2014届高考物理一轮复习限时训练-第五章 实验五.
2014高考物理一轮(全套)答案
参考答案45分钟单元能力训练卷(一)1．C [解析] 由于x ＝v 2t ＝82×1 m ＝4 m<5.9 m ，故刹车试验符合规定．2．B [解析] 无论加速度正在增大还是正在减小，只要加速度与速度同向，物体速度就一直增大，当加速度减小到零时，物体速度达到最大，速度不再增大，但位移会继续增大，本题只有选项B 正确．3．A [解析] 甲车中的乘客以甲车为参考系，相当于甲车静止不动，乙车以初速度v 0向西做匀减速运动，速度减为零之后，再向东做匀加速运动，A 正确；乙车中的乘客以乙车为参考系，相当于乙车静止不动，甲车以初速度v 0向东做匀减速运动，速度减为零之后，再向西做匀加速运动，B 错误；以地面为参考系，当两车速度相等时，距离最远，C 、D 错误．4．C [解析] 质点甲在第1 s 内向负方向运动，其他三个质点在第1 s 内均向正方向运动，而平均速度是矢量，选项A 错误．质点丙在前2 s 内一直向正方向运动，不可能回到出发点，选项B 错误．第2 s 内，质点甲、丙、丁的速度大小都在增大，选项C 正确．前2 s 内质点乙、丙都向正方向运动，且第2 s 末位移相同，选项D 错误．5．C [解析] 根据v －t 图象，在0～2 s 内和4 s ～6 s 内，图线位于横轴上方，这表示物体的运动方向与规定的正方向相同，2 s ～4 s 内，图线位于横轴下方，表示物体运动的方向与规定的正方向相反．在第1 s 末前后瞬间，图线都位于横轴上方，表示物体的运动方向都与正方向相同，选项A 错误；在v －t 图象中，图线的斜率表示加速度，物体在第2 s 内和第4 s 内对应图线的斜率不同，所以加速度不同，选项B 错误；根据“面积法”，图线与横轴在4 s 内所围的面积表示位移为0，故物体在4 s 末返回出发点，选项C 正确；物体在5 s 末仍然沿正方向远离出发点运动，只不过开始做减速运动，到6 s 末速度降为0，所以物体在6 s 末离出发点最远，且最大位移为1 m ，选项D 错误．6．CD [解析] A 、B 两个物体的速度均为正值，故运动方向相同，选项A 错误；t ＝4 s 时，A 、B 两个物体的速度大小相同，相距最远，选项B 错误，选项C 正确；在相遇前，A 、B 两个物体的最远距离为(15－5)×4×12m ＝20 m ，选项D 正确．7．AD [解析] 小盒子B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲后，经过12t 1时间到达被测物体并被反射折回，再经过12t 1时间回到小盒子B ，在该过程中，超声波经过的路程为2x 1，所以超声波的速度为v 声＝2x 1t 1，选项A 正确；从小盒子B 发射超声波开始计时，经时间Δt 0再次发射超声波脉冲，经过12(t 2－Δt 0)时间到达被测物体并被反射折回，再经过12(t 2－Δt 0)回到小盒子B ，该过程中，超声波经过的路程为2x 2，所以，超声波的速度为v 声＝2x 2t 2－Δt 0，选项B 错误；被测物体在12t 1时刻第一次接收到超声波，在Δt 0＋12(t 2－Δt 0)即12(t 2＋Δt 0)时刻第二次接收到超声波，该过程中被测物体发生的位移为x 2－x 1，所以物体的平均速度为v ＝x 2－x 112（t 2＋Δt 0）－12t 1＝2（x 2－x 1）t 2－t 1＋Δt 0，故选项C 错误，选项D 正确．8．Ⅰ.(1)3.0×10－2 9×10－2 (2)能 利用(x 6－x 4)－(x 4－x 2)＝4aT 2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)[解析] 从图中读出位置5、6之间的距离为37.5 cm －24.0 cm ＝13.5 cm ，位置2、3之间的距离为6.0 cm －1.5 cm ＝4.5 cm ，由x 56－x 23＝3aT 2，求出a ＝3.0×10－2 m/s 2；位置4对应的速度为v 4＝x 352T ＝9×10－2 m/s ；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(x 6－x 4)－(x 4－x 2)＝4aT 2求解．Ⅱ.(1)D (2)v 22—h 速度平方的二分之一 重物下落的高度[解析] (1)打点计时器需接交流电源；重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码；计算速度需要测相邻计数点间的距离，需要毫米刻度尺．(2)由公式v 2＝2gh ，如绘出v 22—h 图象，其斜率也等于重力加速度．9．0.8 s [解析] 设货车启动后经过时间t 1两车开始错车，则有 x 1＋x 2＝180 m ，其中x 1＝12at 21，x 2＝vt 1，联立解得t 1＝10 s.设货车从开始运动到两车错车结束所用时间为t 2，在数值上有 x 1′＋x 2′＝(180＋10＋12) m ＝202 m. 其中x 1′＝12at 22，x 2′＝vt 2，联立解得t 2＝10.8 s.故两车错车的时间Δt ＝t 2－t 1＝0.8 s.10．4 m/s [解析] 设小球甲在斜面上运动的加速度为a 1，运动时间为t 1，运动到B 处时的速度为v 1，从B 处到与小球乙相碰所用时间为t 2，则a 1＝gsin30°＝5 m/s 2由hsin30°＝12a 1t 21，得t 1＝4ha 1＝0.2 s 则t 2＝t －t 1＝0.8 s ，v 1＝a 1t 1＝1 m/s 小球乙运动的加速度a 2＝μg ＝2 m/s 2 小球甲、乙相遇时满足：v 0t －12a 2t 2＋v 1t 2＝L代入数据解得：v 0＝4 m/s.45分钟单元能力训练卷(二)1．A [解析] 取滑块为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得Nsin θ＝mg ，即N ＝mgsin θ，选项C 、D 错误；由Ftan θ＝mg ，得F ＝mgtan θ，选项A 正确，选项B 错误．2．A [解析] 根据f ＝μF N ，物体与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力均为40 N ，故当用15 N 、30 N 、80 N 的水平拉力拉物体时，物体受到的摩擦力依次为15 N 、30 N 、40 N ，A 正确．3．A [解析] 木块A 和木板B 均处于平衡状态，受力分析后可以知道，地面与木板B 之间没有摩擦力，A 和B 间的滑动摩擦力等于F ，A 正确，B 错误；若木板以2v 的速度运动或用力2F 拉木板B ，木块A 受到的滑动摩擦力为F ，C 、D 错误．4．C [解析] 如图所示，对C 点进行受力分析，由平衡条件可知，绳CD 对C 点的拉力F CD ＝mgtan30°，对D 点进行受力分析，绳CD 对D 点的拉力F 2＝F CD ＝mgtan30°，F 1方向一定，则当F 3垂直于绳BD 时，F 3最小，由几何关系可知，F 3＝F CD cos30°＝12mg.5．B [解析] 对球受力分析如图所示，球受重力G 、墙对球的支持力N 1′和板对球的支持力N 2′而平衡．作出N 1′和N 2′的合力F ，它与G 等大反向．在板BC 逐渐放至水平的过程中，N 1′的方向不变，大小逐渐减小，N 2′的方向发生变化，大小也逐渐减小，如图所示，由牛顿第三定律可知：N 1＝N 1′，N 2＝N 2′.选项B 正确．6．BD [解析] 木块A 、B 分别受弹簧的弹力为F ＝kx ＝5 N ，则用F ＝7 N 的水平力作用在木块A 上后，A 受水平向左的静摩擦力为2 N ，选项A 、C 错误，选项B 正确；木块在B 水平方向上只受弹簧的弹力和地面的静摩擦力，二者等大反向，即木块B 受到静摩擦力为5 N ，选项D 正确．7．BC [解析] 由图乙可知，物块A 沿斜面匀速下滑，故物块A 一定受到重力、斜面对A 的支持力和摩擦力三个力的作用，A 错误，B 正确；以A 、B 为一个系统，由于系统在水平方向上无加速度，水平方向合外力必定为零，故地面对斜面体的作用力竖直向上，C 正确，D 错误．8．Ⅰ.(1)AB (2)C [解析] (1)本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，从而探究弹力与弹簧伸长的关系，A 、B 正确，C 、D 错误．(2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x>0，C 正确．Ⅱ.(1)④⑤①③② (2)ABD[解析] (1)做该实验的过程中应该首先将三根橡皮条拴在图钉上，这样便于测橡皮条的原长，之后就要固定两个图钉拉第三个图钉到适当的位置进行实验，把第三个图钉也固定好后就可测每根橡皮条的长度并计算出伸长量，最后按照胡克定律转换成力作出力的图示进行实验研究，所以正确的实验步骤是④⑤①③②.(2)该实验的关键是应用三个共点力平衡的推论进行实验原理的改进，应用胡克定律将测量力的大小转换为测量橡皮条的长度，选项A 、B 正确；任何实验都有误差，误差是不可避免的，不能因为有误差就把实验完全否定，选项C 错误；实验的误差有系统误差和偶然误差，三根橡皮条不能做到粗细、长短完全相同，是该实验误差的主要来源之一，选项D 正确.9.52[解析] 平衡后绳圈c 受力如图所示，有F 1＝m 2g F 2＝m 1g由图中几何关系及平衡条件可知 F 2F 1＝l 2＋⎝⎛⎭⎫l 22l＝52解得m 1m 2＝52.10. (1)100 N (2)200 N[解析] (1)对A 进行受力分析，可知A 受到四个力的作用，分解绳的拉力，根据平衡条件可得N 1＝m A g ＋Tsin θ， f 1＝Tcos θ， 其中f 1＝μ1N 1解得T ＝μm A gcos θ－μ1sin θ＝100 N.(2)对B 进行受力分析，可知B 受6个力的作用 地面对B 的支持力N 2＝m B g ＋N 1， 而N 1＝m A g ＋Tsin θ＝160 N 故拉力F ＝μ2N 2＋μ1N 1＝200 N.45分钟单元能力训练卷(三)1．C [解析] 物体在不受外力作用时保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A 正确．牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B 正确．牛顿第一定律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受力时的运动状态是静止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义，C 错误．伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D 正确．2．C [解析] 相同大小的力作用在不同的物体上产生的效果往往不同，故不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系，选项C 正确．3．B [解析] 物体与地面间最大静摩擦力F f ＝μmg ＝0.2×2×10 N ＝4 N ．由题给F －t 图象知，0～3 s 内，F ＝4 N ，说明物体在这段时间内保持静止不动；3～6 s 内，F ＝8 N ，说明物体做匀加速运动，加速度a ＝F －fm ＝2 m/s 2；6 s 末物体的速度v ＝at ＝2×3 m/s ＝6 m/s ；在6～9 s 内，物体以6 m/s 的速度做匀速运动；9～12 s 内，物体以2 m/s 2的加速度做匀加速运动．作出v －t 图象如图所示，故0～12 s 内的位移x ＝12×6×3 m ＋6×3 m ＋12×(6＋12)×3m ＝54 m.4．D [解析] 当电梯静止时，弹簧被压缩了x ，说明弹簧弹力kx ＝mg ；弹簧又被继续压缩了x 10，弹簧弹力为1.1mg ，根据牛顿第二定律有1.1mg －mg ＝ma ，电梯的加速度为g10，且方向是向上的，电梯处于超重状态，符合条件的只有D. 5．D [解析] 用水平力F 将B 球向左推压缩弹簧，平衡后弹簧弹力为F.突然将水平力F 撤去，在这一瞬间，B 球的速度为零，加速度为Fm，选项D 正确.6．BD [解析] 小煤块刚放上传送带后，加速度a ＝μg ＝4 m/s 2，故小煤块加速到与传送带同速所用的时间为t 1＝v 0a ＝0.5 s ，此时小煤块运动的位移x 1＝v 02t 1＝0.5 m ，而传送带的位移为x 2＝v 0t 1＝1 m ，故小煤块在传送带上的划痕长度为l ＝x 2－x 1＝0.5 m ，C 错误，D 正确；之后小煤块匀速运动，故运动到B 所用的时间t 2＝x －x 1v 0＝1.75 s ，故小煤块从A 运动到B 所用的时间t ＝t 1＋t 2＝2.25 s ，A 错误，B 正确．7．