華師一附中2018屆高三物理滾動復(fù)習(xí)(11)(解析).doc

華師一附中2018屆高三物理滾動復(fù)習(xí)（11）命題人：張菡1、在“用DIS研究小車加速度與所受合外力的關(guān)系”實驗中時，甲、乙兩組分別用如圖1(a)、(b)所示的實驗裝置進行實驗，重物通過細線跨過滑輪拉相同質(zhì)量小車，位移傳感器(B)隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器(A)固定在軌道一端.甲組實驗中把重物的重力作為拉力F，乙組直接用力傳感器測得拉力F，改變重物的重力重復(fù)實驗多次，記錄多組數(shù)據(jù)，并畫出aF圖象.圖1(1)甲組實驗把重物的重力作為拉力F的條件是_.(2)圖2中符合甲組同學(xué)作出的實驗圖象的是_；符合乙組同學(xué)作出的實驗圖象的是_.圖2答案(1)小車的質(zhì)量遠大于重物的質(zhì)量(2)解析(1)位移傳感器(B)屬于發(fā)射器.(2)在該實驗中實際是：mg(Mm)a，要滿足mgMa，應(yīng)該使重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.即小車的質(zhì)量遠大于重物的質(zhì)量.(3)在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比；由實驗原理：mgMa得a而實際上a，即隨著重物的質(zhì)量增大，不再滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，所以圖中符合甲組同學(xué)作出的實驗圖象的是.乙組直接用力傳感器測得拉力F，隨著重物的質(zhì)量增大，拉力F測量是準確的，aF關(guān)系為一傾斜的直線，符合乙組同學(xué)作出的實驗圖象的是.2、為驗證“拉力做功與物體動能變化的關(guān)系”，某同學(xué)到實驗室找到下列器材：長木板(一端帶定滑輪)、電磁打點計時器、質(zhì)量為200 g的小車、質(zhì)量分別為10 g、30 g和50 g的鉤碼、細線、學(xué)生電源(有“直流”和“交流”擋).該同學(xué)進行下列操作：A.組裝實驗裝置，如圖3(a)所示B.將質(zhì)量為200 g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車C.選用50 g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上D.釋放小車，接通打點計時器的電源，打出一條紙帶E.在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中選出一條點跡清晰的紙帶，如圖(b)所示F.進行數(shù)據(jù)采集與處理圖3請你完成下列問題：(1)進行實驗時，學(xué)生電源應(yīng)選擇用_擋(選填“直流”或“交流”).(2)該同學(xué)將紙帶上打出的第一個點標為“0”，且認為打“0”時小車的速度為零，其后依次標出計數(shù)點1、2、3、4、5、6(相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點未畫)，各計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s，如圖(b)所示.該同學(xué)測量出計數(shù)點0到計數(shù)點3、4、5的距離，并標在圖(b)上.則在打計數(shù)點4時，小車的速度大小為_ m/s；如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)作小車所受的拉力，則在打計數(shù)點0到4的過程中，拉力對小車做的功為_ J，小車的動能增量為_ J.(取重力加速度g9.8 m/s2，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)由(2)中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對物體做的功等于物體動能增量”的結(jié)論，且對其他的點(如2、3、5點)進行計算的結(jié)果與“4”計數(shù)點相似.你認為產(chǎn)生這種實驗結(jié)果的主要原因有(寫出兩條即可)_；_.解析(1)打點計時器是一種計時儀器，使用交流電源；(2)根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，相鄰的兩個計數(shù)點間的時間間隔為T0.1 s，得：v4 m/s0.58 m/s，在打計數(shù)點0到4的過程中，拉力對小車做的功為：Wmgx040.059.80.12 J0.059 J；小車的動能增量為：EkMv0.20.582 J0.034 J；(2)該實驗產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：FMa對鉤碼有：mgFmaF mg，由此可知當(dāng)Mm時，鉤碼的重力等于繩子的拉力，顯然該實驗中沒有滿足這個條件；另外該實驗要進行平衡摩擦力操作，否則也會造成較大誤差.答案(1)交流(2)0.585.91023.4102(3)小車質(zhì)量不滿足遠大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力；沒考慮鉤碼動能的增加.3、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4所示.實驗過程中有平衡摩擦力的步驟，并且設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功以整數(shù)倍增大，即分別為W0、2W0、3W0、4W0.圖4(1)實驗中首先通過調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力，目的是_(填寫字母代號).A.為了釋放小車后小車能做勻加速運動B.為了增大橡皮筋對小車的彈力C.為了使橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功D.為了使小車獲得較大的動能(2)圖5是在正確操作情況下打出的一條紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一部分，已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm_m/s(保留3位有效數(shù)字).