高三名校物理試題（第03期）20 力學(xué)實驗2（解析版）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題20力學(xué)實驗2(解析版）全國新課標(biāo)Ⅰ卷有其特定的命題模板，無論是命題題型、考點分布、模型情景等，還是命題思路和發(fā)展趨向方面都不同于其他省市的地方卷。為了給新課標(biāo)全國卷考區(qū)廣大師生提供一套專屬自己的復(fù)習(xí)備考資料，物理解析團(tuán)隊的名校名師們精心編寫了本系列資料。本資料以全國新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)的最新名校試題為主，借鑒并吸收了其他省市最新模擬題中對全國新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)具有借鑒價值的典型題，優(yōu)化組合，合理編排，極限命制。備注：新課標(biāo)Ⅰ卷專版所選試題和新課標(biāo)Ⅱ卷專版所選試題不重復(fù)，歡迎同時下載使用。1?！?014·汝城一中11月月考】某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行,打點計時器工作頻率為50Hz。(1）實驗中木板略微傾斜,這樣做____________（填答案前的字母）．A．是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑B．是為了增大橡皮筋對小車的彈力C．是為了使橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功D．是為了使橡皮筋松馳后小車做勻加速運動（2）若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W－v草圖如圖乙所示，根據(jù)圖線形狀可知,對W與v的關(guān)系作出的以下猜想肯定不正確的是________．A．W∝eq\r(v）B．W∝eq\f（1,v)C．W∝v2D．W∝v32.【2014·西安鐵一中國際合作學(xué)校高三11月模擬】某同學(xué)利用透明直尺和光電計時器來驗證機(jī)械能守恒定律，實驗的簡易示意圖下,當(dāng)有不透光的物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。所用的西甌XD007光電門傳感器可測得最短時間為0。01ms。將擋光效果好、寬度為d=3。8×10-3m的黑色磁帶貼在透明直尺上,從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門.某同學(xué)測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti．與圖中所示的高度差△hi，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示。(取g=9。8m／s2注：表格中M為直尺質(zhì)量）①從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用求出的，請你簡要分析該同學(xué)這樣做的理由是:．②請將表格中數(shù)據(jù)填寫完整．③通過實驗得出的結(jié)論是：④根據(jù)該實驗請你判斷下列△Ek一△h圖象中正確的是3?！?014·西安一中高三第一學(xué)期期末試題】（8分）在用打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量m=1。00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點。如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）。已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2。那么:源：]（1）紙帶的端（選填“左"或“右”)與重物相連；(2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和點（填A(yù)或B或C)之間的間隔來驗證機(jī)械能守恒定律；（3)從O點到所取點，重物重力勢能減少量△Ep=J，動能增加量△EK=J;（結(jié)果取3位有效數(shù)字）(4）實驗的結(jié)論是?！敬鸢浮浚?）左；(2）B點；（3)1.88;1.84；(4）在誤差范圍內(nèi),重物下落過程中機(jī)械能守恒

【解析】

試題分析：（1）打點計時器先打點靠近重物的紙帶，所以紙帶左端與重物相連；（2）若要驗證機(jī)械能守恒定律，則要求得重物增加的動能，即要找到重物的速度，所以應(yīng)取圖中的O點和B點來驗證定律；（3）重力勢能的減小量；4.【2013·山西沂州一中高三聯(lián)考】（9分）一同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧形變量的關(guān)系。實驗裝置如下圖甲所示，在離地面高為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的小球剛好接觸。將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡.(1）若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點P痕跡到O點的距離為s，則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達(dá)式為；（2）該同學(xué)改變彈簧的壓縮量進(jìn)行多次測量得到下表一組數(shù)據(jù)：彈簧壓縮量x/cm1.001.502.002。503.003。50小球飛行水平距離s/m0.210。300。410.490。610。69結(jié)合(1）問與表中數(shù)據(jù)，可分析得到彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的函數(shù)關(guān)系式為（k為比例系數(shù))A．B．C．D．（3）你認(rèn)為與x的關(guān)系式中的比例系數(shù)k與彈簧的什么因素有關(guān)?【答案】(1)(2）B（3）自然長度，金屬絲粗細(xì),彈簧的橫截面積,匝數(shù)，勁度系數(shù)【解析】試題分析：（1）由平拋運動規(guī)律有,，得。由機(jī)械能守恒定律得

（2）Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系為:Ep與x2成正比．猜測的理由:由表中數(shù)據(jù)可看出,在誤差范圍內(nèi)，x正比于s,又故選B（3）自然長度，金屬絲粗細(xì)，彈簧的橫截面積，匝數(shù)，勁度系數(shù)考點：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系．5.【2014·太原五中12月高三月考】在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置。實驗步驟如下：（a）把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點計時器；（b）改變木板的傾角,以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力。接通電源，輕推小車,讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；（c）用細(xì)線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連;（d）接通電源,放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,測出x、x1、x2（如圖乙所示)，查得打點周期為T?；卮鹣铝袉栴}：判斷重力的一個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）本實驗還需直接測量的物理量是:(用相應(yīng)的符號表示)；(3）探究結(jié)果的表達(dá)式是（用相應(yīng)的符號表示).的結(jié)果表達(dá)式為mgx=

