2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评6 含答案 精

学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
1．在“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验中，根据实验数据作出了如图所示的W­v图象，下列符合实际的是( )
【导学号：45732037】
【解析】根据实验探究知道W∝v2，故W­v图象应是开口向上的抛物线的一部分，故B对，A、C、D错．
【答案】 B
2．在“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验中，小车运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除细线对其做功外，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办法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是( )
①木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求．
②木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件：重力沿斜面的分力应等于小车受到的阻力
③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是满足要求的．
④其实木板不倾斜，问题也不是很大，因为实验总存在误差．
A．①②B．②③C．③④D．①④
【解析】有两个标准可以验证木板是否满足实验要求：(1)小车的重力沿斜面的分力应等于小车自由运动时所受的阻力；(2)小车能在木板上做匀速直线运动．故B正确．【答案】 B
3．(多选)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砂桶相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力的大小．在滑板边缘上的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B两点时的速度大小．实验过程中不必要的是( )
图6
A．平衡摩擦力
B．测量A、B两速度传感器间的距离L
C．测量砂及砂桶的总质量
D．砂及砂桶的总质量远小于拉力传感器和小车的总质量
【解析】为使小车所受的合力等于细线的拉力，必须平衡摩擦力；要测量拉力做的功，必须要测量A、B两速度传感器间的距离L；小车受到的拉力可由拉力传感器直接测出，无需测量砂及砂桶的总质量，也不需要考虑砂及砂桶的总质量远小于拉力传感器和小车的总质量．
【答案】CD
4．某实验小组的同学采用如图7甲所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图7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是纸带上的三个连续的计数点，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7乙所示．已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：
甲
乙
图7
(1)打B点时，小车的瞬时速度v B＝________m/s.(结果保留两位有效数字)
(2)实验中，该小组的同学画出小车位移l与速度v的关系图象如图8所示．根据该图
线形状，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确的是______．(填写选项字母代号)
图8
A ．W ∝v 2
B ．W ∝v
C ．W ∝1v
D ．W ∝v 3
(3)本实验中，若钩码下落高度为h 1时合力对小车所做的功为W 0，则当钩码下落h 2时，合力对小车所做的功为________．(用h 1、h 2、W 0表示)
【解析】 (1)v B ＝l AC
2T
＝
－
－2
2×0.1
m/s
＝0.80 m/s.
(2)由题图知，位移与速度的关系图象很像抛物线，所以可能l ∝v 2
或l ∝v 3
，又因为W ＝Fl ，F 恒定不变，故W ∝v 2
或W ∝v 3
，A 、D 正确，B 、C 错误．
(3)设合力为F ，由W 0＝Fh 1，得F ＝W 0h 1，所以当钩码下落h 2时W ＝Fh 2＝h 2h 1
W 0. 【答案】 (1)0.80 (2)BC (3)h 2h 1
W 0
5．用如图9甲所示的装置进行“探究动能定理”的实验，实验时测得小车的质量为m ，木板的倾角为θ.实验过程中，选出一条比较清晰的纸带，用直尺测得各点与A 点间的距离如图乙所示．已知打点计时器打点的周期为T ，重力加速度为g ，小车与斜面间的摩擦力忽略不计，那么打D 点时小车的瞬时速度为________；取纸带上的BD 段进行研究，合外力做的功为________，小车动能的改变量为________.
【导学号：45732038】
甲 乙
图9
【解析】 小车匀加速下滑，根据v t 2＝v t ，得v D ＝d 4－d 2
2T
，小车与斜面间摩擦可忽略
不计，F 合＝mg sin θ，所以合外力做的功为mg (d 3－d 1)sin θ，小车动能的改变量为12mv 2
D －
12
mv 2B ＝m d 4－d 2
2
8T
2－md 228T 2＝md 4d 4－2d 28T
2
. 【答案】
d 4－d 22T mg (d 3－d 1)sin θ md 4d 4－2d 28T
2
6．在探究动能定理的实验中，将小车放在一端有滑轮的长木板上，让纸带穿过打点计时器，一端固定在小车上．实验中平衡摩擦力后，小车的另一端用细线挂钩码，细线绕过固定在长木板上的定滑轮，线的拉力大小就等于钩码的重力，这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系．已知所挂钩码的质量m ＝1.0×10－2
kg ，小车的质量m 0＝8.5×10－2
kg(g 取10 m/s 2
)．
(1)若实验中打点纸带如图10所示，打点时间间隔为0.02 s ，每三个计时点取一个计数点，O 点是打点起点，则打B 点时，小车的速度v B ＝______m/s ，小车的动能E k B ＝________J ．从钩码开始下落至B 点，拉力所做的功是________J ，因此可得出的结论是________．
图10
(2)根据纸带算出相关各点的速度v ，量出小车运动距离s ，则以v 2
2为纵轴，以s 为横轴
画出的图线应是________，图线的斜率表示____________________
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A B C D
【解析】 (1)因为小车做匀加速运动，由平均速度公式得
v B ＝
0.031 4－0.007 8
2×0.06
m/s≈0.2 m/s.
小车的动能
E k B ＝1
2
m 0v 2B ＝1.7×10－3
J.
拉力做的功
W＝Ts＝mgs OB＝1.76×10－3 J.
结论：在实验误差允许范围内，拉力所做的功等于物体动能的增加．(2)画出的图线为C项图所示，图线的斜率表示小车的加速度a. 【答案】见解析。