广东省揭阳市第一中学高考物理一轮复习 专题11 研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律 探究动能定理 验证机械能守恒定律检测题(1).doc

广东省揭阳市第一中学高考物理一轮复习 专题11 研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律 探究动能定理 验证机械能守恒定律检测题一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1以下实验中可以用打点计时器和纸带测速度进行数据处理的有 （ ）a验证牛顿运动定律b验证力的平行四边形定则c探究动能定理d验证机械能守恒定律2某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如下图所示，三根橡皮筋在o点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在a、b、c三点。在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过oa、ob、oc的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中，下列说法正确的是 （ ）a实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长b为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋c以ob、oc为两邻做平行四边形，其对角线必与oa在一条直线上且长度相等d多次实验中o点不必固定3“探究动能定理”的实验装置如下图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为w0。当用2条、3条、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2w0、3w0、4w0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是 （ ）a某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏，出现这种情况的原因，可能是木板倾角过大b当小车速度达到最大时，小车在两个铁钉的连线处c应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度d应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度4在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出af关系的点迹，如下图所示。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是 （ ）a轨道与水平方向夹角太大b轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力c所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势d所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势5实验“用dis研究机械能守恒定律”的装置如下图a所示，某组同学在一次实验中，选择dis以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如下图b所示。图象的横轴表示小球距d点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能ep、动能ek或机械能e，图b的图象中，表示小球的重力势能ep、动能ek或机械能e随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是 （ ）a 丙、乙、甲b乙、甲、丙c甲、乙、丙d丙、甲、乙6一名同学在用下图甲所示的装置做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器所用交变电流的频率为50hz，下图乙是某次实验时得到的纸带，图中a、b、c、d、e是纸带上五个计数点，则 （ ）a打c点时小车的速度大小为2.1m/sb打d点时小车的速度大小为4.6m/sc小车的加速度大小为3.9m/s2d小车的加速度大小为12m/s2二、非选择题（本题共6小题，共64分。）7（8分）如下图所示，某实验小组在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端栓两根细线。两个弹簧测力计分别钩住两细绳套，互成角度地拉橡皮条使之伸长，结点到达某一位置o时，需记下 的位置、两弹簧测力计的示数、描下 ；再用一个弹簧测力计钩住细套把橡皮条拉长，使结点到达位置 、再记下弹簧测力计的示数、描下 。在白纸上按 标度画出用两弹簧测力计拉细线时力f1、f2的图示和用一个弹簧测力计拉细线时力f的图示。8（8分）某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，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，然后将最小刻度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，弹簧下端每增加一个50g的砝码时，指针示数分别记作l1、l2、l7。（1）下表记录的是该同学测出的8个值：代表符号l0l1l2l3l4l5l6l7刻度数值/cm1.703.405.106.858.6010.3012.1014.05根据表中数据，用“逐差法”计算出每增加50g砝码时弹簧平均伸长量l的数值为l= cm。（2）根据以上数据，求出弹簧的劲度系数k= n/m。（g取9.8m/s2）9（10分）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：wv，wv2，w。他们的实验装置如下图所示，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。10（12分）（1）某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如下图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离l，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则滑块的加速度可以表示为a= （用题中所给物理量表示）。（2）该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是 ，机械能守恒的表达式为 。11 （12分）某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如下图所示的一条纸带，已知打点计时器使用电源频率为50hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为 s。