汇编演绎式探究历汇总题.docx

1、汇编演绎式探究历汇总题14-1（09中考）现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题： (1)电场强度： 我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场。我们用电场强度 E 表示电场的强弱。在电场中各点E 的大小一般是不同的，E 越大，表示该点电场越强。不同点E的方向也一般不同。如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r 的A点处的电场强度大小为(k为常数)，这说明距离带电体越远，电场越 。A点处E的方向如图中箭头所示。 (2)环形带电体的电场强度： 如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电量为Q。过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距

2、为x的P点处的电场强度 Ep 的表达式是怎样的呢?小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为，则每一等份的电量为 ；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E1= ；E1沿着OP方向的分量 。Ep的大小等于圆环上所有等份的E1x 大小之和，即Ep = 。答案：(1)弱 1分(2) 计2分14-2.（09模拟）晓丽探究了串联电路中电流关系后，得出了结论：给串联的导体a与导体b通电，通过导体a的电流与通过导体b的电流相同。 她想：两根粗细不同的导体可以流过相同的电流，或者说相同截面积中流过的电流可以不同。那么，相同截面积中流过的电流由谁决定呢？带着这个问题

3、，她查阅了资料，知道：单位时间内通过导体横截面的电荷叫做电流；通过单位截面积的电流称为电流密度，用 J 表示。那么电流密度的大小与什么因素有关呢？(1)晓丽想探究这个问题，首先对该问题进行了如下简化：电子沿着截面积为S的金属导体运动；这些电子均以漂移速度v运动。(2)已知每个电子所带电荷为e，单位体积内的电子数为n0；晓丽推导出了电流密度的数学表达式。她的推导过程如下：（请你将推导过程填写完整）在t时间内，通过导体某一截面的电子数为N= ；在t时间内通过圆柱体底面的电荷Q= ；在t时间内通过圆柱体的电流为I= ；电流密度J= 。答案： 14-3有一段长度为L的导线，横截面积为S，单位面积内含有

4、的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，定向移动的平均速度为，该导线的电阻为，查阅资料可知：单位时间内通过导体横截面的电荷叫做电流；当电流通过导体时，单位体积释放的热功率成为热功率密度，用p表示，请你推出热功率密度的表达式：在时间内通过圆柱体的电流为I= ；在时间内电流所放出的热量为Q= ；在时间内电流的热功率为P= ；热功率密度为p= 。答案： 14-4.（08中考）晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”，她首先做了如下实验：如图，将托盘天平的左盘扣在支架上，调节天平平衡后，将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上，发现天平指针偏转并保持一定角度，左盘受到一个持续的压力。 容器中气体分

5、子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似。可见，容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力，而 面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强。(1)上述过程中运用的科学方法主要有 法。(2)气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢？晓丽对该问题进行了如下简化：a、容器为长方体；b、容器中的气体分子不发生相互碰撞；c、容器中气体分子分为6等份，每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞；d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v；e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞（详见中“c”）.已知每个气体分子的质量为m，单位体积中的气体分子个数为n0。晓丽推导出了气体分子的数学表达式。

6、她的推导过程如下：（请将推导过程填写完整）a、单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n ；b、t 时间内垂直碰撞到某一器壁S面积上的平均分子数N ；c、由于是完全碰撞，因此S面积上所受的平均压力F与t的乘积为： d、气体分子对器壁的压强公式为：P 。答案：单位 类比（或转换） 14-5.（08模拟）(1)自由电子在导体中定向移动形成电流。物理学上把单位时间通过导体横截面积的电荷叫电流。若用字母Q表示电荷，用字母t表示通电时间，则电流的定义式为：I = 。(2)若流过导体的电流为0.5A，导体中要流过20 C的电荷(C为电荷的国际单位库仑)，则通电时间为 s。(3)若流过导体单位体积的电子个数为

7、n，每个电子所带电荷为e，电子在导体中流动速度为v，导体直径为d，则导体中电流的数学表达式为：I = 。答案：.(1)Q/t（2）40 （3） ned2v/414-6.（07中考）由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力。在一般情况下，半径为R的小球以速度运动时，所受的流体阻力可用公式表示。(1)小球在流体中运动时，速度越大，受到的阻力 。(2)密度为、半径为R的小球在密度为0、粘滞系数为的液体中由静止自由下落时的-t 图像如图所示，请推导出速度T的数学表达式：T = 。答案：(1)越大 (2) 14-7.（07模拟）(1)用起重机将货物匀速吊起的过程中，货物的动能 ，重力势能

