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3. (2024,烟台)下列实例中,采用了相同科学方法的是(
①用光线表示光传播的径迹和方向
②探究动能大小与速度的关系时,让同一个小球从斜面的不同高度由静止释放
③探究平面镜成像特点时,通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置
④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持压力大小不变
A.①②
B.②③
C.②④
D.①④
C
)。①用光线表示光传播的径迹和方向
②探究动能大小与速度的关系时,让同一个小球从斜面的不同高度由静止释放
③探究平面镜成像特点时,通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置
④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持压力大小不变
A.①②
B.②③
C.②④
D.①④
答案
3. C 【解析】①用光线表示光传播的径迹和方向,采用的是模型法;②探究物体的动能与速度的关系时,让同一个小球从斜面的不同高度由静止滚下,采用的是控制变量法;③探究平面镜成像特点时,通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置,采用的是等效替代法;④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持压力大小不变,采用的是控制变量法。综上,采用了相同科学方法的是②④,选项 C 符合题意。
解析
【分析】
这道题考查物理探究实验中的科学研究方法，解题思路是先明确每种科学方法的定义，再逐一分析每个实例所采用的方法，最后对比找出采用相同方法的实例。首先回忆相关方法内涵：模型法是用理想化的模型来代表实际事物；控制变量法是控制其他变量不变，只改变一个变量来探究其对研究对象的影响；等效替代法是用一个等效的事物来替代另一个难以直接研究的事物。接着逐个分析实例：①用光线表示光的传播径迹和方向，光线是理想化模型，属于模型法；②探究动能与速度关系时，用同一个小球控制质量不变，改变高度来改变速度，属于控制变量法；③用未点燃的蜡烛确定像的位置，是用蜡烛等效替代像，属于等效替代法；④探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度关系时，保持压力不变，只改变粗糙程度，属于控制变量法。由此可知②和④都用了控制变量法，对应选项C。
【解析】
①用光线表示光传播的径迹和方向，采用的是模型法；
②探究物体的动能与速度的关系时，让同一个小球从斜面的不同高度由静止滚下，控制了小球的质量不变，只改变速度，采用的是控制变量法；
③探究平面镜成像特点时，通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置，用未点燃的蜡烛等效替代像的位置，采用的是等效替代法；
④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，保持压力大小不变，只改变接触面粗糙程度，采用的是控制变量法。
综上，采用了相同科学方法的是②④，选项C符合题意。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法、模型法、等效替代法
【点评】
本题主要考查物理实验中常用的科学研究方法，要求学生理解每种方法的本质，并能准确对应到具体实验场景中，平时学习中需注重对各类实验方法的积累与区分。
【难度系数】
0.6
这道题考查物理探究实验中的科学研究方法，解题思路是先明确每种科学方法的定义，再逐一分析每个实例所采用的方法，最后对比找出采用相同方法的实例。首先回忆相关方法内涵：模型法是用理想化的模型来代表实际事物；控制变量法是控制其他变量不变，只改变一个变量来探究其对研究对象的影响；等效替代法是用一个等效的事物来替代另一个难以直接研究的事物。接着逐个分析实例：①用光线表示光的传播径迹和方向，光线是理想化模型，属于模型法；②探究动能与速度关系时，用同一个小球控制质量不变，改变高度来改变速度，属于控制变量法；③用未点燃的蜡烛确定像的位置，是用蜡烛等效替代像，属于等效替代法；④探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度关系时，保持压力不变，只改变粗糙程度，属于控制变量法。由此可知②和④都用了控制变量法，对应选项C。
【解析】
①用光线表示光传播的径迹和方向，采用的是模型法；
②探究物体的动能与速度的关系时，让同一个小球从斜面的不同高度由静止滚下，控制了小球的质量不变，只改变速度，采用的是控制变量法；
③探究平面镜成像特点时，通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置，用未点燃的蜡烛等效替代像的位置，采用的是等效替代法；
④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，保持压力大小不变，只改变接触面粗糙程度，采用的是控制变量法。
综上，采用了相同科学方法的是②④，选项C符合题意。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法、模型法、等效替代法
【点评】
本题主要考查物理实验中常用的科学研究方法，要求学生理解每种方法的本质，并能准确对应到具体实验场景中，平时学习中需注重对各类实验方法的积累与区分。
【难度系数】
0.6
4. (2025,贵州)(多选)设一雨滴从高空由静止竖直下落,从开始下落计时,一段时间内雨滴所受合力随时间变化的关系如图11-3-21所示。整个过程仅考虑雨滴受重力和空气阻力作用,忽略雨滴质量变化,下列判断正确的是(