BD [解析] 由速度图象可得，在0～2 s 内，物体做匀加速运动，加速度a ＝ΔvΔt ＝0.5m/s 2，2 s 后，物体做匀速运动，合外力为零，即推力等于阻力，故0～2 s 内的合外力F 合＝21.5 N －20 N ＝1.5 N ，由牛顿第二定律可得：m ＝F 合a ＝1.50.5 kg ＝3 kg ，选项A 错误；由匀速运动时F ＝mgsin α＋μmg cos α，解得：μ＝39，选项B 正确；撤去推力F 后，物体先做匀减速运动到速度为零，之后所受的合外力为F 合′＝mgsin α－μmg cos α＝10 N>0，所以物体将下滑，下滑时的加速度为a′＝F 合′m ＝103m/s 2，选项C 错误，选项D 正确．8．Ⅰ.(1)用交流电源；木板右侧垫起以平衡摩擦力；小车应放在靠近打点计时器处；细线应与木板平行(任写两条即可) (2)4.0[解析] (1)“验证牛顿第二定律”的实验中，通过打点计时器测量加速度，而打点计时器需要使用交流电源；小车运动中受到摩擦力，故需要使木板形成斜面以平衡摩擦力；小车应放在靠近打点计时器处．(2)小车运动的加速度a ＝（x 6＋x 5＋x 4）－（x 3＋x 2＋x 1）9（2T ）2＝4.0 m/s 2. Ⅱ.(1)如图所示 (2)0.2[解析] (1)由a ＝（x 3＋x 4）－（x 1＋x 2）4T 2可得，5条纸带对应的加速度分别为：a 1＝0.25m/s 2，a 2＝0.49 m/s 2，a 3＝0.75 m/s 2，a 4＝0.99 m/s 2，a 5＝1.26 m/s 2，在a —F 坐标系中描点连线．(2)由牛顿第二定律知，F ＝ma ，m ＝F a ＝1k ，其中k 为a —F 图线的斜率，由图可得k ＝5，故m＝0.2 kg.9．(1)1.0 m/s 2(2)0.25[解析] (1)根据运动学公式有：s ＝12at 2，解得a ＝2s t 2＝2×0.51.02 m/s 2＝1.0 m/s 2. (2)物体运动过程受力如图所示．根据胡克定律有F ＝kx ＝200×0.9×10－2 N ＝1.8 N 根据牛顿第二定律有 F －f －mgsin37°＝ma则f ＝F －mgsin37°－ma ＝1.8 N －0.2×10×0.6 N －0.2×1.0 N ＝0.4 N 又N ＝mgcos37°＝0.2×10×0.8 N ＝1.6 N 根据滑动摩擦力公式f ＝μN 得： μ＝f N ＝0.41.6＝0.25.10．(1)3 s (2)26 N[解析] (1)对于B，在未离开A时，其加速度为a B1＝μ1mgm＝1 m/s2设经过时间t1后B离开A，离开A后B的加速度为a B2＝－μ2mgm＝－2 m/s2设A从B下抽出瞬间B的速度为v B，有v B＝a B1t112a B1t 21＋v2B－2a B2＝s联立解得t1＝2 s则t2＝v B－a B2＝1 s所以B运动的时间是t＝t1＋t2＝3 s(2)设A的加速度为a A，则根据相对运动的位移关系得12a A t 21－12a B1t21＝L－s解得a A＝2 m/s2根据牛顿第二定律得F－μ1mg－μ2(m＋M)g＝Ma A解得：F＝26 N.45分钟滚动复习训练卷(一)1．C[解析] 小球受重力和向上的弹力，在平衡位置上方，F合＝mg－F弹，且弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小但方向一直向下，速度增大；在平衡位置下方，F合＝F弹－mg，且弹力继续增大，合力增大，加速度增大但方向向上，速度减小．2．D[解析] 对物块进行受力分析可知，由于初始状态弹簧被拉伸，所以物块受到的摩擦力水平向左，当倾角逐渐增大时，物块所受重力沿斜面方向的分力逐渐增大，所以摩擦力先逐渐减小，弹力与重力沿斜面方向的分力平衡时，摩擦力变为0；当倾角继续增大时，摩擦力向上且逐渐增大，故选项D正确．3．C[解析] 若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，则地面对C的摩擦力为0，D项错误.4．A[解析] 若摩擦力与拉力同向，则F＋f＝ma b，f＝ma a，解得F＝f＝0.1 N；若摩擦力与拉力反向，则f－F＝ma a，f＝ma b，解得f＝0.2 N，F＝0.1 N，A错误，B、C、D正确．5．C[解析] 由于A、B之间的最大静摩擦力F1大于B、C之间的最大静摩擦力F2，当外力F小于F2时，A、B静止不动；当F大于F2时，A、B一起加速运动，由牛顿第二定律有：F－F2＝(m A＋m B)a，由于F逐渐增大，故加速度逐渐增大，对木板，当其最大加速度a m＝F1－F2m B，此时F＝F1＋m Am B(F1－F2)；当F再增大时，A、B即开始相对滑动，对木板B有：F 1－F 2＝m B a ，此后木板B 做匀变速直线运动，选项C 正确．6．CD [解析] v －t 图象描述速度随时间变化的规律，并不代表运动轨迹，0～1 s 内物体速度方向始终为正方向，所以物体是做正向的直线运动，选项A 错误；1～2 s 内物体的速度为正，方向应向右，速度大小不断减小，选项B 错误；1～3 s 内物体的加速度为－4 m/s 2，表示加速度方向向左，大小为4 m/s 2，选项C 正确；v －t 图象中图象与坐标轴所围“面积”代表位移，时间轴上方的面积明显大于下方的面积，故物体的总位移为正，方向向右，物体位于出发点右方，选项D 正确．7．AC [解析] 车减速上坡，其加速度沿斜面向下，将其加速度正交分解为竖直向下和水平向左的加速度，故乘客处于失重状态，受到水平向左的摩擦力，受到的合力沿斜面向下，A 正确，B 、D 错误；因乘客在上坡，故重力做负功，重力势能增加，C 正确．8．(1)C (2)打点计时器与纸带间存在摩擦[解析] (1)处理纸带求加速度，一定要知道计数点间的距离，故要有米尺；打点计时器就是测量时间的工具，故不需要秒表；重力加速度的值和物体的质量无关，故不需要天平．(2)加速度小了，说明物体受到了阻力作用，据此说一条理由就行．9．(1)图略 (2)正比例关系 (3)平衡摩擦力时木板抬得过高 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够[解析] (1)若a 与F 成正比，则图象是一条过原点的直线．同时，因实验中不可避免出现误差，所以在误差允许的范围内图象是一条过原点的直线即可．连线时应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑．(2)由图可知a 与F 的关系是正比例关系．(3)图中甲在纵轴上有截距，说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a 0，可能是平衡摩擦力过度所致．乙在横轴上有截距，可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．10. (1)1.5 m/s 2 1 m/s 2 0.5 m/s 2 (2)3∶2 (3)20 m[解析] (1)由v －t 图象可求出，物块冲上木板后做匀减速直线运动的加速度大小a 1＝10－44 m/s 2＝1.5 m/s 2，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a 2＝4－04 m/s 2＝1 m/s 2，物块和木板达到共同速度后一起做匀减速运动的加速度大小a 3＝4－08m/s 2＝0.5 m/s 2.(2)对物块冲上木板的减速阶段有 μ1mg ＝ma 1对木板在水平地面上的加速阶段有 μ1mg －μ2(m ＋M)g ＝Ma 2对物块和木板达到共同速度后的减速阶段有 μ2(m ＋M)g ＝(M ＋m)a 3 联立解得m M ＝32.(3)由v －t 图可以看出，物块相对于木板滑行的距离Δx 对应图中△ABC 的面积，故Δx ＝10×4×12m ＝20 m.45分钟单元能力训练卷(四)1．D2．B [解析] 轨道对小球的支持力始终与小球运动方向垂直，轨道对小球不做功；小球从P 运动到Q 的过程中，重力做正功，动能增大，可判断v P ＜v Q ；根据v ＝ωr ，又r P ＞r Q ，可知ωP ＜ωQ ，A 错误，B 正确．根据a ＝v 2r ，由v P ＜v Q ，r P ＞r Q ，可知a P ＜a Q ，C 错误．在最高点有mg ＋F N ＝ma ，即F N ＝ma －mg ，因a P ＜a Q ，所以F Q ＞F P ，D 错误．3．B [解析] 由开普勒第三定律a 3T 2＝k 可知，只要椭圆轨道的半长轴与圆轨道的半径相等，它们的周期就是相同的，A 项错误；沿椭圆轨道运行的一颗卫星在关于长轴(或短轴)对称的点上时，线速度的大小是相同的，B 项正确；同步卫星的轨道半径、周期、线速度等都是相同的，C 项错误；经过同一点的卫星可以在不同的轨道平面内，D 项错误．4．A [解析] 飞镖做平抛运动，运动到靶子处的时间为t ＝xv ，当v ≥50 m/s 时，t ≤0.1 s ，飞镖下落高度为h ＝12gt 2≤5 cm ，落在第6环以内，A 错误，B 正确；若要击中第10环的圆内，则飞镖运动的时间t ≤2R 0g＝0.002 s ，所以飞镖的速度v 至少应为505m/s ，C 正确；同理，若要击中靶子，则飞镖运动的时间t ≤2R 1g＝0.02 s ，所以飞镖的速度v 至少应为25 2 m/s ，D 正确．5．C [解析] 若使质点到达斜面时位移最小，则质点的位移应垂直斜面，如图所示，有x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，且tan θ＝x y ＝v 0t 12gt2＝2v 0gt ，所以t ＝2v 0gtan θ＝2v 0gtan37°＝8v 03g ，选项C 正确．6．BD [解析] 滑雪者开始时做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，加速度为g ，落到斜坡后，滑雪者沿斜坡以gsin30°的加速度匀加速下滑，将运动分解水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀加速运动，加速度a 1＝gsin30°·sin30°＝14g ，故选项A 、C 错误，选项B 、D 正确．7. AC [解析] “空间站”运行的加速度及其所在高度处的重力加速度均完全由其所受的万有引力提供，选项A 正确；由G Mm R 2＝m v 2R得v ＝GMR，运动速度与轨道半径的平方根成反比，并非与离地高度的平方根成反比，选项B 错误；由G MmR 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R 得T ＝2πRRGM，所以“空间站”运行周期小于地球自转的周期，站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动，选项C 正确；“空间站”内的宇航员随“空间站”做匀速圆周运动，处于非平衡状态，选项D 错误．8．Ⅰ.2πnr 1r 3r 2[解析] 前进速度即为Ⅲ轮的线速度，因为同一个轮上的角速度相等，而同一条传送链上的线速度大小相等，所以可得：ω1r 1＝ω2r 2，ω2＝ω3，又有ω1＝2πn ，v ＝ω3r 3，所以v ＝2πnr 1r 3r 2.Ⅱ.34∶1 1∶316 [解析] 同步卫星的周期为T 1＝24 h ．由开普勒第三定律，有R 31T 21＝R 32T 22，得R 1R 2＝341；卫星做匀速圆周运动时由万有引力充当向心力，G Mm R 2＝ma ，得a 1a 2＝R 22R 21＝1316. 9．(1)2gl (2)12l g[解析] (1)飞镖被投掷后做平抛运动．从掷出飞镖到击中气球，经过时间t 1＝lv 0＝l g此时飞镖在竖直方向上的分速度 v y ＝gt 1＝gl故此时飞镖的速度大小 v ＝v 20＋v 2y ＝2gl.(2)飞镖从掷出到击中气球过程中下降的高度h 1＝12gt 21＝l 2气球从被释放到被击中过程中上升的高度 h 2＝2l －h 1＝3l2气球上升的时间t 2＝h 2v 0＝3l 2v 0＝32l g可见，t 2>t 1，所以应先释放气球． 释放气球与掷飞镖之间的时间间隔 Δt ＝t 2－t 1＝12l g. 10．(1)2π （R ＋h ）3Gm 月 (2)T 02πGm 月（R ＋h ）3(3)2π2R T 0（R ＋h ）3Gm 月[解析] (1)“嫦娥二号”的轨道半径r ＝R ＋h ，由G mm 月r 2＝m 4π2T2r ，可得“嫦娥二号”卫星绕月运行的周期T ＝2π （R ＋h ）3Gm 月.(2)在月球自转一周的过程中，“嫦娥二号”将绕月运行的圈数n ＝T 0T ＝T 02π Gm 月（R ＋h ）3.(3)摄像机只要将月球的“赤道”拍摄全，就能将月面各处全部拍摄下来；卫星绕月球转一周可对月球“赤道”拍摄两次，所以摄像机拍摄时拍摄到的月球表面宽度至少为s ＝2πR 2n＝2π2R T 0 （R ＋h ）3Gm 月. 45分钟单元能力训练卷(五)1．D [解析] 由能量守恒定律可知，运动员减小的机械能转化为床垫的弹性势能，故选项A 错误；当F 弹＝mg 时，a ＝0，在此之前，F 弹＜mg ，加速度方向向下(失重)，物体做加速运动；在此之后，F 弹＞mg ，加速度方向向上(超重)，物体做减速运动，选项B 错误选项D 正确；从A 位置到B 位置，由动能定理得，W 合＝－E k0，选项C 错误．2．