2023届高考物理一轮实验专题训练：探究动能定理（word版含答案）

1、试卷第 =page 16 16页，共 =sectionpages 16 16页试卷第 =page 1 1页，共 =sectionpages 3 3页2023届高考物理一轮实验专题训练：探究动能定理1（2022湖北华中师大一附中高三阶段练习）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：连接好实验装置如图所示；将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车；在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。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

2、算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0cm；打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则在此过程中拉力对小车做的功为_J，小车动能的增量为_J。（g=9.8N/kg，结果保留三位有效数字）（2）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，图中能正确反映小车关系的是_。ABCD（3）此次实验探究结果，没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差较大，显然，在实验探究过程中忽视了一些因素，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大偏差的主要原因有（至少答出两条）：_。2

3、（2022陕西西安市阎良区关山中学高三阶段练习）某学习小组利用如图装置研究合外力与动能变化关系。图中滑轮光滑，细线轻质，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）为了较好完成该实验，下列说法正确的是_（填选项前字母）A打点计时器应该用低压直流电源B实验中必须平衡小车的摩擦力C应先释放小车，后接通打点计时器电源D滑轮与小车之间的细绳应该与长木板平行（2）如图是该实验中打出的一条纸带，已知打点周期为T，测出OA、AB间距离分别为，则A点速度_；（3）用天平测出重物质量为m、小车质量为M（M远大于m），用刻度尺测出纸带中AE间距离为s，应用（2）问的方法算出E点的速度为。以小车为研究对象，在A到E过程中验

4、证动能定理的表达式为_（用m、M、g、s、表示）3（2022湖北武汉二中模拟预测）用如图所示的实验装置做“探究动能定理”的实验。（1）下面列出了一些实验器材：电火花打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的实验器材有：_。A天平（附砝码）B秒表C刻度尺（最小刻度为mm）D低压交流电源E.220 V交流电源F.低压直流电源（2）本实验_（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。（3）下图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出x1=1.89cm，x2=2.40，

5、x5=3.88cm，x6=4.37cm。则小车加速度的大小a=_（保留两位有效数字）小车以及车中的砝码质量用M表示，盘以及盘中的砝码质量用m表示，交流电的频率用f表示。测得上图纸带计数点1、5间的距离为x，该小组最终要验证的数学表达式为_。（m、M、f，x、以及重力加速度g表示）4（2022四川省高县中学校高三阶段练习）如图甲所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他用质量为m的重物通过滑轮牵引质量为M的小车，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。（1）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

6、（2）平衡摩擦力的时候，打点计时器_（填“需要”或“不需要”）开启；（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，在小纸带上依次取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点的距离如图乙所示。实验中，满足_这一条件时，可认为小车所受的拉力大小为mg；从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_，打B点时小车的动能Ek=_；（用题中给出的字母表示）（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若不能满足第（3）问的条件，但仍然按照第（3）问的方法求出W，则从理论上分析，图丙中v2-W关系图线的斜率k=_。（用题中给出的

7、字母表示）5（2022重庆模拟预测）某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功，在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。实验过程如下：（1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度d；（2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为的位置，并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度_（用题中所给符号表示）；（3）多次改变滑块的质量m，重复（2）的操作，得到多组m与v的值。根据这些数据作出图像，如图乙。根据图像，可求出滑块每次运动的过程中弹簧对其所做的功为_；（4）为了减少实验误差，请提出一条改进措施：_。6（2022辽宁模拟预测）如图所

8、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）实验中，把长木板右端垫高，平衡摩擦力和其它阻力。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（2）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

9、力大小为mg，从打O点到打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=_。（3）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，图中正确反映v2-W关系的是_；若v2-W图线直线部分的斜率为k，则从理论上分析可知小车的质量为_。ABCD7（2022浙江衢州二模）图1为“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置。以小车为研究对象，小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出，功的具体数值可以不测量，由此探究小车合外力所做的功与速度变化的关系。（1）实验中_（选填“需要”或“不需要”）补偿小车受到阻力的影响，理由是_。（2）在某次实验中打出

