回答，都请简要分析说明．
五、计算题（共2题，28分）
9．（12分）
如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN 、PQ ，导轨间距离为L ，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为m a 、m b 的两根金属杆a 、b 跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R ．轻质弹簧的左端与b 杆连接，右端被固
定．开始时a 杆以初速度v 0向静止的B 杆运动，当a 杆向右的速度为v 时，b 杆向右的速度达到最
大值v m ，此过程中a 杆产生的焦耳热为Q ，两杆
始终垂直于导轨并与导轨良好接触．当b 杆达到最大速度v m 时，求：
①b 杆受到弹簧的弹力；
②弹簧具有的弹性势能．
10．（16分）
如图所示，一块质量为M 、长为L 的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m 的小物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮，某人以恒定的速度v 向下拉绳，若桌面光滑，物块最多只能到达离板的左端1/3处，而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮处．
①求物块与板的动摩擦因数；
②若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板的右端，则板
与桌面间的动摩擦因数的范围是多少？ ③若板与桌面间的动摩擦因数取②问中的最小值，则在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉绳的力所做的功（其
他阻力均不计）是多大？
N P Q 第9题图
第8题图。