2019年高考物理 母題題源系列 專題17 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）

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1、專題17 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 【母題來(lái)源一】2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（全國(guó)Ⅰ卷） 【母題原題】某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。在ABCDE五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是___________點(diǎn)，在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為_(kāi)__________m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為_(kāi)__________m/s2（保留2位有效數(shù)字）。 【答案】（1）A （2）0.233 （3）0.7

2、5 【解析】分析可知，物塊沿傾斜長(zhǎng)木板最勻加速直線運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)跡，從A到E，間隔越來(lái)越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點(diǎn)；在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度。 【母題來(lái)源二】2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（全國(guó)Ⅱ卷） 【母題原題】如圖（a），某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50 Hz的交流電源，紙帶等?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=___________（用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示） （

3、2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開(kāi)始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。重力加速度為9.8 m/s2?？梢杂?jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)__________（結(jié)果保留2位小數(shù)）。 【答案】（1） （2）0.35 【解析】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=① （2）由逐差法a=得：SII=（76.39-31.83）×10-2 m，T=0.15 s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a=m/s2=1.97

4、 m/s2，代入①式，得：μ==0.35。 【母題來(lái)源三】2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（全國(guó)Ⅲ卷） 【母題原題】甲乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。 （1）若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是__________。（填正確答案標(biāo)號(hào)） A．米尺 B．秒表 C．光電門 D．天平 （2）簡(jiǎn)述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。 答：_______________________________________________

5、_____________。 （3）實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g=__________m/s2。（保留2位有效數(shù)字） 【答案】（1）A （2）將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺 （3）9.7 【解析】此實(shí)驗(yàn)用數(shù)碼相機(jī)替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故實(shí)驗(yàn)原理是相同的，仍然需要米尺來(lái)測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離；就本實(shí)驗(yàn)而言，因?yàn)槭遣煌掌?，所以是測(cè)量連續(xù)幾張照片上小球位置之間的距離；加速度求解仍然用逐差法計(jì)算，注意是bc與ab之間的距離差。 【母題來(lái)源四】2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（北京卷）

6、 【母題原題】用如圖1所示裝置研究平地運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。 （1）下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有____________。 A．斜槽軌道光滑 B．斜槽軌道末段水平 C．擋板高度等間距變化 D．每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球 （2）為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。 a．取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的__

7、______（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時(shí)______（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重錘線平行。 b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則______（選填“大于”、“等于”或者“小于”）?？汕蟮娩撉蚱綊伒某跛俣却笮開(kāi)___________（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示）。 （3）為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是____________。 A．從細(xì)

8、管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 C．將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 （4）伽利略曾研究過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷：從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體_________。 A．在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng) C．在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒 （5）牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地

9、點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星。同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會(huì)從做平拋運(yùn)動(dòng)逐漸變?yōu)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)分析原因。 【答案】（1）BD （2）球心 需要 大于 （3）B （4）B （5）利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡的拋物線和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)證明即可 【解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)解答。 （1）本實(shí)驗(yàn)中要保證小球飛出斜槽末端時(shí)的速度為水平，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)，且每次飛出時(shí)的速度應(yīng)相同，所以只要每次將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放即可，故BD正確； （2）a.平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)應(yīng)為鋼球靜置于Q

10、點(diǎn)時(shí)，鋼球的球心對(duì)應(yīng)紙上的位置，由于平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在確定y軸時(shí)需要y軸與重錘線平行； b.由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律即在相等時(shí)間間隔內(nèi)所通過(guò)的位移之比為可知，由于A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，所以；設(shè)AB，BC間所用的時(shí)間為T，豎直方向有：，水平方向有：，聯(lián)立解得：； （3）A項(xiàng)：從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，由于細(xì)水柱射出后受到空氣阻力的作用，；且水的液面高的時(shí)候速度大，液面低的時(shí)候速度小，故不可行；B項(xiàng)：用頻閃照相在同一底片上記錄小球不同時(shí)刻的位置即平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上的點(diǎn)，平滑連接在一起即為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，所以此方案可行；C項(xiàng)：將鉛筆垂直于豎直的白板放軒，以一定初速度水平拋出

11、，筆尖與白紙間有摩擦阻力的作用，所以鉛筆作的不是平拋運(yùn)動(dòng)，故此方案不可行； （4）由平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向運(yùn)動(dòng)可知，，時(shí)間，所以只要高度相同，時(shí)間相同，故B正確； （5）由平拋運(yùn)動(dòng)可知，豎直方向：，水平方向：，聯(lián)立解得：，即拋出物體的軌跡為拋物線，當(dāng)拋出的速度越大，在拋物線上某點(diǎn)的速度足以提供該點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，物體的軌跡從拋物線變?yōu)閳A。 【命題意圖】考查本題主要是紙帶問(wèn)題，逐差法求加速度；一段平均速度等于中點(diǎn)的瞬時(shí)速度是經(jīng)?？嫉?，必須掌握的；驗(yàn)證力的平行四邊形法則，涉及彈簧的勁度系數(shù)和彈力的計(jì)算，意在考查考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＝獯鸫祟}關(guān)鍵是知道等效法的實(shí)驗(yàn)原理，聯(lián)系胡克定律進(jìn)行解答。