圖5(3)幾名同學(xué)在實驗中分別得到了若干組橡皮筋對小車做的功W與小車獲得的最大速度vm的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)繪出了下列給出的四個圖象，你認為其中正確的是_.答案(1)C(2)1.22(3)D解析(1)實驗?zāi)康氖翘骄亢贤饬ψ龉εc物體速度的關(guān)系，平衡摩擦力后，橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功.(2)由圖可知，小車先做加速度變化的加速運動，后做勻速運動.當(dāng)小車做勻速運動時，小車獲得的速度最大，即vm m/s1.22 m/s.(3)由Wv，知D正確.4、為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖6所示的實驗裝置：圖6(1)以下實驗操作正確的是()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動B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細線與木板平行C.先接通電源后釋放小車D.實驗中小車的加速度越大越好(2)在實驗中，得到一條如圖7所示的紙帶，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T0.1 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).圖7(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，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條aF圖線，如圖8所示.圖線_是在軌道傾斜情況下得到的(填“”或“”)；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m_ kg.圖8答案(1)BC(2)0.34(3)0.5解析(1)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是細線的拉力，故選項A錯誤；細線的拉力為小車的合力，所以細線與木板平行，則應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行，故B正確；實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，先接通電源后釋放小車，故選項C正確；實驗時，為了減小實驗的誤差，小車的加速度適當(dāng)大一些，故D錯誤.(2)根據(jù)作差法得：a0.34 m/s2.(3)由圖象可知，當(dāng)F0時，a0，也就是說當(dāng)細線上沒有拉力時小車就有加速度，該同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高，所以圖線是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的，根據(jù)Fma得aF圖象的斜率k，由aF圖象得圖象斜率k2，所以m0.5 kg.5、如圖9甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗簡圖，地面以下為較松軟的泥土.實驗時把一質(zhì)量為m的鐵塊舉到離地面高為H的地方，讓其自由下落，落入泥土中.鐵塊下面貼有力傳感器(質(zhì)量忽略不計)，可測得泥土中任意深度h處鐵塊受到的阻力Ff，圖乙為計算機根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制的擬合圖象(橫軸表示深度h，單位cm，縱軸表示阻力Ff，單位N).圖9分析圖象數(shù)據(jù)，可得出鐵塊受到的阻力Ff與深度h的關(guān)系為_(選填“Ffkh2”、“Ffkh3”或“Ffkh4”).某次實驗中，鐵塊下落深度為h1時停止運動，嘗試寫出鐵塊從下落到落地前驗證其機械能守恒定律的方程_(比例系數(shù)k為已知)答案Ffkh3mgHkhmgh1(不能移項，移項物理意義不清晰)解析由題圖乙知，當(dāng)h2 cm時，F(xiàn)f8 N，當(dāng)h2.5 cm時，F(xiàn)f15.6 N，可知鐵塊受到阻力Ff與深度h的關(guān)系為Ffkh3，對進入泥土的過程運用動能定理得：mgh1Wf0mv2，F(xiàn)fh圖線圍成的面積表示克服摩擦力做功，運用數(shù)學(xué)微積分得：Wfkh，可知落地的動能為：Ekmv2khmgh1，根據(jù)機械能守恒有：mgHmv2，即mgHkhmgh1.6、用如圖10所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達地面.圖10(1)為了保證細繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是_(選填選項前的字母).A.在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力B.在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力C.調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行D.所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些(2)如圖11是某次實驗中打出紙帶的一部分.O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出，所用交流電源的頻率為50 Hz.通過測量，可知打點計時器打B點時小車的速度大小為_ m/s.圖11(3)甲同學(xué)經(jīng)過認真、規(guī)范地操作，得到一條點跡清晰的紙帶.他把小車開始運動時打下的點記為O，再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及打下各計數(shù)點時小車的瞬時速度v.如圖11是根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)繪出的v2s圖象.