8、，此过程中 力对物体做了功。可见，当机械能 （填如何改变）时，必定有外力对物体做功。(2)理论和实验证明：对物体所做的功等于物体机械能的增量，这个结论就叫做“功能原理” 。其表达式为：W合=E2-E1=E，式中E1和E2各表示物体在初状态和末状态时的机械能，W合表示除了重力和弹性力以外所有外力对物体所做功的总和。已知物体动能的计算公式是：。让质量为m的物体以初速度v0在粗糙的水平面上运动，如果物体受到的滑动摩擦力大小恒定为f，则：当物块的初速度为1m/s时，滑行的最大距离为1m；则当物块的初速度为 2m/s时，滑行的最大距离是 m。已知在水平面上运动的物体受到的摩擦力大小与物体的质量成正比，即

9、f=km，k为常数，则当物体初速度相同，增加物体的质量，物体滑行的最大距离将 填如何变化）。答案：(1)（共2分，每空0.5分）不变 变大 外力 变大(2)（共2分，每空1分） 4 不变14-8.（06年模拟）下面是小红小明搜集的一些图片：(1)从上图中可见，螺丝钉D实质可以看作是我们学过的一种简单机械 ，这种机械叫做螺旋。在圆柱体的侧表面上刻出螺旋形沟槽的机械就是螺旋。(2)旋常和杠杆连结在一起使用，达到省力的目的。那么螺旋是如何省力的呢？下面以举重螺旋（千斤顶）为例进行分析。右图为举重螺旋的结构示意图，设螺距为h，螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为L，当螺旋旋转一周时，重物被升高一个螺距。若这

10、个螺旋的机械效率为，用它将重力为G的物体举起，需要作用在手柄上的动力为F为多少？答案：(1)斜面 (2)= W有/ W总=Gh/ F2L F= Gh/2L14-9.为减少太空污染，一般在航天器完成预定任务后要使它坠落销毁。设航天器坠落开始时的机械能为E，质量为M。经过与大气摩擦，航天器的绝大部分因升温熔化、汽化而销毁，剩下的残片坠人大海。航天器制作材料单位质量升温1所需能量为C，每销毁单位质量所需能量为，入海时残片质量为m，温度升高，具有的动能为Ek。航天器原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E通过其他方式散失。请用以上所列物理量的符号表示E的表达式。(不考虑坠

11、落过程中化学反应的能量。)答案：E=E(Mm)CmtEk14-10.小丽在探究“质量为m、底面积为S的硬币起飞”的条件。(1)她查阅资料得知：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为：式中C是常量，表示空气密度。根据上述关系式可知：空气流速越大，压强 。常量C表示空气流速为0时的 。(2)设计实验：如图所示，在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力，这个压力差刚好等于硬币重力时，硬币刚好“飞起”。根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p下= 。刚好将硬币吹起时，硬币

12、上、下表面的压力差F = 。她测得硬币的直径D,可算出硬币上（或下）表面面积S。(3)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式（用、S、m或g表示）。14-11探究：气压与流速的关系。(1)查阅资料得知：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速与压强的关系可表示为：式中C是常量，表示空气密度。根据上述关系式可知：空气流速越大，压强 ；若环境为1标准大气压，则空气流速为0，C= 。(2)有一枚硬币平放在水平桌面上，其表面积为S、质量为m、空气密度为，在硬币上方，平行于硬币表面吹气，要将硬币吹起，则吹气的流速至少为： 。14-12物理探究实验：如图所示，把一块锌板连接在灵敏验电器上，用弧

13、光灯照射锌板，结果验电器的箔片张开了一个角度，进一步检验知道锌板带的是正电。这说明在光的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面逸出而使锌板带正电，这种现象叫光电效应。小资料：在空间传播的光可以看成是由光源发出的一颗颗不连续的粒子流，这种粒子称为光子，每个光子的能量E与它的频率成正比，即：E=h。 h是一个恒量，称为普朗克常数。当一种光照射到某金属表面时，光子的能量被金属中某个电子整个吸收后，电子动能增加，一部分克服原子核对它的束缚做功W，另一部分变为逸出电子的动能，根据能量守恒定律可得该光的频率= 。14-13（自编）【参考资料：热学李椿、章立源、钱尚武 编，高等教育出版社。314318页：第八