12、【考試方向】1、高考對(duì)于基本儀器的讀數(shù)作為基礎(chǔ)知識(shí)考查頻率較高。在力學(xué)部分，考查的實(shí)驗(yàn)儀器主要有彈簧測(cè)力計(jì)、秒表、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺，大多數(shù)時(shí)候是填空題，注意估讀和誤差分析。 2、力學(xué)中有多個(gè)實(shí)驗(yàn)都要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，能否正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并根據(jù)紙帶進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)運(yùn)算，是能否完成這些實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，利用紙帶直接測(cè)量的時(shí)間和位移，可以計(jì)算研究對(duì)象的瞬時(shí)速度和加速度，若結(jié)合其它物理量的測(cè)量，還可以解決與上面這些量直接有關(guān)或間接有關(guān)的問(wèn)題，例如：計(jì)算動(dòng)能、重力勢(shì)能、動(dòng)摩擦因數(shù)、功率、轉(zhuǎn)速等，從而延伸出很多與紙帶有關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。 3、圖象法是一種重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。圖象具有既能描述物理規(guī)律，又能

13、直觀地反映物理過(guò)程、表示物理量之間定性定量關(guān)系及變化趨勢(shì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前高考試題對(duì)數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析考查的頻率較高。 【得分要點(diǎn)】 1、游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）10分度的游標(biāo)卡尺，以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后只有1位，20分度和50分度的游標(biāo)卡尺以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后有2位，且對(duì)齊格數(shù)不估讀。 （2）螺旋測(cè)微器以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后必須有3位，對(duì)齊格數(shù)要估讀，同時(shí)還要注意半毫米刻度線是否露出。 2、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶問(wèn)題的處理方法 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí)和正確使用：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為低壓交流4~6 V；電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為交流220 V；工作時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放

14、紙帶。 （2）紙帶的應(yīng)用 判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。若Δx=0，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若Δx不為零且為定值，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 （3）求解瞬時(shí)速度 利用做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如圖所示，求打某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn+1，則打n點(diǎn)時(shí)的速度 （4）用“逐差法”求加速度 3、圖象法處理數(shù)據(jù)的常用方法和技巧 圖象是描述物理過(guò)程、揭示物理規(guī)律、解決物理問(wèn)題的重要方法之一，用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中最常用的方法。它的優(yōu)越性表現(xiàn)在：能形象直觀地表達(dá)

15、物理規(guī)律，有效地減少偶然誤差對(duì)結(jié)果的影響，較方便地獲得未經(jīng)測(cè)量或無(wú)法直接測(cè)量的物理量數(shù)值。 圖象法處理數(shù)據(jù)的常用方法和技巧： （1）合理選取坐標(biāo)軸 合理選取坐標(biāo)軸就是要選擇好橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)所代表的物理量，確定每個(gè)物理量的單位和標(biāo)度，明確坐標(biāo)原點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的物理量的數(shù)值。 （2）抓住“斜率”做文章 考查了學(xué)生運(yùn)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的本領(lǐng)，考查學(xué)生對(duì)圖線斜率意義的理解。因此只有在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)這一能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，才能收到以不變應(yīng)萬(wàn)變之效。 （3）在“截距”上求變化 作為實(shí)驗(yàn)圖線的描繪，如果說(shuō)斜率是聯(lián)系各變量的中樞神經(jīng)的話，那么圖象與橫縱軸的交點(diǎn)就是那“龍”的眼睛，截距就反映這些特

16、定狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的物理量的大小。 1．（2019·遼寧葫蘆島第一高級(jí)中學(xué)高一期末）在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示。O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80 m/s2，那么： （1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到________點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律； （2）從O點(diǎn)到（1）問(wèn)中所取的點(diǎn)，重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp=________J，動(dòng)能增加量ΔEk=________J（

17、結(jié)果取三位有效數(shù)字）； （3）若測(cè)出紙帶上所有各點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離，根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v及物體下落的高度h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象是下圖中的_______。 【答案】（1）B （2）1.88 1.84 （3）A 【解析】本題考察的是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。 （1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到B點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，因?yàn)镃點(diǎn)的瞬時(shí)速度根據(jù)所給數(shù)據(jù)無(wú)法計(jì)算，所以取O點(diǎn)到B點(diǎn)。 （2）重物重力勢(shì)能的減少量 B點(diǎn)的瞬時(shí)速度： 動(dòng)能增加量； （3）由可知，所以答案選A。 2．（2019·湖南高一期末）利用圖中所示裝置研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)。

