2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第五章 實驗五

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1、2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升：第五章 實驗五 1．關(guān)于“探究動能定量”的實驗，下列敘述正確的是(　　) A．每次實驗必須設(shè)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(yīng)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：本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了，A不正確；每次實驗橡皮筋伸長的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實驗時，橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，B不正確；小車運動中會受到阻力，只有使木板傾斜到

2、一定程度，平衡掉摩擦力才能減小誤差，C不正確；實驗時，應(yīng)該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確。 答案：D 2．探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實驗裝置如圖實－5－12所示，實驗主要過程如下： 圖實－5－11 (1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…… (2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3…… (3)作出W－v草圖； (4)分析W－v圖像。如果W－v圖像是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系。 以下關(guān)于該實驗的說法中有一項不正確，它是_

3、_______。 A．本實驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W…… B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜。 C．某同學(xué)在一次實驗中得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進(jìn)行計算。 解析：放

4、開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運動，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運動。本實驗中測的速度是小車勻速運動的速度，而不是整個過程的平均速度，因此研究紙帶上打下的點一定是那些均勻分布的點。 答案：D 3．在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材：A.電磁打點計時器；B.天平；C.秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板。 (1)其中多余的器材是________，缺少的器材是________。 (2)測量時間的工具是________；測量質(zhì)量的工具是________。 (3)如圖實－5－12所示是打點計時器

5、打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力作用下做勻加速直線運動的紙帶。測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T。請分析：利用這些數(shù)據(jù)能否驗證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請說出做法，并對這種做法做出評價。 圖實－5－12 解析：(1)計算小車速度是利用打上點的紙帶，故不需要秒表。電磁打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E。測量點與點之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺。 (2)測量時間的工具是電磁打點計時器，測量質(zhì)量的工具是天平。 (3)能。從A到B的過程中，恒力做的功為WAB＝FxAB， 物體動能的變化量為EkB－EkA＝mvB2－mvA2＝m(

6、)2－m()2＝m， 只要驗證FxAB＝m即可。 優(yōu)點：A、B兩點的距離較遠(yuǎn)，測量時的相對誤差較?。? 缺點：只進(jìn)行了一次測量驗證，說服力不強(qiáng)。 答案：(1)C、E　毫米刻度尺　(2)電磁打點計時器　天平 (3)見解析 4．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們欲探究“做功與物體動能變化的關(guān)系”，他們在實驗室組裝了一套如圖實－5－13所示的裝置。 圖實－5－13 (1)該學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用砂和砂桶的重力作為滑塊受到的合外力，探究滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系。為了實現(xiàn)這個想法，該小組成員提出了以下實驗措施，你認(rèn)為有效的有________。 A．保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)大于滑塊的質(zhì)量

7、B．保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 C．保持長木板水平 D．把長木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮? E．調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行 (2)如圖實－5－14為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的B、K兩點來探究滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系。已知打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g。在本實驗中需要測量的物理量有：砂和砂桶的質(zhì)量m1、滑塊的質(zhì)量m2，A、C間的距離s1，J、L間的距離s2，B、K間的距離s。本實驗探究結(jié)果的表達(dá)式為________。(用測量物理量相應(yīng)的字母表示) 圖實－5－14 解析：(1)砂和砂桶的總質(zhì)量越小，產(chǎn)生的加速度越小，細(xì)線拉力越接

8、近砂和砂桶的重力，誤差越小，故B正確；由于滑塊受到長木板的摩擦力作用，因此要先平衡摩擦力，D正確；為了使細(xì)線拉力與滑塊運動方向平行，需調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行，E正確。 (2)選擇B、K之間的過程研究誤差較小，對滑塊，合外力可視為砂和砂桶的重力，做功為W＝m1gs。B、K兩處的速度分別為vB＝，vK＝，動能變化為m2vK2－m2vB2＝m2()2－m2()2，故探究結(jié)果的表達(dá)式為m1gs＝m2()2－m2()2。 答案：(1)BDE　(2)m1gs＝m2()2－m2()2 5．為了探究恒力作用時的動能定理，某同學(xué)做了如下實驗，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度

9、v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)組 1 2 3 4 5 6 v/(m·s－1) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49 x/m 0 0.045 0.075 0.111 0.163 0.442 (1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出x—v圖像如圖實－5－15甲所示。觀察該圖像，該同學(xué)作出如下推理：根據(jù)x—v圖像大致是一條拋物線，可以猜想，x可能與v2成正比。請在圖乙所示坐標(biāo)紙上選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸作出圖線驗證該同學(xué)的猜想。 圖實－5－15 (2)根據(jù)你所作的圖像，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v

10、2的關(guān)系是________________________________________________________________________。 解析：(1)做出x—v2的圖線如圖所示。 (2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比。即：x∝v2。 答案：(1)見解析圖　(2)x∝v2 6．某同學(xué)利用打點計時器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“探究動能定理”的實驗，如圖實－5－16所示，他首先將打點計時器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點計時器，接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放 圖實－5－1

11、6 滑塊，打點計時器在紙帶上打下一系列記數(shù)點。 回答下列問題：(用已知字母表示) (1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素______________________________________。 (2)該實驗探究中為了求合外力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)。該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點間距均 圖實－5－17 勻的紙帶，如圖實－5－17所示，此時相對應(yīng)的斜面長為L、斜面高為h。由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ＝________。 (3)保持斜面長度不變，升高斜面高度到H(H>h)，該同學(xué)在實驗中得到一條打點清晰的紙帶，如圖實－5－18所示，用直尺測出x

12、1、x2、x3，對A、B兩點研究：此時滑塊在A、B兩點的 速度大小為：vA＝________，vB＝________。 圖實－5－18 (4)如果該同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時各物理量的單位分別是：L、H、x1、x2、x3單位為cm，質(zhì)量m單位是kg，頻率f單位為Hz，重力加速度g單位為m/s2，對AB段進(jìn)行研究，在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合外力對滑塊所做的功為W，滑塊動能的改變量為ΔEk，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大，請分析其原因。寫出該同學(xué)計算出的數(shù)值W與ΔEk之間正確關(guān)系的表達(dá)式________。 解析：(1)由滑塊在斜面上運動可知，影響滑塊動能變化的是合外力的功，即重力做功和摩擦力做功。 (2)由題圖可知滑塊在斜面上做勻速直線運動，則有：mgsinθ＝μmgcosθ(θ為斜面的傾角)，可得μ＝tanθ＝。 (3)由運動學(xué)公式得A點的瞬時速度是vA＝＝f，B點的瞬時速度是vB＝＝f。 (4)該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合外力對滑塊所做的功為W和滑塊動能的改變量為ΔEk，兩者數(shù)值差別很大，說明該同學(xué)在探究動能定理時單位沒有統(tǒng)一用國際單位，應(yīng)修正為W＝ΔEk×10－2 J。 答案：(1)重力做功、摩擦力做功　(2) (3)f　f　(4)W＝ΔEk×10－2 J