C [解析] 对两个过程分别应用机械能守恒定律得：m B gH －m A gH ＝12(m A ＋m B )v 2，2m A gH －m B gH ＝12(2m A ＋m B )v 2，联立解得m A m B ＝22，选项C 正确． 3．B [解析] 当两个物块共同向上运动时弹簧弹力减小，弹簧弹力恰好为零时，两个物块的共同加速度为重力加速度，此时两个物块恰好分离，A 物块做竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律可求得A 、B 分离时的初速度v ＝2gh ＝2 m/s ，当B 回到弹簧原长位置时，弹簧弹力又恰好为零，弹簧在此过程中做功为零，B 的动能与分离时的动能相同，速度仍为2 m/s ，B 正确．4．D [解析] 物块匀速运动时，速度沿斜面向上，故传送带顺时针传动.0～t 1内，物块沿传送带向下运动，物块对传送带的滑动摩擦力向下，物块对传送带做负功，选项A 错误；由图乙可知，在t 1时刻，物块的速度减为零，之后向上加速运动，所以μmg cos θ>mgsin θ，即μ>tan θ，选项B 错误；0～t 2内，传送带对物块做的功W 加上物块重力做的功W G 等于物块动能的增加量，即W ＋W G ＝12mv 22－12mv 21，而根据v －t 图象可知物块的位移小于零，故W G >0，选项C 错误； 在0～t 2内时间内，物块与传送带之间有相对滑动，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量即内能，其大小Q ＝fx 相对，该过程中，物块受到的摩擦力f 大小恒定，设0～t 1内物块的位移大小为x 1，t 1～t 2内物块的位移大小为x 2，对0～t 2内的物块应用动能定理有：－fx 1＋fx 2＋W G ＝ΔE k ，即－ΔE k ＝f(x 1＋x 2)－W G ，由图乙知x 相对>x 1－x 2，，选项D 正确．5．D [解析] 汽车速度最大时， 汽车所受到的牵引力F 1＝f ＝P v m，根据牛顿第二定律F －f ＝ma 得，P v －P v m ＝ma ，即a ＝P m (1v －1v m )，图象斜率k ＝P m ，横轴截距b ＝1v m，所以汽车的功率P 、汽车行驶的最大速度v m 可求，由f ＝P v m可解得汽车所受到阻力，选项A 、B 、C 正确；汽车不是匀加速运动，故不能求出汽车运动到最大速度所需的时间，选项D 错误．6．AC [解析] 设斜面倾角为θ，物体受到的合力F 沿斜面向下，F ＝mgsin θ－f ，故F不随t 变化，选项A 正确；根据牛顿第二定律知加速度a ＝F m也不变，由v ＝at 知，v －t 图象为过原点的一条倾斜直线，选项B 错误；物体做匀加速运动，故位移x ＝12at 2，x －t 图象是开口向上的抛物线的一部分，选项C 正确；设物体起初的机械能为E 0，t 时刻的机械能为E ，则E ＝E 0－fx ＝E 0－f·12at 2，E －t 图象是开口向下的抛物线的一部分，选项D 错误． 7．BD [解析] A 、B 及弹簧组成的系统机械能守恒，选项A 错误，选项B 正确；B 在运动过程中，除重力外弹簧对其做功，所以B 的机械能不守恒，因此根据机械能守恒定律m B gh ＝12m B v 2解得的v ＝2gh ＝ 2 m/s 是错误的，选项C 错误；根据系统机械能守恒，到达地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹簧处于原长，则E ＝E k ＝m A g(L ＋h)＋m B gh ＋E p ＝6 J ，选项D 正确．8．(1)钩码的重力 mg (2)①（x 1＋x 2）f 4 ②Mf 232[(x 6＋x 7)2－(x 1＋x 2)2] mg(x 2＋x 3＋x 4＋x 5＋x 6)[解析] (1)滑块匀速下滑时，有Mgsin α＝mg ＋f ，滑块匀速下滑时，滑块所受合力F ＝Mgsin α－f ＝mg.(2)v A ＝x 1＋x 24T ＝（x 1＋x 2）f 4；v F ＝（x 6＋x 7）f 4，从A 到F 动能的增加量ΔE k ＝12Mv 2F －12Mv 2A ＝Mf 232[(x 6＋x 7)2－(x 1＋x 2)2]，合力F 做的功W F ＝mg(x 2＋x 3＋x 4＋x 5＋x 6)． 9．(1) 2gLsin θ－2μgL cos θ＋v 202gsin θ＋2μg cos θ (2) 2gLsin θ＋v 202μgcos θ[解析] (1)设滑块第一次与挡板碰撞后上升离开挡板P 的最大距离为x.对滑块应用动能定理有mg(L －x)sin θ－μmg cos θ(L ＋x)＝0－12mv 20解得x ＝2gLsin θ－2μgL cos θ＋v 202gsin θ＋2μg cos θ. (2)最终滑块必停靠在挡板处，设滑块在整个运动过程中通过的路程为s.根据能量守恒定律得mgLsin θ＋12mv 20＝μmgs cos θ 解得s ＝2gLsin θ＋v 202μgcos θ. 10．(1)4 m/s (2)R ≤0.24 m 或R ≥0.6 m[解析] (1)根据牛顿第二定律：对滑块有μmg ＝ma 1对小车有μmg ＝Ma 2当滑块相对小车静止时，两者速度相等，即v 0－a 1t ＝a 2t由以上各式解得t ＝1 s ，此时小车的速度为v 2＝a 2t ＝4 m/s.滑块的位移x 1＝v 0t －12a 1t 2 小车的位移x 2＝12a 2t 2 相对位移L 1＝x 1－x 2联立解得L 1＝3 m ，x 2＝2 mL 1<L ，x 2<s ，说明滑块滑离小车前已具有共同速度，且共速时小车与墙壁还未发生碰撞，故小车与墙壁碰撞时的速度为：v 2＝4 m/s.(2) 滑块与墙壁碰后在小车上做匀减速运动，运动L 2＝L －L 1＝1 m 后滑上半圆轨道． 若滑块恰能通过最高点，设滑至最高点的速度为v m .则mg ＝m v 2m R根据动能定理得－μmgL 2－mg·2R ＝12mv 2m －12mv 22 解得R ＝0.24 m若滑块恰好滑至14圆弧到达T 点时就停止，则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道． 根据动能定理得－μmgL 2－mgR ＝0－12mv 22解得R ＝0.6 m所以滑块不脱离圆轨道必须满足：R ≤0.24 m 或R ≥0.6 m.45分钟滚动复习训练卷(二)1．A [解析] 若一个鸡蛋大约55 g ，鸡蛋抛出的高度大约为60 cm ，则将一只鸡蛋抛出至最高点的过程中对鸡蛋做的功等于鸡蛋重力势能的增加量，即W ＝mgh ＝55×10－3×10×60×10－2 J ＝0.33 J ，A 正确．2．D [解析] “天宫一号”和“神舟八号”绕地球做圆周运动，是万有引力充当了“天宫一号”和“神舟八号”做圆周运动的向心力，根据万有引力定律和向心力的公式可得G Mm r 2＝ma ＝m v 2r ＝m 4π2T 2r ＝mω2r ，所以a ＝GM r 2，v ＝GM r ，T ＝2πr 3GM ，ω＝GM r 3；根据“神舟八号”与“天宫一号”运行轨道示意图可得，“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径，根据a ＝GM r2，“神舟八号”轨道半径小，加速度比“天宫一号”大，选项A 错误；根据v ＝GM r ，“神舟八号”轨道半径小，运行的速率比“天宫一号”大，选项B 错误；根据T ＝2πr 3GM ，“神舟八号”轨道半径小，运行的周期比“天宫一号”短，选项C 错误；根据ω＝GM r 3，“神舟八号”轨道半径小，运行的角速度比“天宫一号”大，选项D 正确．3．C [解析] 对全过程分析，由于物体再次经过P 点时位移为零，所以合外力做功为零，动能增量为零，初、末速率应相等，选项C 正确．4．C [解析] 小球沿管上升到最高点的速度可以为零，选项A 、B 错误；小球在水平线ab 以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力F N 与小球重力在背离圆心方向的分力F 1的合力提供向心力，即：F N －F 1＝m v 2R ＋r，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力，选项C 正确；小球在水平线ab 以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，选项D 错误．5．D [解析] 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，所以水平位移图象为倾斜直线，水平速度图象为平行横轴的直线，竖直位移图象为曲线且各点切线的斜率随时间逐渐变大，竖直速度图象为倾斜的直线，斜率等于重力加速度；沿斜面下滑运动可分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，且竖直加速度分量小于重力加速度，所以水平位移图象为曲线且各点切线的斜率随时间逐渐变大，水平速度图象为向上倾斜的直线，竖直位移图象为曲线且各点切线的斜率随时间逐渐变大，竖直速度图象为倾斜的直线，斜率小于重力加速度．选项D 正确．6．AC [解析] 由于引力与质量乘积成正比，所以在质量密集区引力会增大，提供的向心力增大了，探测器会发生向心现象，引力做功，导致探测器飞行速率增大．7．BC [解析] 当盒子速度最大时，kx ＝(m A ＋m B )gsin θ，此时弹簧仍处于压缩状态，弹性势能不为零，选项A 错误；除重力外，只有A 对B 的弹力对B 做功，对应B 机械能的增加量，选项B 正确；对A 、B 组成的系统，弹簧弹力对系统做的正功等于弹簧弹性势能的减小量，也等于系统机械能的增加量，选项C 正确；对A 应用动能定理可知，A 所受重力、弹簧弹力、B 对A 的弹力做功之和等于A 动能的增加量，因B 对A 的弹力对A 做负功，故知A 所受重力和弹簧弹力做功的代数和大于A 动能的增量，选项D 错误．8. (1)左 (2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒[解析] (1)重物在下落过程中做加速运动，纸带上相邻两点间的距离增大，故纸带左端与重物相连；(2)重物做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，故可计算纸带上B 点对应的重物的瞬时速度，应取图中的O 点和B 点来验证机械能守恒定律．从O 点到B 点，重物的重力势能减少ΔE p ＝mgh B ＝1.88 J ，B 点对应的速度v B ＝h AC 2T＝（23.23－15.15）×10－22×0.02m/s ＝1.92 m/s ，物体动能的增加量ΔE k ＝12mv 2B ＝1.84 J ．可得出结论：在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒.9．(1)36 km (2)1.25×105 N (3)3.42×105 N ，与前进方向相同[解析] (1)由图象知海监船先做匀加速直线运动再匀速最后做匀减速直线运动．加速阶段a 1＝20－015×60m/s 2＝145 m/s 2 x 1＝v m 2t 1＝202×15×60 m ＝9×103m 匀速阶段x 2＝v m t 2＝20×(35－15)×60 m ＝2.4×104 m。
山东省2014届高三高考仿真模拟冲刺考试(五)理综物理 Word版含答案.pdf
，活塞面积为S。开始时汽缸开口向上（如图一），已知外界大气压强，被封气体的体积。
①求被封气体的压强：
②现将汽缸倒置（如图二），待系统重新稳定后，活塞移动的距离是多少？
37．[ 3-4]（12分）
（1）（4分）如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组
二、选择题（本题包括7小题，共42分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确
，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
14．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（
）
A． 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系
Ω。
② 然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A．电流表: 量程为0-5mA-25mA，5mA内阻约为10Ω，25mA内阻约为2Ω
B．电压表: 量程为0-3V-15V，3V内阻约为72kΩ，15V内阻约为36kΩ
C．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
D．低压直流电源：电压4V，内阻可以忽略
没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小