18、 （1）下列操作正確的是_________。 A．調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平 B．小球必須從斜槽同一位置釋放 C．斜槽必須光滑 D．以小球在斜槽末端時(shí)球心在木板（白紙）上的射影為軌跡的拋出點(diǎn) （2）用乙是某同學(xué)描繪出的軌跡，試判斷：A點(diǎn)是拋出點(diǎn)嗎？__________。（填“是”或“否”） （3）另一同學(xué)將A紙換成方格紙，每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)L=20 cm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的個(gè)位置。如圖丙所示，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=__________m/s；運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB=___________m/s（g取10 m/s2）。 【答案】（1）ABD （2）否 （3）

19、3 5 【解析】（1）調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平，選項(xiàng)A正確；小球必須從斜槽同一位置釋放，以保證小球到達(dá)斜槽底端時(shí)速度相同，選項(xiàng)B正確；斜槽沒(méi)必要光滑，只要小球到達(dá)底端時(shí)速度相同即可，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；以小球在斜槽末端時(shí)球心在木板（白紙）上的射影為軌跡的拋出點(diǎn)，選項(xiàng)D正確； （2）若A為拋出點(diǎn)，所以根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：豎直方向應(yīng)該是自由落體，因此豎直位移之比為1:3:5，然而，hAB:hBC=3:5，所以A點(diǎn)不是拋出起點(diǎn)。 （3）由圖可知，物體由A→B和由B→C所用的時(shí)間相等，且有：?y=gT2，由圖可知?y=2L=40 cm=0.4 m，代入解得，T=0.2 s；x=v0T，將x=3L=60 c

20、m=0.60 m，代入解得：v0=3.0 m/s；豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有：。所以。 3．（2019·山西平遙中學(xué)高一期末）某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz。 （1）木板傾斜的目的是為了___________________。 （2）實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，合并起來(lái)掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤嚒５?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做

21、的功為2W1……，橡皮筋對(duì)小車做功后使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出。根據(jù)第四次的紙帶（如圖所示）求得小車獲得的速度為_(kāi)_______m/s。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字） （3）若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，則說(shuō)明_________________________。 【答案】（1）平衡摩擦力 （2）2.00 （3）W與v2成正比 【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜是平衡摩擦力，目的是使橡皮筋對(duì)小車的拉力為小車受到的合力，即可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功； （2）小車速度為； （3）若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，則說(shuō)明W與v2成正比。 4．（2019·內(nèi)蒙古集寧

22、一中高一期末）在用下圖所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)： （1）下列說(shuō)法中正確的是______（填字母代號(hào)）。 A．該實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力 B．為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣 C．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度 D．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度 （2）下列說(shuō)法中正確的是______（填字母代號(hào)）。 A．橡皮筋做的功可以直接測(cè)量 B．把橡皮筋拉伸為原來(lái)的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來(lái)的兩倍 C．可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過(guò)改變小車的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)

23、值 【答案】（1）BC （2）C 【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)是把橡皮筋的彈力作為小車受到的合外力，然后驗(yàn)證合外力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系，所以要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤；每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣，則合外力做功可以計(jì)算為W、2W、3W……這樣可以不用具體求每次做功為多少，且驗(yàn)證合外力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系，故B正確；當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小車的速度達(dá)到最大，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，則通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度，故C正確；D錯(cuò)誤；故選BC。 （2）彈力是變力，做功沒(méi)辦法具體計(jì)算，故A錯(cuò)誤；由于彈力做功與伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度不是正比關(guān)系，所以當(dāng)橡皮筋拉伸為原來(lái)的兩倍

24、，橡皮筋做功不會(huì)增加為原來(lái)的兩倍，故B錯(cuò)誤；可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣，則合外力做功可以計(jì)算為W、2W、3W……故C正確；對(duì)小車做的功是由橡皮筋的條數(shù)決定的，不能通過(guò)改變小車的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值，故D錯(cuò)誤；故選C。 5．（2019·黑龍江大慶中學(xué)高一期末）圖甲為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的裝置圖，實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg。若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖乙所示，那么： （1）

25、紙帶的______端與重物相連；（填“左”或“右”）； （2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，物體的速度______（保留兩位有效數(shù)字； （3）從起點(diǎn)O到計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量______J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量______J；（g=9.8 m/s2，以上兩空均保留兩位有效數(shù)字） （4）通過(guò)計(jì)算，______（填“”“”或“”），這是因?yàn)開(kāi)___________________； （5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_______________________。 【答案】（1）左 （2） （3） （4） 下落過(guò)程中存在阻力做功 （5）在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，=，機(jī)械能守恒 【解析】（1）

