湖北省武汉华中师范大学第一附属中学高三物理滚动复习11

1、华师一附中 2019届高三物理滚动复习（11）命题人：张菡1、在 “用 DIS 研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图1(a)、(b) 所示的实验装置进行实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(A)固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a F 图象 .图 1(1) 甲组实验把重物的重力作为拉力F 的条件是 _.(2) 图 2 中符合甲组同学作出的实验图象的是_；符合乙组同学作出的实验图象的是_.图 2答案(1)小车的质量远大

2、于重物的质量(2)解析(1)位移传感器 (B)属于发射器 .(2) 在该实验中实际是： mg (M m)a，要满足 mgMa ，应该使重物的质量远小于小车的质量 .即小车的质量远大于重物的质量 .(3) 在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比；由实验原理：mg Ma得 a mgM而实际上amg ，即随着重物的质量增大，不再满足重物的质量远小于小车的质量，M m所以图中符合甲组同学作出的实验图象的是.乙组直接用力传感器测得拉力F，随着重物的质量增大，拉力F 测量是准确的，aF 关系为一倾斜的直线，符合乙组同学作出的实验图象的是.2、为验证 “拉力做功与物体动能变化的关系”，某同学到实验室找到下

3、列器材：长木板(一端带定滑轮 )、电磁打点计时器、质量为200 g 的小车、质量分别为10 g、30 g 和 50 g 的钩码、细线、学生电源 (有 “直流 ”和 “交流 ”挡 ).该同学进行下列操作：A. 组装实验装置，如图3(a)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.选用 50 g 的钩码挂在拉线的挂钩P 上D.释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图(b)所示F.进行数据采集与处理图 3请你完成下列问题：(1) 进行实验时，学生电源应选择用_挡 (选填 “直流 ”或 “交流 ” ).(2) 该同学

4、将纸带上打出的第一个点标为“ 0，”且认为打 “ 0时”小车的速度为零， 其后依次标出计数点1、第 1页2、3、 4、 5、6(相 两个 数点 有四个点未画)，各 数点 的 隔 0.1 s，如 (b)所示 . 同学 量出 数点0 到 数点3、4、5 的距离，并 在 (b)上 . 在打 数点4 ，小 的速度大小 _ m/s ；如果将 的重力在数 上当作小 所受的拉力， 在打 数点0 到 4 的 程中，拉力 小 做的功 _ J，小 的 能增量 _ J.( 取重力加速度g 9.8 m/s 2， 果均保留两位有效数字)(3) 由 (2)中数据 ， 同学并没有能 得到“拉力 物体做的功等于物体 能增量”

5、的 ，且 其他的点 (如 2、3、5 点 ) 行 算的 果与“4”数点相似计 .你 生 种 果的主要原因有(写出两条即可 ) _ ； _.解析(1)打点 器是一种 器，使用交流 源；(2) 根据匀 速直 运 中中 刻的速度等于 程中的平均速度，相 的两个 数点 的 隔 T 0.1 s，得： v4 x350.185 0.069 m/s 0.58 m/s，2T0.2在打 数点 0 到 4 的 程中，拉力 小 做的功 ：W mgx04 0.05 9.8 0.12 J 0.059； J小 的 能增量 ：1212EkMv 4 0.20.58 J 0.034 ；J22(2) 生 差的主要原因一是 重力大小

6、并不等于 子拉力的大小， 子上拉力 F， 小 根据牛 第二定律有：F Ma 有： mgF maMFmg，mM由此可知当M? m ， 的重力等于 子的拉力， 然 中没有 足 个条件；另外 要 行平衡摩擦力操作，否 也会造成 大 差.答案(1)交流(2)0.585.9 10 23.4 10 2(3) 小 量不 足 大于 量；没有平衡摩擦力；没考 能的增加.3、探究力 原来静止的物体做的功与物体 得的速度的关系， 装置如 4 所示 . 程中有平衡摩擦力的步 ， 并且 法 橡皮筋 小 做的功以整数倍增大，即分 W0、2W0、3W0、4W0.图 4(1) 中首先通 整木板 斜程度平衡摩擦力，目的是_(