16．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L ）的条形
17艘，占全部沉没航母数量的405%．中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇
，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释
(福建专版)2014届高考物理一轮复习课时训练： 第五课时实验一探究动能定理.pdf
第课时 实验一:探究动能定理 【测控导航】 知识点题号1.实验原理及操作2、3、52.实验数据处理及误差分析1、4、5、6 1.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度 A .? A.间距均匀的 B.间距不均匀的 C.间距均匀的与不均匀的都可 D.最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的 解析:橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均匀的,故A正确,B、C错误;若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡摩擦力,需重新平衡摩擦力,故D错误. 2.在探究恒力做功与物体的动能改变量的关系的实验中备有下列器材:A.打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细线、砝码、小车; H.薄木板. (1)其中多余的器材是 (填字母代号),缺少的器材是 .? (2)测量时间的工具是 ;测量质量的工具是 .? 解析:(1)计算小车的速度是根据打点计时器所打点的纸带,故不需秒表,电磁打点计时器使用低压交流电源,故不需电池,纸带上的数据需用刻度尺测量,故缺刻度尺. (2)打点计时器是测时间的工具,天平是测质量的工具. 答案:(1)C、E 刻度尺 (2)打点计时器 天平 3.(2012湖南联考)某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前,提出了以下几种猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝.他们的实验装置如图所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器,物块从斜面上某处由静止释放,物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得.为探究动能定理,本实验还需测量的物理量是 ;根据实验所测数据,为了直观地通过图象得到实验结论,应绘制 图象.? 解析:物块在斜面上所受合力F不变,由FL=mv2-0得,L=v2=kv2,可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到速度传感器的距离L,由于L与v2成正比,所以应绘制Lv2图象. 答案:物块初始位置到速度传感器的距离L Lv2 4.某同学在“探究动能定理”的实验中,设计了如图(甲)所示的装置.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器.先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方.然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图(乙)所示,O点为计时器打下的第1个点,该同学对数据进行了下列处理:取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12 m/s,vB=0.17 m/s,vC=0.21 m/s. 根据以上数据你能否大致判断W∝v2? 解析:设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为W,那么由O到B的过程中,重力对重物所做的功为2W,由O到C的过程中,重力对重物所做的功为3W. 由计算可知,=1.44×10-2 m2/s2,=2.89×10-2 m2/s2,=4.41×10-2 m2/s2,=2,=3, 即=2,=3; 由以上数据可以判定W∝v2是正确的,也可以根据Wv2的图象来判断(如图所示). 答案:见解析. 5.某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”,他们在实验室组装了一套如图(甲)所示的装置. (1)该学习小组的同学想用沙和沙桶的重力作为滑块受到的合力,探究滑块所受合力做功与滑块动能变化的关系.为了实现这个想法,该小组成员提出了以下实验措施: ①保持沙和沙桶的质量远大于滑块质量 ②保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量 ③保持长木板水平 ④把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力 ⑤调整滑轮的高度使细线与长木板平行 你认为有效的有 .?A.①③⑤B.②④⑤C.①④⑤D.②③⑤ (2)如图(乙)是实验中得到的一条纸带,点O为纸带上的起始点,A、B、C是纸带上的三个计数点,相邻两个计数点间均有4个点未画出,用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图(乙)所示,已知所用交变电源的频率为50 Hz,问: ①打B点时刻,小车的瞬时速度vB=m/s.(结果保留两位有效数字)? ②本实验中,若沙桶下落高度为h1时合力对小车所做的功为W1,则当沙桶下落h2时,合力对小车所做的功为 .(用h1、h2、W1表示)? 解析:(1)保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量可以减少系统误差;实验中把沙和沙桶的总重力作为滑块受到的合力,所以必须把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力;细线与长木板平行时拉力才是滑块受到的合力,否则拉力的一个分力是滑块受到的合力,B正确. (2)①vB==cm/s=0.40 m/s. ②W1=F合h1,W2=F合h2,由两式可得:W2=W1. 答案:(1)B (2)0.40 W1 6.(2012年江苏卷)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验,实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据. (1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法. (2)请根据下表的实验数据作出sh关系的图象. h/cm20.030.040.050.060.0s/cm19.528.539.048.056.5 (3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg.根据sh图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=.(结果保留一位有效数字)? (4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”).? 解析:(1)实验开始时发现A释放后会撞到滑轮,主要是加速度过大或加速时间过长,可以通过减小B的质量或增大A的质量来减小加速度,通过增加细线的长度或降低B的起始高度来缩短加速时间. (2)sh图象如图所示. (3)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,即由Mgh-μmgh=(M+m)v2, -μmgs=-mv2,求得s=h,图象的斜率k=,即=,解得μ≈0.4. (4)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,如果考虑克服滑轮摩擦做功W,则Mgh-μmgh-W=(M+m)v2,-μmgs=-mv2,求得μ=,如果忽略克服滑轮摩擦做功,则动摩擦因数偏大. 答案:(1)减小B的质量(或增大A的质量) 增加细线的长度(或降低B的起始高度) (2)图见解析 (3)0.4 (4)偏大。
2014版高考物理模拟试题精编5
2014版高考物理模拟试题精编5高考模拟试题精编(五)【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分．1．驽又称十字弓，是一种装有臂的弓，主要由弩身、弩绳、弦槽和扳机组成，如图所示，设未加弩箭时，弩绳与弩身垂直且处于自然伸长状－t)图象如图所示，则以下叙述正确的是( ) A．乙车牵引力为7.5×103 NB．t＝1 s时两车速度相同且v共＝1 m/sC．t＝1 s时两车间距最大，且最大间距为1 m D．0～2 s内阻力对两车做的功均为－3×103 J 3.物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上．对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若撤去拉力F，换成大小仍为F的水平推力向右推A，稳定后A、B相对静止在水平面上运动，弹簧长度为l2.则下列判断正确的是( )A．弹簧的原长为l1＋l22B．两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C．两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D．弹簧的劲度系数为F l1－l24．2012年10月10日太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船已与国际空间站成功对接．“龙”飞船运抵了许多货物，包括实验器材、备件、空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱，冰箱里还装有冰激凌，下列相关分析中正确的是( )A．“龙”飞船的发射速度，国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度B．“龙”飞船欲实现对接，必须在国际空间站的后下方，伺机喷气加速变轨，实现对接C．“龙”飞船喷气加速前，“龙”飞船与“国际空间站”的加速度大小相等D．空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态5.如图是理想变压器电路，原线圈输入正弦交变电压，O是副线圈中心抽头，则在滑片P向下滑动的过程中，下列说法不正确的是( )A．灯泡L1的亮度变暗 B．灯泡L2的亮度变亮C．电流表A的示数变大 D．电源的输出功率变小6．如图所示，质量m＝0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度为L＝1 m 的光滑绝缘框架上，磁场垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)，右侧回路电源的电动势E＝8 V、内电阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作，则磁场的磁感应强度为(g＝10 m/s2)( )A．1.5 T B．1 TC．2 T D．1.73 T7．某实践小组到一家汽车修理厂进行实践活动，利用传感器、计算机等装置进行多次实验测得，一辆质量为1.0×104 kg的汽车从静止开始沿直线运动，其阻力恒为车重的0.05倍，其牵引力与车前进距离的关系为F＝103x＋f0(0<x<100 m)，f0为阻力．当该汽车由静止开始直线运动80 m时，g取10 m/s2，合外力做功为( ) A．3.2×106 J B．1.04×107 JC．6.4×106 J D．5.36×107 J8.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表．闭合开关S，滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，在这个过程中，下列判断正确的是( ) A．电源的输出功率增加B．电阻R2两端电压减小C．电容器所带电荷量减少D．电压表与电流表示数变化量的比值增加9.如图所示，真空中有两个等量异种点电荷，其中O为电荷连线的中点，OO′为连线的中垂线，OMPN 为菱形，现在将一个负电荷q，自O点开始沿OMPN 移动，则以下分析错误的是( )A．由O到N的过程中电荷的电势能减少B．由N到P的过程中电场力做正功C．P点与O点电势相等D．N点和M点场强相同10.