26、物體做加速運(yùn)動(dòng)，由紙帶可知，紙帶上所打點(diǎn)之間的距離越來(lái)越大，這說(shuō)明物體與紙帶的左端相連。 （2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論； （3）重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢(shì)能的減少量?Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49 J，物體動(dòng)能的增加量Ek=mvB2=0.48 J。 （4）由上數(shù)據(jù)可知，△Ep>△Ek，原因是下落時(shí)存在阻力做功； （5）在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，△EP=△Ek，機(jī)械能守恒。 6．（2019·廣東高一期末）在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案：使小物塊在橡皮筋的作用下沿水平桌面被彈出，第二次、第三次操作時(shí)分別改用2根、3根、同

27、樣的橡皮筋將小物塊彈出，測(cè)出小物塊被彈出時(shí)速度，然后找到牽引力對(duì)小物塊做的功與小物塊速度的關(guān)系。 （1）要測(cè)得小物塊被彈出后的水平速度，需要測(cè)量哪些物理量__________。（填正確答案標(biāo)號(hào)，g已知） A．小物塊的質(zhì)量m B．橡皮筋的原長(zhǎng)x C．橡皮筋的伸長(zhǎng)量 D．桌面到地面的高度h E．小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若把橡皮筋兩端固定，使橡皮筋的伸長(zhǎng)量依次加倍來(lái)實(shí)現(xiàn)橡皮筋對(duì)小物塊做功成整數(shù)倍變化，這樣做有什么不好？答：_____________________________。 （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的圖象如圖乙所示，圖線不通過(guò)原點(diǎn)的原因是______

28、____________。 【答案】（1）DE （2）橡皮筋的伸長(zhǎng)量不同，會(huì)造成每一次小物體克服摩擦力做的功不同，不利于比較它們的關(guān)系 （3）物體在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)需要克服摩擦力做功 【解析】（1）物塊離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向：h=gt2，水平方向：L=vt，解得：，要測(cè)物被彈出時(shí)的速度，需要測(cè)量：桌面到地面的高度h，小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L，故選DE； （2）橡皮筋的伸長(zhǎng)量不同，會(huì)造成每一次小物體克服摩擦力做的功不同，不利于比較它們的關(guān)系； （3）物塊在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力對(duì)物塊做功，摩擦力對(duì)物塊做負(fù)功，由于物塊要克服摩擦力做功，則圖象不過(guò)原點(diǎn)。 7．（2019·湖南高

29、一期末）某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系。所用交變電流的頻率為50 Hz。 （1）把木板的一側(cè)墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受牽引時(shí)能拖動(dòng)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是為了______________________。 （2）圖乙是他某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)注。則紙帶的___________（填“左”或“右”）端與小車相連，小車的加速度是___________m/s2。 （3）保持小車所受的拉力不變，改變小車質(zhì)量m，分別測(cè)得不同質(zhì)量時(shí)小車加速度a的數(shù)據(jù)如表所示。請(qǐng)?jiān)趫D丙的坐標(biāo)紙中作出a–圖像。根據(jù)a–圖像可以得

30、到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______________________。 【答案】（1）平衡阻力 （2）左 0.51 （3） 在拉力不變時(shí)，小車的加速度與質(zhì)量成反比 【解析】（1）探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，由于導(dǎo)軌阻力的存在，實(shí)驗(yàn)之前要平衡阻力； （2）由于小車做加速運(yùn)動(dòng)，則紙帶打出的點(diǎn)跡越來(lái)越稀，故左端是跟小車相連的；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度，； （3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)先描點(diǎn)，再畫圖象如圖所示； 從圖象可以看出圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，由此得出：在拉力不變時(shí)，小車的加速度與質(zhì)量成反比。 8．（2019·河南高一期末）為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示的

31、實(shí)驗(yàn)裝置： （1）以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是___________ A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動(dòng) B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行 C．先接通電源后釋放小車 D．實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好 （2）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如下圖所示的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1 s，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，則小車的加速度a=___________m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

32、 （3）有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪郊皟A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a–F圖線，如右圖所示。圖線_________是在軌道傾斜情況下得到的（填①或“②）；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m=_______kg。 【答案】（1）BC （2）0.34 （3）① 0.5 【解析】（1）A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，不掛砝碼及砝碼盤，使小車拖著紙帶恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行，選項(xiàng)B正確；C．先接通電源后釋放小車，選項(xiàng)C正確；D．實(shí)驗(yàn)中小車的加速度不是越大越好，故D錯(cuò)誤。 （2）根據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法得，； （3）在圖線①中，F(xiàn)等于零，加速度a不等于零，可知圖線①是在軌道傾斜情況下得到的。a–F圖線的斜率等于小車和砝碼質(zhì)量的倒數(shù)，則有，解得M=0.5 kg。 14