7、填写字母代号 ).A. 了 放小 后小 能做匀加速运 B. 了增大橡皮筋 小 的 力C. 了使橡皮筋 小 做的功等于合外力 小 做的功第 2页D.为了使小车获得较大的动能(2) 图 5 是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm _m/s(保留 3 位有效数字 ).图 5(3) 几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W 与小车获得的最大速度vm 的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是_.答案 (1)C (2)1.22 (3)D解析(1)实验目的是探究合外力做功与物

8、体速度的关系，平衡摩擦力后，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功.(2) 由图可知，小车先做加速度变化的加速运动，后做匀速运动.当小车做匀速运动时，小车获得的速2.44 10 2度最大，即 vmm/s 1.22 m/s.0.02(3) 由 W vm2，知 D 正确 .4、为了 “探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图6 所示的实验装置：图 6(1) 以下实验操作正确的是()A. 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好(2) 在实验中，得到一条如图 7所示的纸带，已知

9、相邻计数点间的时间间隔为T 0.1 s，且间距 x1 、x2、x3、x4、x5、x6 已量出分别为3.09 cm 、3.43 cm 、3.77 cm 、4.10 cm 、4.44 cm、 4.77 cm，则小车的加速度 a _ m/s2(结果保留两位有效数字 ).图 7(3) 有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a 与所受外力F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a F 图线，如图8 所示 .图线 _是在轨道倾斜情况下得到的(填 “ ”或 “”)；小车及车中砝码的总质量m _ kg.图 8答案(1)BC(2)0.34(3)0.5解析(1)将木板不带滑轮

10、的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，故选项A 错误；细线的拉力为小车的合力， 所以细线与木板平行，则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故 B 正确； 实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源后释放小车，故选项C 正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度适当大一些，故D 错误 .第 3页(2) 根据作差法得： ax6 x5 x4 x3 x2 x122 0.34 m/s.9T(3) 由图象可知，当 F 0 时， a0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，

11、即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的，根据F ma 得 a F 图象的斜率k 1 ，由 a F 图象得图象斜率k 2，m所以 m0.5 kg.5、如图 9 甲所示为验证机械能守恒定律的实验简图，地面以下为较松软的泥土.实验时把一质量为m的铁块举到离地面高为H 的地方，让其自由下落，落入泥土中.铁块下面贴有力传感器(质量忽略不计 )，可测得泥土中任意深度h 处铁块受到的阻力Ff ，图乙为计算机根据所测数据绘制的拟合图象(横轴表示深度h，单位 cm，纵轴表示阻力F f，单位 N).图 9分析图象数据， 可得出铁块受到的阻力Ff 与深度 h 的关系

12、为 _(选填 “Ff kh2”、“F f kh3”或 “F f kh4” 某).次实验中， 铁块下落深度为 h1 时停止运动， 尝试写出铁块从下落到落地前验证其机械能守恒定律的方程 _( 比例系数 k 为已知 )答案Ff kh314mgH kh1 mgh1(不能移项，移项物理意义不清晰)4解析由题图乙知，当h2 cm 时， Ff 8 N ，当 h 2.5 cm 时， F f 15.6 N，可知铁块受到阻力Ff 与深度 h 的关系为 Ff kh3，对进入泥土的过程运用动能定理得：mgh1 Wf 0 1mv2，2Ff h 图线围成的面积表示克服摩擦力做功，运用数学微积分得：14Wf kh1，4可知

13、落地的动能为：E 12 14 mgh ，kmvkh1124根据机械能守恒有：12mgH mv ，2即 mgH 1kh1 4mgh1. 46、用如图 10 所示装置做 “验证动能定理”的实验 .实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面.图 10(1) 为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是_( 选填选项前的字母).A. 在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力B.在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力C.调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行D.所加钩码的质量尽量大一些(2) 如图 11 是某次实验中打出纸带的一部分 .O、A、 B、 C 为 4 个相邻