如图所示，空间中一足够大的三角形区域(顶角45°)内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个顶角为45°的三角形线框自距离磁场左侧边界L 处以平行于纸面向上的速度匀速通过了该区域，若以逆时针为正方向，线框回路中感应电流随时间的变化关系图线应该是( )答题栏题号1234567891答案第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、非选择题：本题共5小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．11.(6分)两个放有不同砝码的托盘(其总质量分别为m1、m2)悬挂于一滑轮上，静止释放后其加速度方向如图所示，不计滑轮和绳的质量及摩擦(m2>m1)，请回答下列问题：(1)某同学利用此装置来探究加速度a与质量m 的关系，实验中应改变m1、m2的大小而不改变________，进而再测出相应的加速度值就可得知a与m的关系．此过程中该同学用的主要物理思想方法有________和转换法，得到的结果是________．(2)利用此装置也能测出当地的重力加速度g，请你用所给量和所测量写出其表达式为g＝________.12．(9分)在“用电流表和电压表测电池的电动势和内阻”的实验中，提供的器材有：A．待测干电池一节B．电流表(量程 0.6 A)C．电压表(量程3 V)D．开关S和导线若干E．滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω，允许最大电流1 A)F．滑动变阻器R2(最大阻值1 000 Ω，允许最大电流0.1 A)(1)按图甲所示电路测量待测电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．(2)按图甲所示电路测出的电动势、内阻的值与真实值相比较应有E测________E真，r测________r 真．(3)若给定的器材为待测电池一节、电流表G(满偏电流I m＝2.5 mA，内阻r1＝199 Ω)、定值电阻R3＝1.0 Ω、定值电阻R4＝99.5 Ω、电阻箱R(0～99.9 Ω)及开关和导线，请在图乙所示方框内画出电路图，并在图中标明所选的定值电阻．图乙13.(13分)2013年元月开始实施的最严交规规定：黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续通行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为．我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各有3 s的闪烁时间．国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车距离的规定是这样的：小客车在制动初速度为14 m/s的情况下，制动距离不得大于20 m.(1)若要确保小客车在3 s内停下来，汽车刹车前的行驶速度不能超过多少？(2)某小客车正以v0＝8 m/s的速度驶向路口，绿灯开始闪时车头距离停车线L＝36.5 m，小客车至少以多大的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯？已知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作的反应时间是0.5 s.14.(14分)质量为5 kg的物块自倾角为37°的传送带上由静止下滑，物块经过水平地面CD后进入光滑半圆弧轨道DE，传送带向下匀速转动，其速度v＝10 m/s，传送带与水平地面之间光滑连接(光滑圆弧BC长度可忽略)，传送带AB长度为16 m，水平地面CD长度为6.3 m，物块与水平地面、传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，圆弧DE的半径R＝1.125 m．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)求物块在传送带上运动的时间t；(2)求物块到达D点时的速度大小；(3)物块能否到达E点，若能，求通过E点后物块落地点距离D点的距离．15.(18分)如图所示，在空间内有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向夹角为30°，第一象限内有两个方向均垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B，在第四象限内有一沿x轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力及质子对磁场、电场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直通过x轴上的Q点(未画出)进入第四象限内的匀强电场中，最后从y轴上的A点与y轴负方向成60°角射出，求：(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；(2)Q点到O点的距离；(3)匀强电场的电场强度E的大小．附加题：本题共3小题，每小题15分．分别考查3－3、3－4、3－5模块．请考生根据本省考试情况选择相应题目作答，其分值不计入总分．1．[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)下列说法中正确的有________．A．分子间距离增大时，分子势能也增大B．温度相同且质量相同的物体具有相同的内能C．某固态物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A，则此物质的分子体积为V0＝MρN AD．一定量的理想气体发生等温变化，内能不改变时也可能与外界发生热交换E．物体内相邻分子间的斥力和引力随分子间距离的增大而减小(2)(5分)如图所示，两端封闭的U形管，内径均匀，两边水银柱等高，水银柱上方空气柱长度L1＝30 cm，L2＝38 cm，现从阀门C处注入水银，结果左管水银面上升 5 cm，右管水银面上升 6 cm，则封闭端气体原来的压强为________cmHg.(3)(5分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，已知状态C时气体的温度为300 K.①求气体在状态A时的温度；②由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？请说明理由．2．[物理——选修 3－4](15分)(1)(5分)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，介质中质点P、Q 分别位于x＝2 m、x＝4 m处，从t＝0时开始计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰，则下列说法中正确的有________．A．该波的波长为8 mB．该波的传播周期为4 sC．从图示时刻开始计时，P比Q早回到平衡位置D．此波的波速为1 m/sE．从t＝0时开始计时，质点P做简谐运动的表达式为y＝0.2sin π2t(m)(2)(5分)质量为m、带电荷量为＋q的可视为质点的小球与一个绝缘轻弹簧的右侧相连，弹簧左端固定在墙壁上，小球开始时静止在光滑绝缘水平面上的O点，当加上如图所示水平向右的匀强电场E后，小球向右运动的最大距离为L，不计空气阻力，已知弹簧的弹性势能满足公式E p＝1 2kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，则弹簧的劲度系数k＝______，小球运动的最大速度为________．(均用m、q、E、L表示)(3)(5分)如图所示，有一束与AB成30°角且与等边三棱镜截面ABC共面的单色光从空气射向E 点，经F点发生全反射后从G点(图中未画出)射出，已知出射光线刚好与入射光线平行，E为AB的中点，AB长为L＝10 3 cm，光在空气中传播的速度为c＝3.0×108 m/s，求该棱镜的折射率和光在棱镜中的传播时间．3．[物理——选修3－5](15分)(1)(5分)下列说法中正确的有________．A．光电效应实验中，只要入射光足够强，就能产生光电流B．卢瑟福的α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破C．天然放射现象中的γ射线是原子核受激发产生的D．放射性元素的半衰期由其原子核内部结构决定，与外界因素无关E．氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少(2)(5分)科学家用质子轰击锂核的实验来验证Li “爱因斯坦质能方程”，已知质子轰击锂核73能产生两个α粒子，m Li＝7.016 0 u，m H＝1.007 8 u，m He＝4.002 6 u,1 u相当于931.5 MeV，则此核反应的方程式为________，此核反应释放的核能为________MeV(保留3位有效数字)．。
高三物理人教版第一轮复习第五章实验五实验六
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3.实验器材：本实验需要的器材有：打点计时器(含 纸带、学生电源、复写纸、连接导线)、同种橡皮条(10 根)、小车、长木板、钉子、刻度尺.
4.实验步骤： (1)按图连接好器材.橡皮筋的一端套在小车上，另 一端套在钉子上，第一次用两根橡皮筋.将长木板倾斜 一个角度，使重力沿斜面向下的分力平衡小车受到的
4.实验器材：铁架台，重锤，打点计时器，低压 交流电源，开关，刻度尺，复写纸，纸带，导线.
5.实验步骤： (1)按装置图安装好器材，注意打点计时器板面竖 直，保证两个限位孔中心在同一竖直线上，并用导线
将计时器接到低压交流电源上. (2)将长约 1 米的纸带一端用小夹子固定在重物上
后，另一端(上端)穿过打点计时器限位孔，用手提着 纸带，使重物静止并靠近计时器的下方.
5.实验结论：Wi∝v2i . 6.实验中应注意事项 (1)平衡摩擦力：实验中的小车不可避免地要受到 摩擦力的作用，为了保证橡皮筋对物体的功就是合外
力的功，必须设法排除摩擦力的影响.可采用将木板一 端垫高的方法来实现.将木板一端垫高，让自由小车(不 系橡皮筋时)能在木板上匀速运动，使重力沿斜面方向 的分力与摩擦力相平衡，就消除了摩擦力的影响.
2mm. 4．不会用匀变速运动规律求解某一时刻 的瞬时速度． 5．单位及有效数字的确定出错．
练习、如图甲所示，用包有白纸的质量为 1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物．蘸有颜 料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使 之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的 线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆 柱棒面上的纸上画出记号，如图乙所 示．设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测 得 记 号 之 间 的 距 离 依 次 为 26.0mm 、 42.0mm 、 58.0mm 、 74.0mm 、 90.0mm 、 106.0mm. 已 知 电 动 机 铭 牌 上 标 有 “ 1440r/min” 字 样 ， 由 此 验 证 机 械 能 守 恒．根据以上内容，回答下列问题：
高考物理第一轮复习第五章 实验五
图形状，某同学对合外力做的功W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是
____B_C___. A.W∝v2
B.W∝v
C.W∝
1 v
D.W∝v3
解析 位移－速度图象为过原点的曲线，故W与v一定不是正比关系，也一定 不是反比关系，所以肯定不正确的是B、C；
(3)本实验中，若钩码下落高度为h1时合外力对小车所做的功为W0，则当钩码下 h2W0
图5 (1)实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度，测量示数如图乙所示，则遮光条的 宽度d＝___5_.4_5___ mm. 解析 游标卡尺的主尺读数为5 mm，游标尺读数为0.05 mm×9＝0.45 mm，所 以最终读数为5.45 mm.
(2)实验中需要的操作是__A_B__D___. A.调节螺钉，使气垫导轨水平 B.调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行 C.滑块与遮光条的总质量M一定要远大于钩码的质量m D.使滑块释放的位置离光电门适当远一些 解析 调节螺钉使气垫导轨水平，A项正确； 为了使细线的拉力等于滑块受到的合外力，调节定滑轮，使连接滑块的细线与 气垫导轨平行，B项正确； 对于系统来说，无需滑块与遮光条的总质量M远大于钩码的质量m，C项错误； 使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减小测量滑块运动位移的相对误 差，D项正确.
