《高考物理考点练习7.9 探究动能定理实验基础篇解析版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理考点练习7.9 探究动能定理实验基础篇解析版（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第七部分 物理力学实验专题7.9 探究动能定理实验（基础篇）1（10分）（2019南京三模）如图甲所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，遮光条宽度为d。气源开通后，滑块在绳子拉力的作用下由静止释放，遮光条通过光电门的时间为t，拉力传感器的读数为F不计滑轮质量、不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。（1）某同学用螺旋测微器测遮光条宽度，螺旋测微器示数如图乙所示，d mm。（2）某学习小组的同学欲探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系，记录滑块释放时遮光条与光电门的距离L及
2、其通过光电门的时间t，得到一系列L和t的数据，通过图象法处理数据时，为了获得线性图象应作 （选填“L”“L”或“L（t）2”）图象，该图象的斜率k （用题中字母表示）。（3）该小组同学利用所测数据计算发现：绳子拉力F做的功总小于滑块动能的变化量。若实验中数据的测量均是准确的，分析出现这一意外情况的可能原因是 。A“没有满足钩码质量m远小于滑块质量M”这一条件B滑块运动过程中存在阻力C没有调节气垫导轨水平D拉滑块的细绳与气垫导轨不平行（4）在排除意外情况后，用上述装置和相应数据研究系统（含滑块、钩码）机械能是否守恒，若运动过程中系统机械能守恒，则满足下列 关系式。AFM（）2 BFL（M+m）（
3、）2CmgLM（）2+m（）2 DmgM（）2+m（）2【参考答案】（1）3.1213.113；（2）L，；（3）C；（4）D。【名师解析】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为3.0mm，可动刻度读数为0.0111.2mm0.112mm，所以最终读数为：3.0mm+0.112mm3.112mm；（2）滑块通过光电门的速度v，根据动能定理可知FLM（）2，解得L，故为了获得线性图象应作L 图象，斜率为k；（3）小车受到的拉力时通过拉力传感器获得的，与钩码的质量和小车质量无关，故A错误；滑块运动过程中，若要克服阻力做功，会导致绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量，故B错误；气垫导轨没有调节水平，拉力
4、做功的一部分转化为小车的势能，故动能减小，故C正确；若拉滑块的细绳与气垫导轨不平行，则实际拉力做功减小，那么会导致绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量，故D错误。故选：C（4）滑块通过光电门的速度为v，根据动滑轮的特点可知钩码的速度为滑块速度的一半，再依据机械能守恒，可得mgM（）2+m（）2，选项D正确，ABC错误。2.（2019天津河西区模拟） 某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小
5、车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、_(填测量工具)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是()A轻推小车，能够自由下滑即可B轻推小车，能够匀速下滑即可C轻推拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D轻推拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度刚达到最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获
6、得的速度，应选用图中纸带的_部分进行测量【参考答案】刻度尺DB(4)GK 【名师解析】除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺。实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，轻推拖着纸带的小车，能够匀速下滑即说明已经平衡摩擦力。若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度刚达到最大时，小车所受合外力为零，橡皮筋弹力等于摩擦力，所以橡皮筋所处的状态是，橡皮筋仍处于伸长状态。在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图中纸带的点迹距离最大且均匀部分进行测量3（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）高三学生小明和小华
7、设计了一个物理实验来验证动能定理，实验装置如图所示，A、B为长木板上固定的两个光电门，已知当地重力加速度为g。（1）他们利用游标卡尺测滑块上的遮光条的宽度，如图所示，则遮光条的宽度d0.330cm。（2）垫高长木板右端，当长木板和水平面夹角为时，在O处沿斜面轻推滑块，测得滑块经过两光电门的时间相等，则滑块和长木板间动摩擦因数为tan。（3）将长木板水平放置，在O处给滑块一个瞬时冲量，使滑块依次滑过光电门A、B测得滑块经过光电门A的时间为t1、滑块经过光电门B的时间为t2，两个光电门间距离为s，在误差允许的范围内，验证动能定理成立的式子为2gstan（用题中已给字母表示）。【名师点拨】（1）明确
8、游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，注意读数时不需要估读；（2）由滑块经过两光电门的时间相等可认为滑块做匀速运动，有平衡条件可得出滑块和长木板间动摩擦因数；（3）实验中由于遮光条通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小；小车从A到B的过程中，其合力做功mgs，系统动能的增加，增量为：EK，因此只要比较二者是否相等，即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等。【名师解析】（1）20分度的游标卡尺精度为0.05mm；固定刻度读数为0.3cm，游标读数为0.056mm0.30mm0.030cm，所以最终读数为：0.3cm+0.030mm0.330mm（2）滑块经过两光
