2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理練習(xí)

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1、限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1. 如圖所示為與小車相連，穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一條紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，下面說法正確的是(　　) ①紙帶的左端是與小車相連的 ②紙帶的右端是與小車相連的 ③利用E、F、G、H、I、J這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度 ④利用A、B、C、D這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析： 剛開始釋放時(shí)，與小車相連的一端打出的點(diǎn)應(yīng)會(huì)比較密集，且點(diǎn)的間距逐漸變大，故右端與小車相連；為確定小車速度應(yīng)選取間距均勻的點(diǎn)，這時(shí)橡皮筋已停止對(duì)小車作用，故②和④正確，選B. 答案：B 2．關(guān)于“

2、探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是(　　) A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值 B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致 C．放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平 D．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析：本實(shí)驗(yàn)沒有必要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)；小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開

3、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 3. 在追尋科學(xué)家足跡的過程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，采用了如圖甲所示的“探究物體加速度與物體質(zhì)量、受力之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置． (1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)用鉤碼受到的重力大小代替輕繩拉力大小，并以輕繩的拉力作為滑塊所受到的合外力．為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，為此，采取了下列措施，其中必要的是________． A．盡量使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于滑塊的質(zhì)量 B．盡量使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 C．適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板有滑輪的一端 D．適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端 (2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，

4、其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離已在圖中標(biāo)出，測(cè)出滑塊的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m.從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過程中，為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撏瑢W(xué)應(yīng)該尋找________和________之間的數(shù)值關(guān)系(用題中和圖中的物理量符號(hào)表示)． 解析：本題考查動(dòng)能定理的驗(yàn)證，主要考查功和動(dòng)能的測(cè)量與計(jì)算．(1)若用鉤碼的重力表示滑塊受到的合力，則需要保證鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，同時(shí)要平衡摩擦力，故選項(xiàng)B、D正確．(2)從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過程中，合力做功為mg(Δx2＋Δx3＋Δx4)，打下B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為M()2，打下E點(diǎn)的動(dòng)能為M()2，若mg(Δx

5、2＋Δx3＋Δx4)與 M()2－M()2幾乎相等，則可說明恒力做功等于物體動(dòng)能的變化． 答案：(1)BD　(2)mg(Δx2＋Δx3＋Δx4) M()2－M()2 4. 在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)是用下面的方法和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的：放在長(zhǎng)木板上的小車由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運(yùn)動(dòng)，小車?yán)瓌?dòng)固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是 (　　) A．長(zhǎng)木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力 B．重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度相同 C．利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶

6、上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計(jì)算 D．利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算 解析：在本題的實(shí)驗(yàn)中，由于小車在運(yùn)動(dòng)中受到阻力(摩擦力和紙帶的阻力)，所以要使長(zhǎng)木板適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使橡皮筋對(duì)小車所做的功與它的條數(shù)成正比，所以用到橡皮筋的條數(shù)雖然不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度相同，利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，由于要計(jì)算的是小車脫離橡皮筋后勻速運(yùn)動(dòng)的速度，所以應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算，故A、B、D選項(xiàng)是正確的． 答案：ABD 5. [2020·山東萊州一中第二次質(zhì)檢]探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速

7、度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示． (1)下列說法正確的是(　　) A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B．通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值 C．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度 D．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度 (2)若畫出W－v的圖象，應(yīng)為圖中的哪一個(gè)(　　) 解析：(1)做功通過改變橡皮條數(shù)，動(dòng)能對(duì)應(yīng)的速度是勻速時(shí)的速度．(2)根據(jù)W＝mv2/2可知W－v圖象如選項(xiàng)B所示． 答案：(1)AC　(2)B 6. [2020·山東濱州高三月考，9(2)改編]在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)

8、小組采用如圖甲所示的裝置．實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 ②改變木板的傾角，以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力 ③用細(xì)線將木板上的小車通過一個(gè)定滑輪與懸吊的砂桶相連 ④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn) ⑤測(cè)出s、s1、s2(如圖乙所示)，查得打點(diǎn)周期為T (1)判斷重力的一個(gè)分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是__________． (2)本實(shí)驗(yàn)還需直接測(cè)量的物理量是：_____________________ _______.(并用相應(yīng)的符號(hào)表示) (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證

9、滑塊受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________. (4)探究結(jié)果的表達(dá)式是____________________．(用相應(yīng)的符號(hào)表示) 解析：(1)重力的一個(gè)分力與小車及紙帶受到的摩擦力平衡時(shí)，小車勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶相鄰點(diǎn)間距相等．(2)恒力做的功就是砂桶重力做的功，需要

10、測(cè)砂桶的質(zhì)量m；計(jì)算小車的動(dòng)能，需測(cè)小車的質(zhì)量M.(3)根據(jù)驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)知道，要保證小車受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，必須使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶的質(zhì)量即M?m.(4)拉力做的功mgs，根據(jù)“某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于其中間時(shí)刻的速度”可得A、B的速度分別為vA＝、vB＝，則動(dòng)能增加Mv－Mv，二者在誤差允許范圍內(nèi)需要相等，即mgs＝M()2－M()2. 答案：(1)紙帶上點(diǎn)跡間距相等　(2)小車的質(zhì)量M、砂桶的質(zhì)量m (3)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶的質(zhì)量 　(4)mgs＝M()2－M()2 7. 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系．圖中A為

11、小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上，C為彈簧測(cè)力計(jì)，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)． (1)該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為O點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)量這5個(gè)點(diǎn)到O之間的距離，并計(jì)算出它們與O點(diǎn)之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v)，填入下表： 點(diǎn)跡 s/cm Δv2/(m2·s－2) O 1 1.60 0.04 2 3.60 0.09 3 6.00 0.15 4 7.00 0.18 5 9.20

12、0.23 請(qǐng)以Δv2為縱坐標(biāo)，以s為橫坐標(biāo)在方格紙中作出Δv2－s圖象．若測(cè)出小車質(zhì)量為0.2 kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合外力的大小為__________N. (2)若該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測(cè)力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍．你認(rèn)為主要原因是_________________ ___，實(shí)驗(yàn)操作中改進(jìn)的措施是____________________． 解析：(1)通過描點(diǎn)法作出的圖線如圖所示．根據(jù)動(dòng)能定理Fs＝mΔv2，得Δv2＝s，圖線應(yīng)是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率是，即＝，F(xiàn)＝0.25 N. (2)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)要受滑動(dòng)摩擦力．摩擦阻力較大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)合力小于測(cè)力計(jì)示數(shù)．其方法是平衡摩擦力，墊高木板左端． 答案：(1)如圖　0.25 (2)小車滑行時(shí)所受摩擦阻力較大 (3)使導(dǎo)軌傾斜一定的角度以平衡摩擦力