如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示从o点开始各相邻两个计数点间的距离，用t表示两相邻记数点的时间间隔，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a= （用符号写出表达式，不要求计算）。打f点时物体的速度大小为vf= m/s。（答案均要求保留3位有效数字）12（14分）某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示实验次数物体质量m(kg)物体的加速度a(m/s2)物体质量的倒数1/m(1/kg)10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00根据表中的数据，在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象由图象，你得出的结论为 物体受到的合力大约为 （结果保留两位有效数字）（2） 乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的af图象如下图所示，则该图象中图线不过原点的原因是： ，小车的质量为 kg。（保留两位有效数字）1【命题立意】本题考查实验数据处理方法。【思路点拨】可用vt图象求加速度。【答案】acd【解析】验证牛顿运动定律时，可测出速度画出vt图象，根据vt图象求加速度。2【命题立意】本题考查验证力的平行四边形定则及探究应用创新能力。【思路点拨】若对于o点的位置生搬硬套课本认为是不变的，而本实验采用的方法与课本不一致，并非等效替代法。【答案】ad【解析】由于橡皮筋的弹力与形变量成正比，故可以用形变量等效替代弹力，做平行四边形来验证平行四边形定则，要求得形变量必须测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长，a选项正确，c选项错误；劲度系数大的橡皮筋施加一定弹力的形变量小，测量误差大，作图时误差也较大，b选项错误；本实验中采用的是三根橡皮条共点力的平衡验证，即使o点不固定oa弹力与ob、oc合力始终等值反向都可做平行四边形验证，d选项正确。3【命题立意】本题考查探究动能定理这一实验的注意事项及数据处理。【思路点拨】（1）橡皮筋变为原长时，小车到达最大速度；（2）弹力做功结束后，小车做匀速直线运动。【答案】c【解析】木板倾角过大时，相邻两点之间的间隔会越来越大，选项a错误；当橡皮筋处于原长时，小车达到最大速度，而不是小车在两铁钉的连线处，选项b错误；本实验平衡阻力后，橡皮筋做功结束后，小车做匀速直线运动，选项c正确、选项d错误。4【命题立意】本题考查验证牛顿运动定律实验的误差分析。【思路点拨】该实验的误差主要来源是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；平衡摩擦力过大；没有满足钩码质量远小于小车质量。【答案】bc【解析】拉力不为零时，加速度仍为零，可能没有平衡摩擦力，选项a错误、选项b正确；造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，选项c正确、选项d错误。5【命题立意】本题以图象为载体考查验证机械能守恒定律的实验。【思路点拨】结合功能关系找出各物理量之间变化规律。【答案】a【解析】小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能ep不断减少，动能ek不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能ep，乙表示动能ek，甲表示机械能e。6【命题立意】本题考查利用打上点的纸带求速度和加速度。【思路点拨】（1）求速度时利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于平均速度；（2）求加速度利用x=at2。【答案】ac【解析】打点计时器的打点周期为t=0.02s。打c点时小车的速度大小为，选项a正确；打d点时小车的速度大小为，选项b错误；小车的加速度大小为，选项c正确、选项d错误。7【命题立意】本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验操作。【思路点拨】搞清实验原理和实际做实验是解答本题的关键。【答案】o点（2分） 两细绳的方向（2分） o（1分） 细绳的方向（1分） 同一（2分）8【命题立意】本题考查数据的处理，信息迁移。【思路点拨】类比匀变速直线运动逐差法求解加速度。【答案】（1）1.75cm （4分）（2）28n/m （4分）【解析】根据“逐差法”的要求，有d1=l4-l0，d4=l7-l3，故每增加50g砝码的弹簧平均伸长量解得，l=1.75cm。（2）由上可得：。9【命题立意】本题以新情景考查“探究动能定理”实验的实验原理及数据处理。【思路点拨】（1）斜面上应用动能定理；（2）为了直观的通过图象得实验结论，一般要作出线性图象。【答案】物块初始位置到测速器的距离l （5分） l-v2（5分）【解析】物块在斜面上所受合力f不变，由得，可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离l，由于l与v2成正比，所以应绘制l-v2图象。10【命题立意】本题以气垫导轨和光电门为背景，考查“研究匀变速直线运动”、“验证机械能守恒定律”两实验的实验原理。【思路点拨】（1）求加速度利用vt2-v02=2al；（2）沙桶和滑块组成的系统机械能守恒。【答案】（1） （4分）（2）滑块的质量m和沙桶的质量m（4分）（4分）【解析】（1）由，得。（2）滑块和沙桶组成的系统机械能守恒，为此还需用天平测出滑块的质量m和沙桶的质量m，系统机械能守恒的表达式为。11【命题立意】本题考查利用打点的纸带求加速度和速度。【思路点拨】（1）求速度时利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于平均速度；（2）匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于初速度与末速度的算术平均值；（3）求加速度利用x=at2。【答案】0.1（4分） （4分） 1.60（4分）【解析】打点计时器每隔0.02s打一个点，则相邻两记数点之间的时间间隔为t=50.02s=0.1s，由(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)=a(3t)2，得；打d点时物体的速度大小为，打e点时物体的速度大小为，由，得vf=1.60m/s。12【命题立意】本题考查“验证牛顿运动定律”实验的数据处理、误差分析及由图象得相关结论。【思路点拨】（1）作图应使所描的点尽可能多的在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，远离直线的点可不予考虑；（2）明确该实验常见的三种典型误差的图象及原