14、章 液体 3. 液体的表面性质。】 晓丽发现一钢针轻轻放在水面上不会下沉，仅仅将水面压下，略见弯型，由此想到液体的表面可能像一张被张紧的橡皮膜，由于被张紧而存在一种相互收缩的力。查资料得知，液体表面上存在的这种力叫表面张力，其大小可以用液体的表面张力系数表示，它表示某一液体表面单位长度直线上所受到的拉力大小。(1)液面因存在表面张力而有收缩的趋势，要加大液体表面，就得作功。晓丽由此想研究增加液体表面积所做的功与那些因素有关。设想一沾有液膜的铁丝框ABCD(如图)，其中长为L的BC边是可以滑动的（BC边与铁丝框的摩擦不计）。由于液膜有上下两个表面，所以，要使BC边保持不动，必须加一个力F = 。

15、现拉动BC以速度向右做匀速直线运动，经t 时间后液膜始终完好。则这一过程中所作的功W= 。这一过程中增加的液体表面积S= 。克服表面张力所做的功W与液体表面积增量S的关系为W=_。(2)在水中悬浮着一滴半径为R的圆球状橄榄油，要使油滴在水中散布成半径全部为r的小圆球状油滴，需要做多少功？（设：油的表面张力系数为，球体积：，求面积： ，油的总体积不变）小油滴的个数N= 。橄榄油增加的表面积S = 。需要做得功W= 。答案： (注：长方框有两个液面)（注：前后两个表面积都增加） 14-14. （自编）【参考资料：物理学难题集萃(增订本)舒幼生，胡望雨，陈秉乾，高等教育出版社。第三部分电磁学，第二章

16、 磁场，磁介质，题3：由球积分变圆环积分。】 现在，叶子和小雨要研究有关通电导体周围磁场的磁感应强度问题：(1)电流微元产生的磁感应强度：我们知道，通电导体周围存在磁场，我们用磁感应强度B表示通电导体周围磁场的强弱，通电导体周围各点B大小一般不同，B越大，表示该点的磁感应强度越强。不同点B的方向一般不同。如图所示，若一段长为通过它的电流为 I 的导体，则在与其垂直距离为r 的A点处的磁感应强度大小为(k为常数)。距离导线越远，磁感应强度越 .其方向垂直于纸面向里（与导体和距离均垂直）(2)环形电流的磁感应强度： 如图，一带电圆环半径为R，电荷均匀分布在圆环上，圆环绕轴OP以速度高速旋转，从而形

17、成环形电流。在轴OP上距圆心O为x的P点的磁感应强度Bp的表达式是怎样的呢？查资料得知：直线上单位长度的电荷叫线电荷密度；导体中的电流即为单位时间内通过某一截面的电荷。若圆环的线电荷密度为，则圆环转动一周通过某一截面的电荷Q= ，圆环转动一周所用的时间t = ，圆环中的电流I= 。将圆环均匀分割为许多等份，每一等份的长度为l，则每一等份在P点的磁感应强度B1= ，B1沿着OP方向的分量 。Bp 的大小等于圆环上所有等份的B1x大小之和，即Bp= 。答案：弱 14-15测量洪水的流量大小时，常用体积流量来表示。体积流量的定义为液体每秒流过某一横截面的体积，若用QV表示体积流量，体积流量的公式为，

18、其单位为m3/s。在测量液体流量时，我们也常用质量流量(Qm)来表示，质量流量的公式为。(1)请你仿照QV的定义方式给Qm下定义，并写出Qm的国际单位。Qm的定义： 。Qm的国际单位： 。(2)已知含有泥沙的河水密度为，河水流速为，河水横截面积为S，则河水的质量流量Qm= 。14-16日本大地震引起的海啸的破坏力让我们体验到大自然能量的巨大。地震产生的能量是以波动的形式通过各种物体从震源向远处传播的，能量是怎样通过不同的物体传播的呢？小明知道给串联的不同导体通电，通过的电流相同，这是由通过单位截面积的电流即电流密度决定的。那么，相同截面积中流过的能量由谁决定呢？带着这个问题，她查阅了资料，知道