A.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴所受空气阻力逐渐增大
B.$t_{1}$时刻雨滴所受空气阻力大小为$F_{2}$
C.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴的动能保持不变
D.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴的机械能逐渐减小
AD
)。A.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴所受空气阻力逐渐增大
B.$t_{1}$时刻雨滴所受空气阻力大小为$F_{2}$
C.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴的动能保持不变
D.$0∼ t_{1}$时间内,雨滴的机械能逐渐减小
答案
4. AD 【解析】重力竖直向下,阻力竖直向上,合力为$F_{合}=G-f,0∼ t_{1}$时间内合力逐渐减小,因雨滴所受重力不变,所以合力变小的原因是雨滴所受空气阻力逐渐增大;$t_{1}$时刻雨滴所受合力大小为$F_{2}$,受到的空气阻力大小为$f=G-F_{2}$;雨滴受到的合力始终向下,速度会增大,所以雨滴的动能增大;雨滴下落过程中,受到阻力,机械能减小。选项 A、D 正确。
解析
【分析】
首先明确雨滴下落时受竖直向下且大小不变的重力和竖直向上的空气阻力，合力满足$F_{合}=G-f$。结合图像中$0∼ t_{1}$时间内合力逐渐减小的特点，逐一分析选项：
1. 分析选项A：重力G不变，合力$F_{合}$减小，由$f=G-F_{合}$可知空气阻力会逐渐增大，可判断A正确；
2. 分析选项B：$t_{1}$时刻合力为$F_{2}$，根据$f=G-F_{2}$，阻力大小不是$F_{2}$，可判断B错误；
3. 分析选项C：合力始终向下，雨滴加速下落，速度增大，动能与速度有关，因此动能会增大，可判断C错误；
4. 分析选项D：下落过程中阻力对雨滴做功，机械能转化为内能，所以机械能逐渐减小，可判断D正确。
【解析】
雨滴下落过程中，受竖直向下的重力$G$（大小不变）和竖直向上的空气阻力$f$，合力满足$F_{合}=G-f$：
对于选项A：$0∼ t_{1}$时间内，合力逐渐减小，由于$G$不变，由$f=G-F_{合}$可知，空气阻力$f$逐渐增大，故A正确；
对于选项B：$t_{1}$时刻合力大小为$F_{2}$，则此时空气阻力$f=G-F_{2}$，并非$F_{2}$，故B错误；
对于选项C：$0∼ t_{1}$时间内，合力始终向下，雨滴做加速运动，速度逐渐增大，雨滴质量不变，根据动能公式$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，可知动能逐渐增大，故C错误；
对于选项D：$0∼ t_{1}$时间内，雨滴下落时克服空气阻力做功，机械能转化为内能，因此雨滴的机械能逐渐减小，故D正确。
综上，正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
受力分析与合力、动能的影响因素、机械能的变化
【点评】
本题结合合力随时间变化的图像，综合考查受力分析、动能和机械能的变化判断，要求学生熟练掌握合力与分力的关系，以及动能、机械能变化的判断依据，注重对物理概念和规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
首先明确雨滴下落时受竖直向下且大小不变的重力和竖直向上的空气阻力，合力满足$F_{合}=G-f$。结合图像中$0∼ t_{1}$时间内合力逐渐减小的特点，逐一分析选项：
1. 分析选项A：重力G不变，合力$F_{合}$减小，由$f=G-F_{合}$可知空气阻力会逐渐增大，可判断A正确；
2. 分析选项B：$t_{1}$时刻合力为$F_{2}$，根据$f=G-F_{2}$，阻力大小不是$F_{2}$，可判断B错误；
3. 分析选项C：合力始终向下，雨滴加速下落，速度增大，动能与速度有关，因此动能会增大，可判断C错误；
4. 分析选项D：下落过程中阻力对雨滴做功，机械能转化为内能，所以机械能逐渐减小，可判断D正确。
【解析】
雨滴下落过程中，受竖直向下的重力$G$（大小不变）和竖直向上的空气阻力$f$，合力满足$F_{合}=G-f$：
对于选项A：$0∼ t_{1}$时间内，合力逐渐减小，由于$G$不变，由$f=G-F_{合}$可知，空气阻力$f$逐渐增大，故A正确；
对于选项B：$t_{1}$时刻合力大小为$F_{2}$，则此时空气阻力$f=G-F_{2}$，并非$F_{2}$，故B错误；
对于选项C：$0∼ t_{1}$时间内，合力始终向下，雨滴做加速运动，速度逐渐增大，雨滴质量不变，根据动能公式$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，可知动能逐渐增大，故C错误；
对于选项D：$0∼ t_{1}$时间内，雨滴下落时克服空气阻力做功，机械能转化为内能，因此雨滴的机械能逐渐减小，故D正确。
综上，正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
受力分析与合力、动能的影响因素、机械能的变化
【点评】
本题结合合力随时间变化的图像，综合考查受力分析、动能和机械能的变化判断，要求学生熟练掌握合力与分力的关系，以及动能、机械能变化的判断依据，注重对物理概念和规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
5. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图11-3-22所示,一根弹性橡皮绳一端系在人的腰部、另一端系于跳台。当人下落至图中Q点时,橡皮绳刚好被拉直。那么,在人越过Q点后,人的动能会马上开始变小吗?