并安装好实验装置；
②适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不
挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木
板匀速运动；
图7
③轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器上，另一端
挂质量为m＝100 g的钩码，两轻绳与木打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示， 相邻计数点间时间间隔为0.1 s，并记录拉力传感器示数F＝0.39 N. 回答下列问题：
高三物理一轮复习练习曲 第5章 第4单元 功能关系 能量守恒定律限时规范特训
2014届高三物理一轮复习练习曲：限时规范特训 第5章 第4单元功能关系 能量守恒定律(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题7分，共70分)1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A ．物体克服阻力做功B ．物体的动能转化为其他形式的能量C ．物体的势能转化为其他形式的能量D ．物体的机械能转化为其他形式的能量解析：汽车制动受到摩擦阻力，动能转化为内能；流星在空中下坠受到空气阻力，动能和势能不断转化为内能；降落伞在空中匀速下降，受到空气阻力，势能转化为内能；条形磁铁在线圈中下落，在线圈中产生感应电流，该电流又阻碍磁铁下落(产生磁场)，机械能转化为电能，最终又转化为内能，上述现象中所包含的相同物理过程是A 、D.答案：AD2．[2013·西宁高三模拟]以初速度v 0竖直上抛一个质量为m 的小球，小球运动过程中所受阻力F 阻大小不变，上升最大高度为h ，则抛出过程中，人的手对小球做的功( )A.12mv 20 B ．mgh C.12mv 20＋mgh D ．mgh ＋F 阻h解析：抛出过程中，通过人的手对球做功，将人体的生物能转化为动能，由功能关系有W ＝12mv 20.小球在上升过程中要克服重力做功，重力势能增加，克服阻力做功产生内能，故由能量转化与守恒定律得12mv 20＝mgh ＋F 阻h 综上可知，选项A 、D 正确． 答案：AD3．某人将一重物由静止举高h ，并获得速度v ，下列说法不正确的是( ) A ．合外力对物体做的功等于物体机械能的增加 B ．物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加C ．人对物体做的功等于物体克服重力做的功与物体获得的动能之和D ．人对物体做的功等于物体机械能的增加解析：由动能定理知，合外力对物体做的功等于物体动能的增加．即W 人－mgh ＝12mv 2，所以人对物体做的功W 人＝mgh ＋12mv 2.A 错，C 对，物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加．B 对，人对物体做的功是除了重力以外的力做的功，等于物体机械能的增加．D 对．答案：A4．[2012·海淀模拟]滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7 m/s 的初速度从曲面的A 点下滑，运动到B 点速度仍为7 m/s ，若他以6 m/s 的初速度仍由A 点下滑，则他运动到B 点时的速度( )A ．大于6 m/sB ．等于6 m/sC ．小于6 m/sD ．条件不足，无法计算解析：当初速度为7 m/s 时，由功能关系，运动员克服摩擦力做功等于减少的重力势能．而当初速度变为6 m/s 时，运动员所受的摩擦力减小，故从A 到B 过程中克服摩擦力做的功减少，而重力势能变化量不变，故运动员在B 点动能大于他在A 点的动能．答案：A5．[2013·烟台高三月考]如图所示，木板可绕固定水平轴O 转动．木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置，木板上的物块始终相对于木板静止．在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J ．用N 表示物块受到的支持力，用f 表示物块受到的摩擦力．在此过程中，以下判断正确的是( )A ．N 和f 对物块都不做功B ．N 对物块做功为2 J ，f 对物块不做功C ．N 对物块不做功，f 对物块做功为2 JD ．N 和f 对物块所做功的代数和为0解析：本题考查了力对物体做功的求法及动能定理的应用．物块运动中支持力的方向始终和运动方向相同，支持力做正功，选项A 、C 错误；静摩擦力的方向始终和运动方向垂直，静摩擦力不做功，对物块全过程由动能定理得W N －mgh ＝0，故支持力N 做功W N ＝mgh ＝2 J ，选项B 正确，D 错误．答案：B6．一个小球从空中的a 点运动到b 点的过程中，重力做功5 J ，除重力之外其他力做功2 J ．则小球( )A ．在a 点的重力势能比在b 点多5 JB ．在a 点的动能比在b 点少7 JC ．在a 点的机械能比在b 点少2 JD ．在a 点的机械能比在b 点多2 J解析：由于重力做正功，则a 点的重力势能比在b 点多5 J ，A 对．又由动能定理知合外力对物体做的功为7 J ，从a 到b 动能增加7 J ，B 对．由于除重力之外的力做正功为2 J ，则从a 到b 机械能增加2 J ，C 对D 错．答案：ABC7．如图所示，物体A 和B 的质量均为m ，它们通过一劲度系数为k 的轻弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 都处于静止状态．现用手通过细绳缓慢地将A 向上提升距离为L 1时，B 刚要离开地面，此过程手做功为W 1；若将A 加速向上提起，A 上升的距离为L 2时，B 刚要离开地面，此时A 的速度为v ，此过程手做功为W 2，弹簧一直处于弹性限度内．则( )A ．L 1＝L 2＝mg kB ．W 2>W 1C ．W 1>mgL 1D ．W 2＝mgL 2＋12mv 2解析：本题考查了功能关系．缓慢地将A 向上提升距离为L 1时，B 刚要离开地面，弹簧由压缩量为mg k 到拉伸量为mg k，弹性势能不变，L 1＝2mgk，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A 增加的机械能，即W 1＝mgL 1；将A 加速向上提起，A 上升的距离为L 2时，B 刚要离开地面，弹簧也是由压缩量为mgk到拉伸量为mg k，弹性势能不变，L 2＝2mgk，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A 增加的机械能，即W 2＝mgL 2＋12mv 2.综上所述，选项B 、D 正确．答案：BD8．[2013·青岛调研]如图所示，某人用平行于斜面的拉力将物体沿斜面拉下，已知拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是( )A ．物体是匀速下滑的B ．合外力对物体做的功等于零C ．物体的机械能减少D ．物体的机械能保持不变解析：因为重力的下滑分力未被平衡，合外力数值上等于该分力，所以物体将加速下滑；因为除重力外，其他力做功之和为零，所以物体的机械能将保持不变．答案：D9．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功为12mv 22－12mv 21C ．t 1～t 2时间内的平均速度为12(v 1＋v 2)D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t 2～t 3时间内牵引力最小 解析：本题考查了机车恒加速度启动问题的分析方法．0～t 1时间内汽车做匀加速运动，牵引力恒定，但速度增加，故功率增加，A 错误；汽车水平方向受到牵引力和阻力作用；根据动能定理可知，t 1～t 2时间内合力做功为12mv 22－12mv 21，故B 错误；公式v ＝12(v 1＋v 2)适用于匀变速直线运动，t 1～t 2时间内汽车为非匀变速直线运动，故C 错误；功率增到t 1时刻，不再增加，t 1～t 2时间内功率恒定，但牵引力减小，t 2～t 3时间内牵引力最小，与阻力相等，所以D 正确．答案：D10．[2013·徐州一中测试]如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab 水平，质点P 从a 点正上方高H 处自由下落，经过轨道后从b 点冲出竖直上抛，上升最大高度为23H ，(空气阻力不计)当质点下落再次经过轨道由a 点冲出时，能上升的最大高度h 为( )A ．h ＝23HB ．h ＝H3C ．h <H3D.H 3<h <23H 解析：小球在第1次经过半圆形轨道时，摩擦力做的功为mgH /3，第2次经过时由于速度比第1次小，所以对轨道的压力小，摩擦力比第1次也小，做的功少，再由功能关系可知，上升的高度一定大于H /3，小于23H .答案：D二、非选择题(共30分)11．(16分)如图所示，质量为m 的小铁块A 以水平速度v 0冲上质量为M 、长为l 、置于光滑水平面C 上的木板B ，正好不从木板上掉下．已知A 、B 间的动摩擦因数为μ，此时长木板对地位移为x ，求这一过程中：(1)木板增加的动能； (2)小铁块减少的动能； (3)系统机械能的减少量； (4)系统产生的热量．解析：在此过程中摩擦力做功的情况：A 和B 所受摩擦力分别为F 、F ′，且F ′＝F ＝μmg ，A 在F 的作用下减速，B 在F ′的作用下加速；当A 滑动到B 的右端时，A 、B 达到一样的速度v ，就正好不掉下．(1)根据动能定理有：μmg ·x ＝12Mv 2－0①从上式可知ΔE k B ＝μmgx .(2)滑动摩擦力对小铁块A 做负功，根据功能关系可知 ΔE k A ＝－μmg (x ＋l )即－μmg (x ＋l )＝12mv 2－12mv 20＝12m (v 2－v 20)．②(3)系统机械能的减少量ΔE ＝12mv 20－12mv 2－12Mv 2由①②可知ΔE ＝μmgl .(4)m 、M 相对位移为l ，根据能量守恒Q ＝μmgl . 答案：(1)μmgx (2)12m (v 2－v 20) (3)μmgl (4)μmgl12．(14分)[2013·山西省四校联考]如图所示，半径为R 的光滑半圆弧轨道与高为10R 的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD 相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上，轻质弹簧被a 、b 两小球挤压，处于静止状态．同时释放两个小球，a 球恰好能通过圆弧轨道的最高点A ，b 球恰好能到达斜轨道的最高点B .已知a 球质量为m 1，b 球质量为m 2，重力加速度为g .求：(1)a 球离开弹簧时的速度大小v a ； (2)b 球离开弹簧时的速度大小v b ； (3)释放小球前弹簧的弹性势能E p .解析：(1)由a 球恰好能到达A 点知m 1g ＝m 1v 2AR12m 1v 2a －12m 1v 2A ＝m 1g ×2R 得v a ＝5gR .(2)对于b 球由动能定理有：12m 2v 2b ＝m 2g ×10R得v b ＝20gR .(3)由机械能守恒定律得E p ＝12m 1v 2a ＋12m 2v 2b得E p ＝(52m 1＋10m 2)gR .。
2014届高考物理一轮复习限时训练-第二章 实验二汇总
第二章实验二1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是()A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等解析：本实验中以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长的关系，所以A、B正确．答案：AB2．某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的()解析：考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以C正确．答案：C3．某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系．实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图所示．从图象中可以得出__________．(填选项前的字母)A. 增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比B. 当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C. 当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D. 增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度解析：根据图象可以看出，当所挂钩码个数相等时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时橡皮筋的伸长量要小，这说明增挂钩码时所挂钩码个数较多，导致橡皮筋超出弹性限度，减挂钩码时未恢复原长所致．答案：D4．[2013·哈三中高三月考]用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4 m，横截面积为0.8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100，由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下图：数关系为x＝________(用所给字母表示，比例系数用k表示)．(2)在寻找上述关系中，运用________科学研究方法．解析：假定F 与L 不变，依题表数据可得出x ∝1S 用同样的方法可得出x ∝F ，x ∝L ，即x ＝k FL S .答案：(1)x ＝k FLS (其中k 为比例系数) (2)控制变量法5．橡皮筋也象弹簧一样，在弹性限度范围内，伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L 、横截面积S 有关，理论与实践都表明k ＝Y SL ，其中Y 是一个由材料本身性质决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．(1)在国际单位制中，杨氏模量Y 的单位应该是( ) A ．N B ．m C ．N/mD ．Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y 的值．首先利用测量工具a 测得橡皮筋的长度L ＝20.00 cm ，再利用测量工具b 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D ＝4.000 mm.那么测量工具a 应该是________，测量工具b 应该是________．(3)下面的表格是用图示装置得到的橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录.请作出F －x 图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝__________N/m. (4)这种橡皮筋的杨氏模量Y ＝______________.解析：(1)在弹性限度范围内，弹力F 与伸长量x 成正比有F ＝kx ，又由题意知k ＝YS /L ，则F ＝kx ＝Y S L ·x ，得出杨氏模量Y ＝FLxS ，各物理量取国际单位可得杨氏模量的单位是N/m 2，即Pa.(2)根据精确度判断，毫来刻度尺精确度为1 mm ，螺旋测微器精确度为0.01 mm ，即a 是毫米刻度尺，b 是螺旋测微器．(3)作图如图所示．根据图线斜率表示劲度系数k ，得k ＝Fx ≈3.1×102 N/m. (4)根据Y ＝kL /S 求得Y ≈5×106 Pa.答案：(1)D (2)毫米刻度尺 螺旋测微器 (3)3.1×102 (4)5×106Pa6．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中．(1)李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图1所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为__________________．若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧____________(填“甲”或“乙”)．(2)以下是王明同学准备完成的实验步骤，请你帮他按操作的先后顺序，用字母排列出来是：____________.A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，在钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F．解释函数表达式中常数的物理意义(3)下表是王明同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：F －x图线；并写出曲线的函数表达式(x用cm作单位：__________，其中常数的物理意义表示：__________.解析：(1)图象上端为曲线表明弹力已经超过了弹簧的弹性限度；若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲，因为弹簧甲的劲度系数较小，较小的力能使甲产生较明显的形变，便于测量．