10、的纸带上选取8个计数点，如图2所示，第一个打点记为计数点0，除计数点0、1间外，其余两相邻计数点间均有四个打点未画出，则打计数点5时，小车的速度大小v5=_m/s（结果保留两位有效数字）。（3）取计数点到0点的距离为x，以v2为横坐标，x为纵坐标，作出xv2图像，除计数点5外，其余各点已经标在图3中，请在答题卷的坐标纸上标出计数点5，画出图线_并求出该图线的斜率k=_。选用重物质量m，小车质量M，重力加速度g，细线牵引力T、小车所受合外力F等代表物理量的字母表示（字母的单位均已为国际制单位）。8（2022重庆市育才中学高三阶段练习）育才中学某学习小组设计如下实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道

11、固定在水平桌面上，在离轨道边缘不远处有一可移动的竖直平面，平面中心竖直线有刻度，刻度与边缘对齐。以边缘的正下方的点为原点建立水平轴。实验时，将竖直平面移动到处，从固定立柱处静止释放体积很小的钢珠，钢珠从点离开后击中中心竖直线某点，记录刻度值。改变，重复实验。请回答以下问题：（1）研究平抛运动规律时，下述条件中对减小误差没有帮助的是_；A弯曲轨道尽量光滑B弯曲轨道边缘保持水平C保持竖直平面与水平面垂直D使用相同体积但质量较大的小钢珠（2）下列图像中，能正确反映与的关系是_；ABC（3）若某次让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度，记录y；将竖直平面向远离B方向平移距离20.00c

12、m，再次让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度为；将竖直平面再向远离B方向平移距离20.00cm，让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度为；小球初速度的值为_m/s；（）（4）某同学想利用此装置来验证动能定理。操作如下，尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直至可忽略，将竖直平面固定在距O点水平距离处，让钢珠离桌面高处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度，记为。改变立柱高度，重复实验。若动能定理成立，则与y满足的关系式_（用、h、y表示）。9（2021陕西省白河高级中学高三期中）利用如图所示的实验装置探究“恒力做的功与动能变化的关系”，已知重物质量为500g，打点计时

13、器所用交流电的频率为50Hz，重力加速度g9.8m/s2。（计算结果保留3位有效数字）（1）对于该实验，下列操作中关于有利于减小实验误差的是_。A重物的密度尽量大一些B重物下落的高度适当高三点C重复多次实验时，重物必须从同一位置开始下落D纸带应该与打点计时器限位孔保持平行（2）按实验要求打出的一条纸带如图乙所示，选择静止开始下落的点为计时起点0，用刻度尺量得计时点1到计时点5之间的距离为61.4mm，由计时点1到计时点5的过程中，重物所受重力做的功为_J，重物动能的增加量为_J。由此得出的结果是：在误差允许范围内，_。10（2022陕西武功县普集高级中学高三阶段练习）甲同学用如图所示装置做“探

14、究合力的功与动能改变量的关系”的实验（1）图乙是该同学实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，图中，。测出小车的质量为M=0.45kg，钩码的总质量为m=0.05kg。该同学认为绳子拉力等于钩码的重力，则从打B点到E点的过程中，合力对小车做的功是_J，小车动能的增量是_J；（取，结果保留2位有效数字）（2）该同学经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增加量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的_。A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C钩码作匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力D长木板的倾角太小11（2018湖南

15、宁乡市教育研究中心高三阶段练习）利用以下装置可以完成力学中的许多实验。（1）以下说法中正确的是_A用此装置“研究匀变速直线运动”时，需要将长木板的一端抬高以平衡摩擦力B用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，每次改变小车质量之后，需要重新平衡摩擦力C用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，并用图像法处理数据时，如果画出的a-m关系图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比D“探究做功和速度变化关系”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与木板平行（2）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中

16、甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，_。（选填“大于”“小于”或“等于”）12（2022福建漳州高三阶段练习）某同学用如图甲所示的实验装置探究合力做功与物体动能变化的关系，打点计时器的打点频率为50Hz。实验中，所挂钩码受到的重力可认为等于小车受到的合力，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）在该实验中，下列说法正确的是_；A小车的质量可以小于钩码的质量B实验前应平衡小车受到的摩擦力C实验时需要始终保持长木板水平D必须先释放小车再接通电源（2）实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E、F是连续打出的点，图中s1=2.00mm、s2=3