19、：与电流定义类似，单位时间内通过介质横截面的能量叫做能流，用P表示；通过单位截面积的能流称为能流密度，用I 表示那么能流密度的大小与什么因素有关呢？(1)小明探究这个问题，首先对该问题进行了如下简化：能量沿着截面积为 S 的圆柱形介质传播；传播能量的波的波速为(2)已知单位体积介质中的波动传播的能量为，它是一个与波源的振幅和振动频率有关的已知量小明推出了能流密度的数学表达式。他的推导过程如下：（请你将推导过程填写完整）在t 时间内，通过圆柱体介质某一截面的能量E= ；在t 时间内通过圆柱体介质的能流为P= ；能流密度I= 能流密度又叫波的强度，声波的能流密度称为声强，它表示声音的强弱；光波的能

20、流密度称为光强，它表示光的强弱答案：Svt Sv v14-17物体动能Ek的计算公式是。让质量为m的物块以初速度0在不光滑的水平面上运动，已知物体受到的滑动摩擦力的大小为f。经过多次实验并对数据进行分析后得出如下结论：物块克服摩擦力做功的最大值等于物块初动能。请你根据这个结论解答下面两个问题：(1)当物块的初速度为1 m/s时，滑行的最大距离为lm；当物块的初速度为2 m/s时，滑行的最大距离是 m。(2)已知在水平面上运动的物块受到的摩擦力大小与物块的质量成正比，即f=km，k为常数，则当物块初速度相同时，增加物块的质量，物块滑行的最大距离 (填“增大”、“减小”或“不变”)。14-18物体

21、动能Ek的计算公式是。m表示物体的质量，表示物体的速度。某合作学习小组的同学们开展研究性学习。让质量为m的物块从静止自由下落（忽略空气阻力）。经过多次试验，测出物体下落一定距离时达到的速度，对多组数据进行分析后，同学们得出结论：重力做功等于物体动能的变化量。如果这个结论成立，请你根据这个结论解答下面两个问题：(1)当物体自由下落的初速度为0时，经过一段时间后物体的速度达到，则物体下落的距离h= 。(2)当物体从静止开始自由下落时，下落的距离为 m，物体的速度可到达10m/s.(3)水利工程学中常使用“流量”这个物理量表示水流的大小，“流量”的表示符号为“Q”，它的定义是：每秒钟通过液体某一横截

22、面积的水的质量。请你写出流量的定义式 。已知河水的密度为，河水的流动速度为，河水的横截面积为S，则河水的流量Q= 。14-19(1)晓丽在研究重力势能Ep与m、g、h关系时,设计了一个用一大块橡皮泥和几个不同的小球及刻度尺进行探究，实验时用小球自由落下撞击橡皮泥，并通过 来反映重力势能的大小，这种方法叫做 法。她查阅资料得知：Ep与m、g、h的关系是。动能。晓丽回忆起来， 要探究“质量和速度哪个因素对动能大小的影响更大时”。保持速度一样，让质量变为2倍，看木块移动的距离差别。再保持质量一样，怎样才能是速度增大到2倍呢?(2)请你根据这个资料的提示，计算出在光滑的斜面上，第一次放在斜面高为h的位

23、置，为了是速度增大到2倍，需要把小球放在高为 h的位置。14-20.叶子和小雨要研究有关自由落体的问题他们查阅资料可知：物体动能的计算公式是，m表示物体的质量，v表示物体的速度。物体只受重力作用从静止开始下落的物体的运动叫自由落体运动他们开始进行实验：让质量为m的物体从静止开始自由下落(忽略空气阻力)经过多次实验，测出物体下落一定距离时达到的速度为v，并对多组记录的数据进行分析后，得出结论：重力做功等于物体动能的变化量请你根据这个结论解答下列问题：当物体自由下落的初速度为v0，经过一段时间后物体的速度达到v，则物体下落的距离h = 当物体从静止开始做自由下落时，下落的距离为20m时，物体的速度

24、可达到 ms物体做自由落体运动时，下落的高度h与速度v的关系可用图像中的图线 来表示14-21.在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律。(1)小球甲在真空中自由下落，另一个完全相同的小球乙在阻力很大的液体中匀速下落，他们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，重力所做的功 (填“相等”或“不相等”)。小球 的机械能守恒。(2)通过查阅资料可知：动能大小与物体质量和速度这三者之间的具体关系是， 重力势能的大小与物体质量和高度的关系为，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端