(2)C B D A E F(3)弹簧的伸长量如下表所示.F－x图象如图所示；曲线的函数式(x用cm作单位)：F＝0.43x；函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示弹簧每伸长或压缩0.01 m(1 cm)所需的拉力大小为0.43 N.答案：见解析7．[北京理综]某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将分度值是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7.(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是__________和__________．测量记录表：(2)实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据下图将这两个测量值填入记录表中．(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d 1＝L 4－L 0＝6.90 cm ，d 2＝L 5－L 1＝6.90 cm ，d 3＝L 6－L 2＝7.00 cm.请你给出第四个差值：d 4＝__________＝__________ cm.(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g 砝码，弹簧平均伸长量ΔL .ΔL 用d 1、d 2、d 3、d 4表示的式子为：ΔL ＝__________.代入数据解得ΔL ＝__________ cm.(5)计算弹簧的劲度系数k ＝________N/m.(g 取9.8 m/s 2) 解析：(1)通过对6个值的分析可知记录有误的是L 5、L 6.(2)用分度值是毫米的刻度尺测量时，正确读数并记录到毫米的下一位，即L 3＝6.85 cm ，L 7＝14.05 cm.(3)利用逐差法并结合已求差值可知第四个差值d 4＝L 7－L 3＝14.05 cm －6.85 cm ＝7.20 cm.(4)每增加50 g 砝码的弹簧平均伸长量ΔL ， ΔL ＝d 1＋d 2＋d 3＋d 44×4＝6.90＋6.90＋7.00＋7.2016 cm ＝1.75 cm. (5)根据ΔF ＝k ·ΔL 又ΔF ＝mg所以k ＝ΔF ΔL ＝mg ΔL ＝0.05×9.80.0175 N/m ＝28 N/m.思维点拨：通过对(3)问中差值的分析发现所求差值是每增加4个砝码的弹簧伸长量，从而确定每增加一个50 g 砝码的弹簧平均伸长量，同时为了减小误差要注意用逐差法和求ΔL 的平均值．答案：(1)L 5 L 6 (2)6.85(6.84～6.86) 14.05(14.04～14.06) (3)L 7－L 3 7.20(7.18～7.22)(4)d 1＋d 2＋d 3＋d 44×41.75 (5)28。
高考物理一轮复习第五章 实验五 探究动能定理 高考押题
1．在用如图所示装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是()A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度解析：本题主要考查实验原理，考查考生的理解能力．实验采用通过增加橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功成倍增加，故A正确、B错误．小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕的情形，故C正确、D错误．答案：AC2．关于探究功与物体速度变化的关系的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错；每次实验橡皮筋伸长的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，以平衡摩擦阻力，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D 正确．答案：D3．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝v，….他们的实验装置如图(a)所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)．在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议．(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？(2)让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L 1、L 2、L 3、L 4…，读出物体每次通过速度传感器Q 的速度 v 1、v 2、v 3、v 4…，并绘制了如图(b)所示的L － v 图象．根据绘制出的L －v 图象，若为了更直观地看出L 和v 的变化关系，他们下一步应该作出( )A ．L －v 2图象B ．L －v 图象C ．L －1v 图象D ．L －1v图象 (3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？解析：(1)因为W ＝ΔE k 而W ＝mg (sin θ－μcos θ)L ，ΔE k ＝12mv 2，等式两边都有m ，所以探究W 与v 的关系可以不用测量质量m .(2)由于题图(b)是关于“L －v ”的图象，该图象为曲线，不便于直观地看出L 和v 的变化关系，所以下一步应作出“L －v 2”图象，应选A.(3)在实验中，由于物体在斜面上运动时，所受的合力是确定的，即F 合＝mg (sin θ－μcos θ)，所以摩擦力的大小不会影响L 和v 的关系．答案：(1)见解析 (2)A (3)不会4．(2012年苏州模拟)在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.电磁打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．(1)其中多余的器材是________，缺少的器材是________．(2)测量时间的工具是________；测量质量的工具是________．(3)如图所示是打点计时器打出的小车(质量为m )在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T .请分析：利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价．解析：(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表．电磁打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C 、E.测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．(2)测量时间的工具是电磁打点计时器，测量质量的工具是天平．(3)能．从A到B的过程中，恒力做的功为W AB＝Fx AB，物体动能的变化量为E k B－E k A＝12mv2B－12mv2A＝12m(x B2T2)－12m(x A2T)2＝12mx2B－x2A4T2只要验证Fx AB＝12mx2B－x2A4T2即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．答案：(1)C、E毫米刻度尺(2)电磁打点计时器天平(3)见解析5．为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：(1)根据x－v图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比．请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________．解析：(1)作出x－v2图线如图所示．(2)x－v2图线是过原点的直线，所以，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比．答案：(1)见解析图(2)x∝v26．如图所示，某研究性学习小组为探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B(动摩擦因数视为相同)固定在水平桌面上．弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去．滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面．(已知重力加速度为g)根据上述实验，回答下列问题：(1)滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，外力做功情况：___________.(2)如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有________，________(要求明确写出物理量的名称和对应的符号)，末动能E k＝________(只用字母表示)．(3)为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去．除了多次测量滑块平抛的射程x以外，只需要再多次测量另一个相应的物理量______(要求写出物理量的名称和对应的符号)，并作出相应的______关系图线(只用字母表示)，即可验证动能定理．。
2014山东省高考理综物理仿真模拟试题五及答案范文
物理试题二、选择题（本题包括7小题，共42分。
每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）14．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是 （ ）A ．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量GB ．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星C ．哥白尼首先提出了“地心说”D ．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点15．如图所示，用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为300，弹簧C 水平，则弹簧A 、C 的伸长量之比为 （ ）A4 B．4 C ．1:2D ．2:1 16．如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t 图象为正弦曲线。
从图中可以判断 （ ）A ．在10~t 时间内，外力做正功B ．在10~t 时间内，外力的功率逐渐增大C ．在2t 时刻，外力的功率最大D ．在13~t t 时间内，外力做的总功为零17．为了探测x 星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T 1，总质量为m 1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2，则 （ ）A ．x 星球的质量为M ＝4π2r 1T 21B ．x 星球表面的重力加速度为g x ＝4π2r 1T 21C ．登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2m 2r 1D ．登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为T2＝T 18．如图所示，足够大的绝缘水平面上有一质量为m 、电荷量为-q 的小物块（视为质点），从A 点以初速度v 0水平向右运动，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
在距离A 点L 处有一宽度为L 的匀强电场区，电场强度方向水平向右，已知重力加速度为g ，场强大小为2mg E qμ= 则下列说法正确的是（ ）A ．适当选取初速度v 0，小物块有可能静止在电场区内B ．无论怎样选择初速度v 0，小物块都不可能静止在电场区内C ．要使小物块穿过电场区域，初速度v 0的大小应大于gLD ．若小物块能穿过电场区域，小物块在穿过电场区的过程中，机械能减少3μmgL19．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直横截面。
高考物理一轮复习 第五章 第5课 实验 探究动能定理练习-人教版高三全册物理试题
第5课实验：探究动能定理一、实验目的1．探究外力对物体做功与物体速度的关系．2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系．二、实验原理1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W，2W，3W….2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进展假设干次测量，就得到假设干组功和速度的数据．3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出Wv曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系．三、实验器材小车(前面带小钩)、100～200 g砝码、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器与纸带、学生电源与导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．四、实验步骤1．按如下列图将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．2．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．3．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次一样，这样橡皮筋对小车做的功为W 2，测出小车获得的速度v 2，将数据记入表格．4．用3条、4条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格．五、数据处理1．测量小车的速度：实验获得如下列图的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功完毕时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A 1、A 2间的距离x ，小车速度的表达式为(用测量的物理量表示)v ＝xT (T 为打点计时器的时间间隔)．2．实验数据记录： 橡皮筋 条数 位移 x/m 时间 T/s 速度 v/(m ·s －1) 速度平方v 2/(m 2·s －2)3.实验数据处理与分析：(1)观察法：当橡皮筋的条数成倍增加，即合外力做的功成倍增加时，观察小车的速度或速度的平方如何变化，有何变化规律．(2)图象法：在坐标纸上(如图)画出Wv 或Wv 2图线(“W〞以一根橡皮筋做的功为单位)．4．实验结论：从图象可知做功与物体速度变化的关系为W∝v2.六、须知事项1．平衡摩擦力很关键．将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个适宜的倾角．2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀局部的，也就是选小车做匀速运动状态的．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．4．小车质量应大一些．使纸带上打的点多一些．七、误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差．如下列图，在“探究功与物体速度变化的关系〞的实验中，关于橡皮筋做的功，如下说法中正确的答案是(B)A．橡皮筋做的功可以直接测量B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析：橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C错，B对．橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，功变为原来的4倍，故D错．课时作业1．如下列图，在“探究功与物体速度变化的关系〞的实验中，如下说法正确的答案是(BD)A．为减小实验误差，长木板应水平放置B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度2．在探究“功与物体速度变化的关系〞的实验中，小车在运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功．这样便会给实验带来误差．我们在实验中想到的方法是：使木板略微倾斜．对于木板的倾斜程度，下面的说法中正确的答案是(BC)A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件：重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C．如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，如此木板的倾斜程度是符合要求的D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的3．在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系〞的实验中备有如下器材：A.