已知此次實驗中鉤碼的總質(zhì)量為0.015 kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100 kg，取重力加速度g 9.8 m/s2，則由圖象可知小車的質(zhì)量為_kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).圖11(4)在鉤碼總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下，乙同學(xué)認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經(jīng)多次實驗他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是_(選填選項前的字母).A.滑輪的軸處有摩擦B.小車釋放時離打點計時器太近C.長木板的右端墊起的高度過高D.鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力答案(1)AC(2)0.36(3)0.18(4)C解析(1)為保證細繩的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡時應(yīng)不掛鉤碼，同時需保證細繩與木板平行，故選 A、C.(2)vB m/s0.36 m/s.(3)設(shè)鉤碼的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，砝碼的總質(zhì)量為m0，對鉤碼mgFTma對小車和砝碼FT(m0M)a，可推出a，再代入運動學(xué)公式v22as得v22s，由此可知圖象斜率為，由圖象可知圖象斜率k1(注意橫軸單位)，代入可得小車質(zhì)量M0.18 kg.(4)若拉力做功小于小車動能增量，說明有其他力做功，可能是平衡摩擦力過度，故C正確.7、現(xiàn)要驗證“當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺、天平、砝碼、鉤碼若干。實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格中填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖帧＃?）用天平測出小車的質(zhì)量m（2）讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2，記下所用的時間t。（3）用米尺測量A1與A2之間的距離s。則小車的加速度a 。（4）用米尺測量A1相對于A2的高度h。則小車所受的合外力F 。（5）在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質(zhì)量m，同時改變h，使m與h的乘積不變。測出小車從A1靜止開始下滑到斜面底端A2所需的時間t。請說出總質(zhì)量與高度的乘積不變的原因_。（6）多次測量m和t，以m為橫坐標，t2為縱坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖。如能得到一條_線，則驗證“當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一規(guī)律。圖177、解析：（3） ； （4）；（5）為了使各次測量中，小車所受的合外力不變；（6）過原點的直線 8、小明同學(xué)設(shè)計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系.實驗的主要步驟是：找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點線；騎上自行車用較快速度駛過起點線，并從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥；車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；待車停下，記錄自行車停下時的位置；用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h.若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定.（1）自行車經(jīng)過起點線時的速度v= ；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（2）自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功W= ；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（3）多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復(fù)上述實驗步驟，則 每次只需測量上述物理量中的 和 ，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗?zāi)康?答案：9、（1）某同學(xué)在應(yīng)用打點計時器做驗證機械能守恒定律實驗中，獲取一根紙帶如圖，但測量發(fā)現(xiàn)0、1兩點距離遠大于2mm,且0、1和1、2間有點漏打或沒有顯示出來，而其他所有打點都是清晰完整的，現(xiàn)在該同學(xué)用刻度尺分別量出2、3、4、5、6、7六個點到0點的長度hi（i=2347），再分別計算得到3、4、5、6四個點的速度vi和vi2（i= 3456），已知打點計時器打點周期為T。01234567該同學(xué)求6號點速度的計算式是：v6= 然后該同學(xué)將計算得到的四組（hi ，vi2 ）數(shù)據(jù)在v2- h坐標系中找到對應(yīng)的坐標點，將四個點連接起來得到如圖所示的直線，請你回答：接下來他是如何判斷重錘下落過程機械能守恒的？（說明理由）答： hv20（2）實驗室的斜面小槽等器材裝配圖甲所示的裝置鋼球從斜槽上滾下，經(jīng)過水平槽飛出后做平拋運動每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，鋼球在空中做平拋運動，設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置，通過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到鋼球做平拋運動的軌跡。 某同學(xué)在安裝實驗裝置和進行