考點:“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗動能定理

6.【2014·太原五中12月高三月考】A、B兩個物塊分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知A比B的質(zhì)量大，1、2是兩個光電門。用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。（1)實驗中除了記錄物塊B通過兩光電門時的速度v1、v2外，還需要測量的物理量是:(2）用已知量和測量量寫出驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式：7.【2014·江西穩(wěn)派名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟高三調(diào)研】(7分）為了探究動能定理,一位同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。他先固定并調(diào)整斜槽，讓末端O點的切線水平,再將一木板豎直放置并固定，木板到斜槽末端O的距離為s，使小球從斜槽上某一標(biāo)記點由靜止釋放，若小球到達(dá)斜槽底端時下落的高度為H、小球從O點做平拋運動擊中木板時下落的高度為y。（1）假定斜槽光滑，小球由靜止滑下到擊中木板的過程中，滿足動能定理的關(guān)系式為：__________。（2）若斜槽傾角為θ，小球與斜槽之間的動摩擦因數(shù)為μ（只考慮滑動摩擦力,且小球與水平槽之間的摩擦不計)，小球由靜止滑下到擊中木板的過程中，滿足動能定理的關(guān)系式是:___________。（3）改變小球在斜槽上的釋放位置，進(jìn)行多次測量，能得到多組關(guān)于H和y的數(shù)據(jù)，若以H為橫坐標(biāo)，從（1）、（2）中的關(guān)系式可知以________為縱坐標(biāo)，通過描點作圖,能得到一條傾斜的直線?！敬鸢浮浚?)(2分）（2）（2分）(3)(3分）（其他合理表達(dá)式均可得分）

【解析】

，整理即得，整理即得。（3)傾斜的直線即為一次函數(shù)關(guān)系，在該關(guān)系式中，和都是定值,所以與成正比例關(guān)系,函數(shù)圖象為傾斜的直線。所以為縱坐標(biāo)。

考點:動能定理實驗探究設(shè)計分析

8.【2013·景德鎮(zhèn)高三第二次質(zhì)檢】（6分)某研究性學(xué)習(xí)小組在做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萐KIPIF1<0\＊MERGEFORMAT。測得所用重物的質(zhì)量為SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT,實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT,每兩個計數(shù)點之間還有幾個點未畫出，另選擇連續(xù)的3個計數(shù)點SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT、SKIPIF1<0、SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT作為測量的點，如圖所示,經(jīng)測量知道SKIPIF1<0\＊MERGEFORMAT、SKIPIF1<0\＊MERGEFORMAT、SKIPIF1<0各點到SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT點的距離分別為SKIPIF1〈0、SKIPIF1<0、SKIPIF1〈0.SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以獲知兩計數(shù)點間的時間間隔為s，重物由SKIPIF1<0點運動到SKIPIF1<0點，重力勢能減少了SKIPIF1<0\＊MERGEFORMAT,動能增加了SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMAT.（保留三位有效數(shù)字）9.【2014·江西吉安一中高三第一次階段考試】用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。（1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A。按照圖示的裝置安裝器件；B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；C.用天平測出重錘的質(zhì)量;D.先釋放紙帶,再接通電源，打出一條紙帶；E.用秒表測出重錘下落的時間；F.測量紙帶上某些點間的距離；G。根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。其中沒有必要進(jìn)行的步驟是(填選項）其中操作錯誤的步驟是（填選項）（2)在實驗中，質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0。04s。那么從打點計時器打下起點p到打下B點的過程中,物體重力勢能的減少量△Ep=J，動能的增加量△EK=J。（取g=9。8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）用v表示各計數(shù)點的速度，h表示各計數(shù)點到P點的距離，以為縱軸,以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線,若圖線的斜率等于某個物理量的數(shù)值時,說明重物下落過程中機(jī)械能守恒,該物理量是_________?！敬鸢浮浚?）CE;BD（2）2。28；2.26（3)當(dāng)?shù)刂亓铀俣取窘馕觥吭囶}分析：（1）沒有必要進(jìn)行的步驟是:C.用天平測出重錘的質(zhì)量;E.用秒表測出重錘下落的時間；操作錯誤的步驟是:B應(yīng)為：將打點計時器接到電源的“交流流輸出”上。D應(yīng)為：先接通電源,再釋放紙帶，打出一條紙帶；（2）打B點的速度為,動能增量2.26J；重力勢能減少量△EP=mgh=1×9.8×0。2325J=2。28J。（3)根據(jù)可得:,所以圖線的斜率等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭?？键c：驗證機(jī)械能守恒定律。10?！?014·江西吉安一中高三第一次階段考試】某研究小組為測量一個遙控電動小車的額定功率，進(jìn)行了如下實驗:①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0。4kg；②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖所示安裝；③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；④使電動小車以額定功率加速運動，達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源,待小車靜止時再關(guān)閉打點計時器（設(shè)小車在整個過程中小車與紙帶所受的阻力恒定）.在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖所示(已知紙帶左端與小車相連）請分析紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題：（1)電動小車運動的最大速度為_______m／s（2）電動小車關(guān)閉電源后加速度大小為m/s2(3)電動小車的額定功率為W。11?！?014·懷化高三第一次調(diào)研】(10分）用如圖實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。物體m1用一輕繩繞過定滑輪與m2相連?，F(xiàn)將m2從高處由靜止開始釋放下落一定的高度h，帶著m1向上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示。已知m1=50g、m2=150g，則（不計紙帶的質(zhì)量，g取9。8m/s2結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（1）在紙帶上打下記數(shù)點5時m1、m2的速度v＝________________m/s;(2）在打下0～～5點過程中系統(tǒng)動能的增量Ek＝_______________J，系統(tǒng)勢能的減少量Ep＝_____________J；由此得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．