打点计时器B．天平C．秒表D．低压交流电源E．电池F．纸带G．细线、砝码、小车、砝码盘H．长木板(1)其中多余的器材是_____，缺少的器材是________________．(2)测量时间的工具是____，测量质量的工具是_____________．答案：(1)CE 刻度尺(2)AB4．科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系．Ⅰ.理论探究：根据牛顿运动定律和有关运动学公式，推导在恒定合外力的作用下，功与物体动能变化间的关系，请写出你的推导过程．______________________________________________________________________________________________________________Ⅱ.实验探究：①某同学的实验方案如下列图，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a ．___________________________________________________；b ．____________________________________________________.②如下列图是某次实验中得到的一条纸带，其中A 、B 、C 、D 、E 、F 是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T ，距离如图．如此打C 点时小车的速度为____________；要验证合外力做的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有______________．答案：Ⅰ.推导：由牛顿第二定律得F 合＝ma ，由运动学公式得v 22－v 21＝2ax ，由功的定义式W 合＝F 合x ，三式联立得W 合＝12mv 22－12mv 21 Ⅱ.①a.平衡摩擦力 b ．钩码的重力远小于小车的总重力②Δx 2＋Δx 32T 钩码的重力和小车的总质量 5．某学校课外研究小组，利用光控实验板进展了“探究重力做功与动能变化之间的关系〞实验，光探实验板上有直轨道、滑块、两个光控门和配套的速度计数器，工作时滑块每通过一次光探门，仪器上都能显示出通过的速度，滑块通过两个光控门如此两个速度值交替显示．现在利用滑块下落高度确定重力的功；通过初末速度的测量确定动能的改变．另配有器材：多功能电源、连接导线、刻度尺、重锤线、铁架台．实验步骤：A ．安装置：将光控板竖直固定，连好电路B ．在上下两端适宜位置调定好两光控门A ，B 的位置，并用刻度尺测出两者距离d 1C ．接通光控电源，释放滑块，读出滑块通过A ，B 时的速度示数v 01，v t1D ．调节B 的位置改变光控门高度，测得d 1，d 2…，读出对应的v 02，v t2，v 03、v t3…E ．由W G ＝mgd 写出重力做的功分别是W G1，W G2，W G3，…F ．由E k ＝12mv 2，算出各次动能的改变量ΔE k1，ΔE k2，ΔE k3，…请分析回答：(1)安装置时应注意什么？________．如何操作：____________________.(2)该实验中难以防止的误差来源有：a ．____________________________________________________；b ．____________________________________________________；c ．____________________________________________________.(3)因误差的存在，使每组测得的ΔE k 总比W G 要______(选a.略大一点．b.略小一点．c.相等．d.可能偏大也可能偏小)．(4)该实验是否需测出滑块质量？________．能得出的实验结论：在误差允许的范围内__________________．答案：(1)确保滑块轨道竖直 使轨道与重锤线平行(2)a.轨道摩擦和空气阻力 b ．光控门间距的测量 c ．光控门对速度的测量不完全是瞬时速度(3)b ，略小一点(4)不需要 物体所受合外力做的功等于物体动能的改变量6．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如下列图的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如下列图，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进展了如下处理：取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A，B，C三点的速度分别为v A＝0.12 m/s，v B＝0.17 m/s，v C＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2.解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B过程中，重力对重物所做的功2W，由O到C的过程中，重力对重物所做的功为3W.由计算可知：v2A＝1.44×10－2 m2/s2，v2B＝2.89×10－2 m2/s2，v2C＝4.41×10－2 m2/s2.v2B v2A ≈2，v2Cv2A≈3即：v2B≈2v2A；v2C≈3v2A；即：v2B≈2v2A，v2C≈3v2A；由以上数据可判定W∝v2是正确的，也可以根据Wv2的曲线来判断，如下列图．答案：见解析7．为了探究对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如下列图的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答如下问题：(打点计时器交流电频率为50 Hz)(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进展第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如如下图所示是其中四次实验打出的局部纸带．(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表.次数 1 2 3 4橡皮筋对小车做功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论：________________________.答案：(1)将木板固定在打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑(4)次数 1 2 3 4橡皮筋对小车做功W 2W 3W 4W小车速度v(m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0v2(m2/s2) 1.0 2.0 3.0 4.0 橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比。
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第五章实验五
1.关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是()
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错．每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B 错．小车运动中受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错，实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确．答案：D
2．如图所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的，下面说法正确的是()
①纸带的左端是与小车相连的
②纸带的右端是与小车相连的
③利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
④利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度
A．①③B．②④
C．①④D．②③
解析：刚开始释放时，与小车相连的一端打出的点应会比较密集，且点的间距逐渐变大，故右端与小车相连；为确定小车速度应选取间距均匀的点，这时橡皮筋已停止对小车作用，故②和④正确，选B.
答案：B
3．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某同学是用下面的方法和器材进行实验的：放在长木板上的小车由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动，小车拉动固定在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器．关于这一实验，下列说法中正确的是() A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力
B．重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算解析：在本题的实验中，由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力)，所以要使长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力，重复实验时，为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比，所以用到橡皮筋的条数虽然不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同，利用纸带上的点计算小车的速度时，由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算，故A、B、D选项是正确的．答案：ABD
4．某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置．
(1)该学习小组的同学想用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合外力，探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系．为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有________．
A．保持砂和砂桶的质量远大于滑块的质量
B．保持砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
C．保持长木板水平
D．把长木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力
E．调整滑轮的高度使细线与长木板平行
(2)如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的B、K两点来探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.在本实验中需要测量的物理量有：砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，A、C间的距离s1，J、L间的距离s2，B、K间的距离s.本实验探究结果的表达式为________．(用测量物理量相应的字母表示)
解析：(1)砂和砂桶的总质量越小，产生的加速度越小，细线拉力越接近砂和砂桶的重力，误差越小，故B正确；由于滑块受到长木板的摩擦力作用，因此要先平衡摩擦力，D 正确；为了使细线拉力与滑块运动方向平行，需调整滑轮的高度使细线与长木板平行，E正
确．
(2)选择B 、K 之间的过程研究误差较小，对滑块，合外力可视为砂和砂桶的重力，做功
为W ＝m 1gs .B 、K 两处的速度分别为v B ＝s 12T ，v K ＝s 22T ，动能变化为12m 2v 2K －12m 2v 2B ＝12m 2(s 22T )2
－12m 2(s 12T )2，
故探究结果的表达式为
m 1gs ＝12m 2(s 22T )2－12m 2(s 12T )2.
答案：(1)BDE (2)m 1gs ＝12m 2(s 22T )2－12m 2(s 12T )2
5．为了探究恒力作功时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v ，并测量出不同初速度的最大滑行距离x ，得到下表所示几组数据：
数据组
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
理：根据x －v 图象大致是一条抛物线，可以猜想，x 可能与v 2成正比．请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．
(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x 与滑块初速度平方v 2的关系是________________________________________________________________________．
解析：(1)作出x －v 2的图线如图所示．
(2)由图可以看出，滑块滑行的最大距离x 与滑块初速度平方v 2成正比．即：x ∝v 2. 答案：(1)见解析图 (2)x ∝v 2
6．[2013·杭州模拟]为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧
的弹性势能E p ＝12kx 2，其中k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧长度的变化量．
某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量m 为已知)运动来探究这一问题．
为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧弹力做功．
该同学设计实验如下：
首先进行如图(甲)所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d .
在此步骤中，目的是要确定物理量________，用m 、d 、g 表示为________．
接着进行如图(乙)所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x ，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h 的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L .
小球的初动能E k1＝________.
小球离开桌面的动能E k2＝________.
弹簧对小球做的功W ＝________(用m 、x 、d 、g 表示)．
对比W 和E k2－E k1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”．
解析：在图(甲)所示的实验中，目的是确定弹簧的劲度系数k ，由平衡条件得：mg ＝kd ，即k ＝mg d . 在图(乙)所示的实验中，小球的初动能E k1＝0.
又根据小球做平抛运动得：h ＝12gt 2，L ＝v t
所以E k2＝12m v 2＝12m (L g /2h )2＝mgL 2
4h
弹簧对小球做的功等于弹性势能的减少，
所以W ＝12kx 2＝mgx 2
2d .
答案：弹簧的劲度系数k mg d 0 mgL 24h mgx 2
2d
7．物体沿斜面下滑时动能可能发生变化．某实验小组为了探究滑块由静止开始沿斜面匀加速下滑过程中动能变化与哪些因素有关，利用如图所示的斜面和滑块A 做实验，进行
了相应的探究．
(1)请说出实验中可能影响滑块A动能变化的两个因素：____________________.
(2)请设计一实验方案，能直观地反映滑块A滑至斜面底端N处动能大小的不同；
例如，方案甲：在斜面底端N处水平放置一平板，使连接处足够平滑，然后在N处放另一质量较小的滑块B，滑块A滑至N处的动能越大，则滑块B被碰后在平面上滑行得越远．
你设计的方案乙：________________________
(3)该实验小组利用上述“方案甲”进行实验，并用速度传感器和刻度尺分别测得滑块B 在N处被碰后的初速度v N的大小与滑行距离x大小对应关系的四组数据，见下表．请在图中用图象法求出滑块B与水平面之间的动摩擦因数μ.
B滑行距离x/m B在N点速度v N/(m·s－1)
0.180.61
0.320.80
0.50 1.01
0.71 1.20
解析：(1)影响滑块A在下滑过程中动能变化的两个因素．例如：斜面的粗糙程度(或动摩擦因数；或摩擦力)、斜面的倾角大小(或高度)．
(2)观察滑块A在与斜面平滑连接的水平面上滑行，位移越大，动能越大．或滑块A平抛落地水平位移越大，动能越大．或沿平滑连接的斜面、弧形面上滑高度越高，说明动能越大．或观察滑块A从斜面上不同位置滑到N位置时，与会发生明显形变的障碍物(如海绵、沙子、弹簧、橡皮泥、弹性网等)作用，通过观察，它们的形变越大，动能越大．
(3)①换算出v2.②能画出下图或横坐标用v2，纵坐标用x，作图正确．③μ＝0.1(±0.01)
由动能定理，12m v 2＝μmgx ，v 2＝2μgx
故以v 2为纵坐标，x 为横坐标，得到过原点的直线， 再取特殊点，x ＝0.5 m ，v 2＝1.0(m/s)2
μ＝v 22gx ＝12×10×0.5＝0.1.。