答案
5. 不会。人到达 Q 点时,橡皮绳刚好被拉直,拉力为0。之后开始被拉长,拉力随橡皮绳伸长量的增加而增大,在未增大到等于人受到的重力之前,人受到的重力仍大于拉力,人仍会加速,所以动能仍将增加,直到橡皮绳被拉长到拉力大于重力之后,人才会做减速运动,动能才开始减小。
解析
【分析】
要判断越过Q点后人的动能是否马上变小，需先明确动能的影响因素，质量不变时，速度变化决定动能变化，再分析越过Q点后的受力情况：Q点时橡皮绳刚拉直，拉力为0；之后橡皮绳被拉长，拉力随伸长量增大而增大，此时需比较重力与拉力的大小，判断人的运动状态，加速还是减速，进而判断动能的变化。
【解析】
人到达Q点时，橡皮绳刚好被拉直，此时橡皮绳对人的拉力为0。越过Q点后，橡皮绳开始被拉长，拉力随橡皮绳伸长量的增加而增大：
1. 当拉力小于人的重力时，人受到的合力方向向下，人会做加速运动，速度变大，由于人的质量不变，动能随速度增大而增加；
2. 当拉力增大到等于重力时，合力为0，人的速度达到最大；
3. 当拉力大于重力时，合力方向向上，人做减速运动，速度变小，动能开始减小。
因此，在人越过Q点后，动能不会马上开始变小。
【答案】
不会。人到达Q点时，橡皮绳刚好被拉直，拉力为0。之后开始被拉长，拉力随橡皮绳伸长量的增加而增大，在未增大到等于人受到的重力之前，人受到的重力仍大于拉力，人仍会加速，所以动能仍将增加，直到橡皮绳被拉长到拉力大于重力之后，人才会做减速运动，动能才开始减小。
【知识点】
动能的影响因素、受力分析与运动状态、弹力的变化规律
【点评】
本题将受力分析、运动状态判断与动能变化结合起来，考察学生对力学知识的综合应用能力，需要准确理解弹力的变化特点以及力与运动、动能的关系，避免错误认为橡皮绳拉直后人立即减速。
【难度系数】
0.6
要判断越过Q点后人的动能是否马上变小，需先明确动能的影响因素，质量不变时，速度变化决定动能变化，再分析越过Q点后的受力情况：Q点时橡皮绳刚拉直，拉力为0；之后橡皮绳被拉长，拉力随伸长量增大而增大，此时需比较重力与拉力的大小，判断人的运动状态，加速还是减速，进而判断动能的变化。
【解析】
人到达Q点时，橡皮绳刚好被拉直，此时橡皮绳对人的拉力为0。越过Q点后，橡皮绳开始被拉长，拉力随橡皮绳伸长量的增加而增大：
1. 当拉力小于人的重力时，人受到的合力方向向下，人会做加速运动，速度变大，由于人的质量不变，动能随速度增大而增加；
2. 当拉力增大到等于重力时，合力为0，人的速度达到最大；
3. 当拉力大于重力时，合力方向向上，人做减速运动，速度变小，动能开始减小。
因此，在人越过Q点后，动能不会马上开始变小。
【答案】
不会。人到达Q点时，橡皮绳刚好被拉直，拉力为0。之后开始被拉长，拉力随橡皮绳伸长量的增加而增大，在未增大到等于人受到的重力之前，人受到的重力仍大于拉力，人仍会加速，所以动能仍将增加，直到橡皮绳被拉长到拉力大于重力之后，人才会做减速运动，动能才开始减小。
【知识点】
动能的影响因素、受力分析与运动状态、弹力的变化规律
【点评】
本题将受力分析、运动状态判断与动能变化结合起来，考察学生对力学知识的综合应用能力，需要准确理解弹力的变化特点以及力与运动、动能的关系，避免错误认为橡皮绳拉直后人立即减速。
【难度系数】
0.6