9、电门的时间相等，可认为滑块做匀速运动则：mgsinmgcos所以：tan（3）由于遮光条比较小，通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度分别为：vA、vB。小车从A到B的过程中，其合力做功mgs，系统动能的增加，增量为：EK，因此只要比较二者是否相等，即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等。即如果关系式：2gstan在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。故答案为：（1）0.330；（2）tan；（3）2gstan【名师点评】解决本题的关键掌握实验的原理和操作方法，知道光电门测速的方法：在很短位移内的平均速度代替瞬时速度。4.（2019
10、年1月湖北黄冈市调研）某同学设计如图所示装置来探究动能定理在带有定滑轮的长木板上B位置固定一光电门，用重物通过细线拉小车使其自A位置由静止开始运动实验中，小车(含遮光条)的质量和重物质量均保持不变，通过成倍增加AB间距离s的方法进行多次实验验证。该同学用游标卡尺测出遮光条的宽度d，用光电门连接的计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t，用米尺测出了AB间的距离s。(1)该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d=0.572cm，则该同学用的是_的游标卡尺(填“10分度”、“20分度”、“50分度”)；(2)下列实验操作中必要的一项是_(填选项前的字母)；A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上
11、匀速运动B.必须满足重物的质量远小于小车的质量C.必须保证小车由静止状态开始释放(3)本实验的主要误差来源有(写两条)：_、_。【参考答案】22（1）50分度 （2分） （2）C （2分） （3）用遮光条通过光电门的平均速度代替小车过B点的瞬时速度 用米尺测量AB间距离有读数误差（每条1分，其他言之有理的答案也相应给分） 【名师解析】（1）该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d=0.572cm，精度为0.02mm，由1/0.02=50可知，该同学用的是50分度的游标卡尺；（2）由于实验装置中只用了一个光电门测量速度，所以必须保证小车由静止状态开始释放，选项C是必要的。（3）由于遮光条具有一定的宽度
12、，用遮光条通过光电门的平均速度代替小车过B点的瞬时速度具有误差； 用米尺测量AB间距离有读数误差（每条1分，其他言之有理的答案也相应给分）。5.(5分)（2019浙江检测）如图所示,用图甲所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验、图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验、图丙是“探究加速度与力、质量关系”实验。(1)三个实验中哪个实验需要从同一位置释放(填字母);哪个实验需要平衡摩擦力(填字母)A.探究功与速度变化的关系B.验证机械能守恒定律C.探究加速度与力、质量关系(2)用图丙完成“探究加速度与力、质量关系”实验时:下列说法正确的是(填字母)A.实验时先释放小车,再接通电源B.实验所用打点
13、计时器应该接直流电源C.实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量D.实验过程中,细线应该与长木板平行图丁为实验时获得的某条纸带,请根据图片提供的信息,计算打计数点x2时小车的速度为 m/s。【参考答案】 (1)AAC(2)CD0.40【名师解析】 (1)橡皮筋的势能转化为小车动能,且在平衡摩擦力之后,通过增加橡皮筋条数使做功成倍增加,因此“探究做功与速度的变化”实验需要从同一位置释放;验证机械能守恒定律,重物不一定要从同一位置释放;探究加速度与力、质量的关系,小车要在平衡摩擦力的木板上滑下,也不需要从同一位置释放。(2)探究加速度与力、质量的关系,要先开打点计时器,后释放小车,选项A错误
14、;打点计时器应该使用交流电源,选项B错误;实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量,这样重物的重力几乎等于小车所受拉力,选项C正确;实验过程中,细线应该与长木板平行,以保证绳子拉力大小等于小车所受合外力,选项D正确。(3)v2=0.397 5 m/s0.40 m/s来源6.某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系。小车经平衡摩擦力后，挂上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小车弹出，脱离橡皮筋沿木板滑行。实验时打点计时器与学生电源按图乙连接，正确的连接是_(填“A”或“B”)实验中，甲，乙俩同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。甲同学：改变相同橡皮筋的条数，小车每次拉到同一位置
15、释放；乙同学：保持橡皮筋的条数不变，小车每次拉到不同位置释放。你认为_(填“甲”或“乙”)同学的方法更合理。从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，小车的运动可能是_A匀加速运动 B匀减速运动C加速度增大的加速运动 D. 加速度减小的加速运动实验中测得小车质量为1.0kg，某次实验得到的纸带及测量数据如图所示，测得小车获得的动能为_J (保留两位有效数字) 。打点计时器工作频率为50 Hz。【参考答案】B 甲 D 2.0【名师解析】打点计时器应该用交流，故B正确； 橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功， 故合理的是甲； 从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，在橡皮筋