17、.92mm、s=3.60mm，小车的质量M=1kg，钩码的总质量m=0.1kg，则打B点时小车的速度大小为_m/s，打E点时小车的速度大小为_m/s，在打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功为_J，小车动能的增加量为_J；（结果均保留三位有效数字）（3）由上述实验过程可得出的结论是：_。13（2022贵州顶效开发区顶兴学校高三期末）小明利用如图所示的装置完成了“验证动能定理”的实验，回答下列问题：（1）本实验除了打点计时器、交流电源、导线以及图中的实验器材外，为了完成本实验还需_和_。（2）在平衡摩擦力时，取下细绳和托盘，将远离滑轮的一端适当垫高，当小车沿长木板向下做_运动时，说明摩擦力已平

18、衡。（3）小明在操作前首先进行调节，使连接小车的细线平行于带滑轮的长木板，本次调节是为了_。A防止小车沿长木板运动时偏离长木板B在纸带上打出清晰的点C小车沿长木板向下做匀速直线运动D在（2）的基础上，保证细线对小车的拉力为其合外力14（2022福建模拟预测）某学习小组利用如图甲所示的装置验证动能定理。（1）如图乙所示，使用游标卡尺测量遮光条宽度，读数为_mm。（2）实验前将气垫导轨调节水平，实验中测出拉力传感器示数为F，滑块遮光条和拉力传感器的总质量M，遮光条宽度d，与光电门相连的数字计时器1和2（图中未画出）的读数为、，两光电门之间的距离为x，若在实验误差允许范围内，满足关系式_，则可验证动

19、能定理。（3）关于上述实验，下列说法正确的是_；A遮光条的宽度不宜过大B托盘及砝码的质量应远小于滑块的质量C两光电门之间的距离小一些利于减小误差15（2021江苏镇江高三阶段练习）某学习小组设计如下实验研究平抛运动，如图所示，弯曲轨道固定在水平桌面上，在离轨道边缘不远处有一可移动的竖直平面，平面中心竖直线有刻度，刻度与边缘对齐。以边缘的正下方的点为原点建立水平轴。实验时，将竖直平面移动到处，从固定立柱处静止释放体积很小的钢珠，钢珠从点离开后击中中心竖直线某点，记录刻度值。改变，重复实验。请回答以下问题：（1）研究平抛运动规律时，下述条件中对减小误差没有帮助的是_；A弯曲轨道边缘保持水平B弯曲轨

20、道尽量光滑C保持竖直平面与水平面垂直D使用相同体积但质量较大的小钢珠（2）下列图像中，能正确反映与的关系是_；ABC（3）若某次让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度，记录y，将竖直平面向远离B平移距离，再次让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度为；将竖直平面再向远离B平移距离，让钢珠从固定立柱处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度为；小球初速度的值为_m/s；（）（4）某同学想利用此装置来验证动能定理。操作如下，尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直至可忽略，将竖直平面固定，让钢珠离桌面高处静止释放，记录钢珠击中中心竖直线刻度，记为。改变立柱高度，重复实验。若动能

21、定理成立，则与成_（填“正比”或“反比”）。16（2021广东湛江二十一中高三阶段练习）某物理小组利用气垫导轨探究系统动能的变化，实验装置如图所示。实验步骤如下：用天平称出滑块和挡光条的总质量，再称出托盘和砝码的总质量；将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度适当，将导轨调至水平；测量挡光条的宽度；由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离；将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘静止不动时，释放滑块，托盘落地前挡光条已通过光电门2；从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和。回答下列问题：（1）调节导轨水平时，_（选填“应该”或“不应该”）挂上托盘；（2）由图中标尺的读数可知

22、两光电门中心之间的距离_；（3）滑块通过光电门1和光电门2的过程中，系统总动能的变化量_；17（2022全国高三专题练习）甲、乙两位同学用如图甲所示的装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们采用不同的思路去探究。甲同学的思路：将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离s进行多次实验，实验时要求每次小车都由静止释放乙同学的思路：将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，保持小车质量不变，改变所挂重物质量多次进行实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。（1）两位同学为了避免实验过程中小车受到的摩擦力对实验结果的影响，实验前都通过垫高木板的一端，使得小车在无拉力作用下做匀速直线运动。（2）两位同学用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d_cm；（3）按照甲同学的思路，如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s。该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变的关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求_；AstBst2 Cst-1 Dst-2（4）按照乙同学的思路，测出多组重物质量m和相