14、的计数点，相邻的两个计数点之间还有4 个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50 Hz.通过测量，可知打点计时器打B 点时小车的速度大小为_ m/s.第 4页图 11(3) 甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带.他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、 2、3、 4、 5、 6 等多个计数点，可获得各计数点到O 的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v.如图 11 是根据这些实验数据绘出的v2 s 图象 .已知此次实验中钩码的总质量为0.015 kg ，小车中砝码的总质量为0.100 kg ，取重力加速度g 9.8 m/s 2，则由图象可知小车的质量为

15、_kg( 结果保留两位有效数字).图 11(4) 在钩码总质量远小于小车质量的情况下，乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小.但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这一情况的原因可能是_( 选填选项前的字母).A. 滑轮的轴处有摩擦B.小车释放时离打点计时器太近C.长木板的右端垫起的高度过高D.钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案(1)AC (2)0.36 (3)0.18(4)C解析(1)为保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡时应不挂钩码，同时需保证细绳与木板平行，故选A、 C.(2) vB AC (10.06 2.86)10 2m/s

16、 0.36 m/s.2T20.1(3) 设钩码的总质量为 m，小车的质量为M，砝码的总质量为m0，对钩码 mg FT ma 对小车和砝码FT (m0M) a，可推出 amg，再代入运动学公式v2 2asmm0 M得 v2 2mg2mg，由图象可知图象斜率k 1(注意横轴单位 )，m m0 Ms，由此可知图象斜率为 m m0 M代入可得小车质量M0.18 kg.(4) 若拉力做功小于小车动能增量，说明有其他力做功，可能是平衡摩擦力过度，故C 正确 .7、现要验证 “当合外力一定时， 物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。 给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、

17、米尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。（ 1）用天平测出小车的质量m（ 2）让小车自斜面上方一固定点A1 从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。（ 3）用米尺测量A1与 A2 之间的距离 s。则小车的加速度 a。（ 4）用米尺测量A1相对于 A2 的高度 h。则小车所受的合外力F 。第 5页（ 5）在小 中加 ，用天平 出此 小 与 的 量m，同 改 h，使 m 与 h 的乘 不 。 出小 从A1 静止开始下滑到斜面底端A2 所需的 t。 出 量与高度的乘 不 的原因_ 。（ 6）多次 量m 和 t，以 m 横坐 ， t2 坐

18、， 根据 数据作 。如能得到一条_ ， “当合外力一定 ，物体运 的加速度与其 量成反比” 一 律。图 1 72smgh；（ 4）s ；7、解析：（ 3）2t（ 5） 了使各次 量中，小 所受的合外力不 ；（ 6） 原点的直 8、小明同学 了一个 来探究自行 的初速度与其克服阻力作功的关系. 的主要步 是：找一段平直的路面，并在路面上画一道起点 ； 上自行 用 快速度 起点 ，并从 把手 自由 放一 很容易辨 的橡皮泥； 起点 后就不再蹬自行 脚蹬， 依靠 性沿直 前 ；待 停下， 自行 停下 的位置；用卷尺量出起点 到橡皮泥落地点 的距离s、起点 到 点的距离L 及 把手 离地高度 h.若自

19、行 在行 中所受的阻力 f 并保持恒定 .（ 1）自行 起点 的速度v=；（用己知的物理量和所 量得到的物理量表示）（ 2）自行 起点 后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所 量得到的物理量表示）（ 3）多次改 自行 起点 的初速度，重复上述 步 ， 每次只需 量上述物理量中的和，就能通 数据分析达到 目的.答案：9、（ 1）某同学在 用打点 器做 机械能守恒定律 中， 取一根 如 ， 但 量 0、1 两点距离 大于 2mm,且 0、 1 和 1、 2 有点漏打或没有 示出来，而其他所有打点都是清晰完整的， 在 同学用刻度尺分 量出 2、 3、 4、5、 6、 7 六个点到0 点的 度 hi（i=2 3 47），再分 算得到 3、 4、 5、6 四个点的速度vi 和 vi2 （