2019年高考物理總復習 5-5實驗 探究功與速度變化的關系訓練試題 新人教版.doc

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2019年高考物理總復習 5-5實驗 探究功與速度變化的關系訓練試題 新人教版 1．(單選)關于“探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是(　　) A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應該盡量使其水平 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析　實驗中沒有必要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出后來各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，A項錯誤；為了使以后各次實驗中橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，必須使每次實驗中橡皮筋拉伸的長度保持一致，B項錯誤；為了減小誤差，實驗中應使木板傾斜以平衡摩擦力，C項錯誤；實驗中應先接通電源，然后再釋放小車，D項正確． 答案　D 2．(多選)用如圖所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是(　　) A．為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動 B．每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣 C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值 E．實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源 F．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 G．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度 解析　當小車拉著穿過打點計時器的紙帶做勻速運動時，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實驗中可消除摩擦力的影響，A項正確；由實驗原理可知，選項B、C正確，D項錯誤；使用打點計時器時都必須先接通電源再釋放小車，E項錯誤；橡皮筋拉力做的總功等于小車動能的增加，此動能應為小車獲得的最大動能，所以用打點計時器打下的紙帶測定的是小車的最大速度，F(xiàn)項正確、G項錯誤． 答案　ABCF 3．(xx福建)在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中(裝置如圖甲)： (1)下列說法哪一項是正確的________．(填選項前字母) A．平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上 B．為減小系統(tǒng)誤差，應使鉤碼質(zhì)量遠大于小車質(zhì)量 C．實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放 (2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為________m/s(保留三位有效數(shù)字)． 解析　(1)平衡摩擦力時，需要墊高木板固定打點計時器一端，保證小車自身重力的分量可以與摩擦力平衡即可，不能將鉤碼掛在小車上，A項錯誤；實驗時應保證小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量，才能認為小車受的合力等于鉤碼的重力，B項錯誤；小車應靠近打點計時器由靜止釋放，以保證將紙帶充分利用，得到較多可用數(shù)據(jù)，C項正確． (2)根據(jù)題意可知，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔t＝0.1 s，打B點時小車的速度應等于從A到C過程的平均速度，即vB＝＝ m/s＝0.653 m/s. 答案　(1)C　(2)0.653 4．某實驗小組用如下圖所示的實驗裝置和實驗器材做“探究動能定理”實驗，在實驗中，該小組同學把砂和砂桶的總重力當作小車受到的合外力． (1)為了保證實驗結果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是________． A．實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作 B．實驗操作時要先放小車，后接通電源 C．在利用紙帶進行數(shù)據(jù)處理時，所選的兩個研究點離得越近越好 D．在實驗過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 (2)除實驗裝置中的儀器外，還需要的測量儀器有________． (3)如下圖所示為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究“動能定理”．已知打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g.圖中已經(jīng)標明了要測量的物理量，另外，小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m.請你把要探究的結果用題中給出的字母表達出來________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析　(2)本題的實驗原理是驗證用砂桶做的功等于小車動能的增加量，所以要測砂桶和砂、小車的質(zhì)量，還要測紙帶上各點的距離來求速度，所以所需的器材還應有天平和刻度尺． 答案　(1)AD　(2)刻度尺、天平 (3)mgx＝ 5．(xx課標全國Ⅱ)某同學利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能． 回答下列問題： (1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．已知重力加速度大小為g.為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的________(填正確答案標號)． A．小球的質(zhì)量m B．小球拋出點到落地點的水平距離s C．桌面到地面的高度h D．彈簧的壓縮量Δx E．彈簧原長l0 (2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek＝________. (3)圖(b)中的直線是實驗測量得到的sΔx圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，sΔx圖線的斜率會________(填“增大”“減小”或“不變”)：如果m不變，h增加，sΔx圖線的斜率會________(填“增大”“減小”或“不變”)．