2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题7.10探究动能定理实验(提高篇)(含解析)

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第七部分物理力学实验专题7.9 探究动能定理实验（基础篇）1．（10分）（2019南京三模）如图甲所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m 的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，遮光条宽度为d。

气源开通后，滑块在绳子拉力的作用下由静止释放，遮光条通过光电门的时间为△t，拉力传感器的读数为F．不计滑轮质量、不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。

（1）某同学用螺旋测微器测遮光条宽度，螺旋测微器示数如图乙所示，d＝mm。

（2）某学习小组的同学欲探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系，记录滑块释放时遮光条与光电门的距离L及其通过光电门的时间△t，得到一系列L和△t的数据，通过图象法处理数据时，为了获得线性图象应作（选填“L﹣”“L﹣”或“L﹣（△t）2”）图象，该图象的斜率k＝（用题中字母表示）。

（3）该小组同学利用所测数据计算发现：绳子拉力F做的功总小于滑块动能的变化量。

若实验中数据的测量均是准确的，分析出现这一意外情况的可能原因是。

A．“没有满足钩码质量m远小于滑块质量M”这一条件B．滑块运动过程中存在阻力C．没有调节气垫导轨水平D．拉滑块的细绳与气垫导轨不平行（4）在排除意外情况后，用上述装置和相应数据研究系统（含滑块、钩码）机械能是否守恒，若运动过程中系统机械能守恒，则满足下列关系式。

A．F＝M（）2B．FL＝（M+m）（）2C．mgL＝M（）2+m（）2D．mg＝M（）2+m（）22.（2019天津河西区模拟）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．①除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________(填测量工具)②实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是()A．轻推小车，能够自由下滑即可B．轻推小车，能够匀速下滑即可C．轻推拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．轻推拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可③若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度刚达到最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线④在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图中纸带的________部分进行测量．3．（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）高三学生小明和小华设计了一个物理实验来验证动能定理，实验装置如图所示，A、B为长木板上固定的两个光电门，已知当地重力加速度为g。

《探究动能定理》一、实验题1.如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。

A.直流电源B.交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。

正确操作方法是______(选填选项前的字母)。

A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且______(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点打B点的过程中，拉力对小车做的功W=______，打B点时小车的速度v=______。

(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做如图3所示的v2−W图象。

由此图象可得v2随W变化的表达式为v2=______。

根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______。

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2−W关系的是______。

2.某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”，如图甲为实验装置示意图．利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间．气垫导轨水平放置，不计滑轮和导轨摩擦，重力加速度为g，实验步骤如下：a.测出挡光条的宽度为d，滑块与挡光片的质量为M；b.轻细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘，盘和砝码的总质量为m(m远小于M)，细绳与导轨平行；c.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置，测出挡光条到光电门的距离为x；d.释放滑块，测出挡光条经过光电门的挡光时间为Δt；e.改变砝码的质量，保证滑块每次都在同一位置由静止释放，分别测得滑块经过光电门的挡光时间．(1)滑块经过光电门时速度的计算式v=________(用题目中所给的字母来表达)(2)细线的拉力做功可表达为W=________，滑块的动能改变表达为E k=________.(用题目中所给的字母来表达)(3)我们可以通过改变盘中砝码质量，测得多组数据，建立1的关系图像，进行更准确的实验验Δt2证，则图乙的3个图线中，________图最符合真实的实验情况．3.某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。

专题7.11 打点计时器验证机械能守恒定律1.（6分）（2019湖北黄冈三模）某同学从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒。

频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置。

（1）操作时比较合理的做法是。

A．先打开频闪仪再释放钢球 B．先释放钢球再打开频闪仪（2）频闪仪闪光频率为f，拍到整个下落过程中的频闪照片如图（a），结合实验场景估算f可能值为A.0.1HZB.1HzC.10HzD.100Hz（3）用刻度尺在照片上测量钢球各位置到释放点O的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8及钢球直径，重力加速度为g。

用游标卡尺测出钢球实际直径D，如图（b），则D＝cm．已知实际直径与照片上钢球直径之比为k。

（4）选用以上各物理量符号，验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：2gs5＝。

【名师解析】（1）从实验室天花板处自由释放一钢球，由于钢球下落时间很短，用频闪摄影手段验证机械能守恒，因此必须先打开频闪仪再释放钢球，故A正确，B错误；（2）频闪仪闪光频率为f，而从天花板到地面约为3m，依据自由落体位移公式，即h＝；解得：t总＝0.8s；由于从天花板到地面有8个间隔，因此频闪仪闪光周期T＝0.1s，那么频闪仪闪光频率为10Hz，故ABD错误，C正确；（3）游标卡尺的主尺读数为：45mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×5mm ＝0.5mm，所以最终读数为：45+0.5＝45.5mm＝4.55cm；（4）在OA段运动过程中，A点的速度为：v A＝＝k则动能的增加量为：△E k＝E kA﹣0＝＝×。

而减小的重力势能：△E P＝mgks5；验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：2gs5＝。

【参考答案】（1）A；（2）C；（3）4.55；（4）。

2．（6分）（2019湖北武汉武昌5月调研）某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第七部分物理力学实验专题7.10 探究动能定理实验（提高篇）1．(6分) （2019湖北名校联盟三模）某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：a．连接好实验装置如图所示．b．将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．c．在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上．d. 释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，拉力对小车做的功为______ J，小车动能的增量为________ J.(注：g取9.80m/s 计算结果均保留3位有效数字)(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因有_________(至少写出两条原因)：2.（2019湖南长沙长郡中学二模）在课外兴趣小组实验时，某同学利用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系。

操作步骤如下：a．小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；b．在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤a，小物块落点分别记为M2、M3、M4…；c．测量相关数据，进行数据处理。

（1）为求出小物块抛出时的速度大小，需要测量下列物理量中的______（填正确答案标号）。

A．橡皮筋的原长x B．橡皮筋的伸长量△xC．桌面到地面的高度h D．小物块抛出点到落地点的水平距离L（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…．若功与速度的平方成正比，则若以W为横坐标、以L2为纵坐标作图，得到的图象是______A．直线B．抛物线C．双曲线D．无法确定（3）若考虑物块从释放位置到桌子边沿克服阻力做的功，请在图2中画出（2）中的大致图象形状；（4）根据（3）中画出的图象______（“能”、“不能”）说明动能的增量与合力做功的关系。