25、的速度v =_；把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大偏角为，小球运动到最低位置时的速度为v =_。14-22设雨点下落过程受到的空气阻力f 与雨点的横截面积S 成正比，与雨点下落的速度v 的平方成正比，即f = （其中k为比例系数）。雨点接近地面时近似看做匀速直线运动，若把雨点看着球形，其半径为r ，球的体积为，设雨点的密度为 ，求：(1)每个雨点最终的运动速度vm= 。(2)牛顿第二定律告诉我们：物体所受的合力等于物体的质量与物体加速度的乘积。那么当雨点的速度达到时，雨点的加速度a = 。14-23学了流体压强与流速的关系以后，小华想流体压强应该如何计算呢?经过查阅资料，他

26、明确了流体压强的计算适用于伯努利方程，其表达式为：。式中p、分别为流体的压强、密度和速度；h为竖直高度；g为重力常数：C为常数。(1)由上述公式可以看出，在水平流管中，流体中压强公式可以简化 。由此可以看出：流体中流速越大的位置压强越 。 (2)如图所示，大桶侧壁有一小孔，桶内盛满了水，小华想求水从小孔流出的速度。他采用了如下方法：取一根从水面到小孔的流管，在水面那一端速度几乎是0(因桶的横截面积比小孔大得多)，水面到小孔的高度差为h，此流管两端的压强皆为p0 (大气压)，故由伯努利方程式有p0+ = p0+ 。由此得大桶侧壁小孔流速为= 。14-24.材料一；自由电子在导体中定向移动形成电流

27、。物理学上把单位时间通过导体横截面积的电荷叫电流，用Q表示电荷量，t表示时间，则电流的定义式为 。材料二：磁场对电流有力的作用，这个力被称作安培力。当导线垂直于磁场方向放入磁场中时， (B为磁感应强度，表示磁场强弱)。而电流是由电荷的定向移动形成的。由此，他想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，安培力就是这个力的宏观表现。为了检验这个设想，他在老师的帮助下做了如图实验，把射线管放在蹄形磁体的两极间，从阴极K发射电子束，荧光屏上显示的电子束运动径迹发生了弯曲(如图)这表明运动电荷确实受到磁场的作用力，安培力就是这些电荷所受力的合力。有一段长L为的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数

28、为n，每个电荷的电荷量为q，定向移动的平均速率为v。(1)则导线中的电流为 ；(2)把这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中，所受安培力为 ；每个电荷上所受力为 。14-25理论和实验表明：质量为ml、m2，间距为r的两个物体之间之间的万有引力大小满足下面的公式：F=Gmlm2r2(其中G为一个常数，大小为G=667 1011Nm2/kg2)(1)甲图中两个小球的质量均为l kg，相距l m，则这两个球间的万有引力大小为 N(2)乙图中A、B、C三个小球分别位于等腰三角形的三个顶点上，质量均为1kg，则A和B对C产生的引力大小为 N(3)丙图中的细圆环的质量为ml，半径为R，在圆环的

29、轴线上有一个质量为m2的小球，小球与圆心O的距离为L，则整个圆环对小球的吸引力大小为 。(用字母表示)14-26(1)安培力和洛伦兹力：电流是带电粒子定向运动形成的，电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，定义式为：I= 。通电导体在磁场中受到的力叫安培力(用F安表示)。运动电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力(用F洛表示)。安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。通电导体在磁场中受到安培力的作用，揭示了带电粒子在磁场中运动时要受到磁场力作用的本质。已知长为L的通电导体，垂直放在磁感应强度为B的磁场中，所受到安培力大小的表达式为F安=BIL，I为导体中电流大小。安培力和洛伦兹

30、力的大小关系为：F安=NF洛，其中N是导体中的定向移动的总电荷数。(2)由安培力大小的表达式推导出洛伦兹力大小的表达式：如图所示，长为L，横截面积为S的通电导体垂直放在磁感应强度为B的磁场中。设导体内单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速度为v。请你将下列推导过程填写完整。 时间 t 内通过导体横截面的电荷量为：Q= ； 通电导体中电流的大小为：I= 。 通电导体在磁场中所受的安培力为：F安=BIL= 。 导体中定向移动的总电荷数为：N= 。 运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力为：F洛 = 。14-27小雨要研究通电导体在磁场中受力的问题。(1)磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B表示。通电导体在磁场中要受到力的作用。将一段长为L，电流为I的通电直导线垂直放人磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL。这说明导体中的电流越 ，导体在磁场中受力越大。(2)有一段通电直导线，横截面积为S，单位体积含有n个自由电荷，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速度为v，则t时间内通过导体横截面