由圖(b)中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與Δx的________次方成正比． 解析　(1)由平拋運動規(guī)律，得h＝gt2，s＝vt，解得小球拋出時的速度v＝s，則小球拋出時的動能Ek＝mv2＝，所以需要測量的物理量是小球的質(zhì)量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h，A、B、C三項正確． (2)由(1)可知，Ek＝. (3)如果h不變，m增加，那么小球平拋運動的時間不變，當Δx為某一值時，小球獲得的初速度減小，做平拋運動的水平位移減小，圖線的斜率會減小；如果m不變，h增加，那么當Δx為某一值時，小球獲得的初速度不變，小球平拋運動的時間增加，做平拋運動的水平位移增加，圖線的斜率會增大；根據(jù)機械能守恒可得，Ep＝Ek＝，即Ep與s2成正比，又因為s與Δx成正比，所以Ep與Δx2成正比． 答案　(1)ABC　(2)　(3)減小　增大　2 6．(xx成都模擬)某學習小組在“探究功與速度變化關系”的實驗中采用了如下圖所示的實驗裝置． (1)將氣墊導軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)如圖所示，游標卡尺測得遮光條的寬度Δd＝________ cm；實驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標記，以保證每次拉伸的距離恒定．現(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為Δt，則滑塊最后勻速運動的速度表達式為________(用字母表示)． (3)逐條增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計算出對應的速度．則畫出的Wv2圖象應是________． 解析　(1)將滑塊輕置于氣墊導軌上，看其是否滑動，或者將滑塊輕置于氣墊導軌上，輕推滑塊看是否勻速運動． (2)遮光條寬度Δd＝5 mm＋0.0510 mm＝5.50 mm＝0.550 cm.由速度的定義，得v＝. (3)由動能定理，得W＝mv2，所以Wv2圖象應是過坐標原點的一條傾斜直線． 答案　見解析 7．如圖所示是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶測出． (1)除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有________________________________________________________________________； (2)實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是________________________________________________________________________； (3)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的________部分進行測量； (4)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次……實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置； 數(shù)據(jù) 次數(shù) 橡皮筋做的功 10個間距的距離x(m) 10個間距的時間T(s) 小車獲得的速度vn 小車速度的平方v 1 W 0.200 0.2 20.2800.2 30.3000.2 40.4000.2 50.4500.2 (5)從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關系應是Wn∝________，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如下圖所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性． (6)若在實驗中你作出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理這種情況的做法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析　(1)計算小車速度需要測量紙帶上的點的距離，要用刻度尺． (2)要讓小車在木板上勻速運動，因而木板要傾斜以平衡摩擦力． (3)小車勻速運動時，紙帶上的點的間隔均勻． (4)橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加W. (5)縱坐標表示速度的平方，橫坐標表示功，利用描點法描出各組數(shù)據(jù)對應的點，然后用平滑曲線連線作出vWn圖象，如圖所示． (6)分析誤差來源，改進實驗方案或測量手段，重新進行實驗． 答案　(1)刻度尺 (2)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力 (3)點距均勻 (4)2W、3W、4W、5W (5)v　圖象見解析圖 (6)分析誤差來源，改進實驗方案或測量手段，重新進行實驗 8．某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”，如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器．記錄小車通過A、B時的速度大?。≤囍锌梢苑胖庙来a． (1)實驗主要步驟如下： ①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路； ②將小車停在C點，________，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度． ③在小車中增加砝碼，或________，重復②的操作． (2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v－v|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(結果保留三位有效數(shù)字) 次數(shù) M/kg |v－v|/(ms－1)2 ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 (3)根據(jù)上表，請在下圖中的方格紙上作出ΔEW圖線． 解析　ΔE3＝M|v－v|＝0.5002.40 J＝0.600 J W3＝F|AB|＝1.2200.500 J＝0.610 J. (3)ΔEW圖線如下圖所示 答案　(1)①小車?、诮油娫矗尫判≤嚒、蹨p少砝碼 (2)0.600　0.610　(3)見解析圖