某同学用如图甲所示的装置做验证动能定理实验实验操作如下用分度的游标卡尺测量固定在小车上的遮光片宽度如图乙所示则遮光片的宽度调节长木板的倾角将小车放在长木板靠近滑轮的一侧砂桶用细绳跨过定滑轮挂在小车上并使细绳平行于长木板调整砂桶内砂子的质量使小车以某一初速度沿长木板向下运动时通过两个光电门的时间相等取下细绳和砂桶用天平称得砂桶和砂的总质量为再将小车在靠近滑轮的位置由静止释放小车通过光电门和光电门时显示的时间分别为已知重

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162480. （2023•西安三中•高三上期中）某同学用如图甲所示的装置做“验证动能定理”实验，实验操作如下：
$德优题库$
（1）用50分度的游标卡尺测量固定在小车上的遮光片宽度如图乙所示，则遮光片的宽度d=       mm；
（2）调节长木板的倾角，将小车放在长木板靠近滑轮的一侧，砂桶用细绳跨过定滑轮挂在小车上并使细绳平行于长木板。调整砂桶内砂子的质量，使小车以某一初速度沿长木板向下运动时，通过两个光电门的时间相等。取下细绳和砂桶，用天平称得砂桶和砂的总质量为m。再将小车在靠近滑轮的位置由静止释放，小车通过光电门1和光电门2时显示的时间分别为Δt₁、Δt₂，已知重力加速度为g,小车与遮光片的总质量为M，两光电门间的距离为l,则小车从通过光电门1到通过光电门2的过程中，动能的增加量为        ，小车所受合为        。若满足等式        ，则动能定理得以验证；（结果均用已知字母表示）
（3）若实验过程中，保证小车能够沿长木板下滑但不满足m＜＜M，则对实验结果        （选填“无影响”或“有影响”）。

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[考点]

探究功与物体速度变化的关系，

[答案]

（1）4.20；（2）

（

﹣

），mg，mgl＝

（

﹣

）；（3）无影响

[解析]

解：（1）游标卡尺的精度为0.02mm，读数是主尺读数加上游标尺的读数，由图可读出为d＝4mm+10×0.02mm＝4.20mm
（2）小车通过光电门1到通过光电门2时的瞬时速度分别为v₁＝

，v₂＝

则小车动能的增加量为
ΔE_k＝

﹣

＝

（

﹣

）
挂上砂桶时小车向下通过两个光电门的时间相等，说明是匀速运动，由平衡条件
Mgsinθ＝f+mg
取下细绳和砂桶后，小车向下加速运动
Mgsinθ﹣f＝F_合
联立可得小车所受合为
F_合＝mg
对小车从通过光电门1和光电门2的过程，若动能定理成立，则合外力对小车做的功等于小车动能的增加量，即mgl＝

（

﹣

）
（3）本实验中利用代换的方法，将小车沿斜面向下加速运动的合力巧妙的用小车匀速下滑时的砂和砂桶的总重量进行代换，所以实验不满足m＜＜M，对实验无影响。
故答案为：（1）4.20；（2）

（

﹣

），mg，mgl＝

（

﹣

）；（3）无影响

[点评]

本题考查了"探究功与物体速度变化的关系，"，属于"常考题"，熟悉题型是解题的关键。

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相似题 全部同步专题复习模拟真题联考专练月考周考期中期末单元寒假暑假副题

159356. （2022•西安中学•高三上四月）附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究合外力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、小木块等，组装的实验装置如图甲。
$德优题库$
（1）实验时小车应        （选填“A“或”B”）打点计时器由静止释放：
A.远离
B.靠近
（2）平衡小车所受阻力的操作如下：取下钩码，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计的电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动，如果打出的纸带如图1，则应适当        （选塘“增大“或“减小）木板的倾角，直到纸带上打出的点均匀为止；
（3）实验时把钩码的重力当作细线对小车的拉力，为减小实验误差，钩码的质量m与小车的质量M必须满足：m        M；（选填“?”、“?”或“=”）
（4）某次实验正确操作后，图2是打点计时器打出的一条纸带，O、A、B、C、D为计数点，相邻两个计数点的时间间隔为T。若该组同学量出相邻计数点间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄，测得钩码的总质量为m,小车的总质量为M，已知当地重力加速度为g。从打A点到打C点的过程中，合外力对小车做的功W=       ，小车动能变化量ΔE_k=       ；
（5）若根据测得的实验数据描绘出的v²-s图线如图丙，其中横坐标s为小车从0点开始发生的位移，纵坐标为小车运动速度大小的平方，已知图中直线的斜率为k,小车质量M=       （用m、g和k表示）。

共享时间:2022-02-25 难度:1 相似度:2

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159605. （2022•长安区一中•高二上一月）附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究合外力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、小木块等，组装的实验装置如图甲。
$德优题库$
（1）实验时小车应        （选填“A“或”B”）打点计时器由静止释放：
A.远离
B.靠近
（2）平衡小车所受阻力的操作如下：取下钩码，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计的电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动，如果打出的纸带如图1，则应适当        （选塘“增大“或“减小）木板的倾角，直到纸带上打出的点均匀为止；
（3）实验时把钩码的重力当作细线对小车的拉力，为减小实验误差，钩码的质量m与小车的质量M必须满足：m        M；（选填“?”、“?”或“=”）
（4）某次实验正确操作后，图2是打点计时器打出的一条纸带，O、A、B、C、D为计数点，相邻两个计数点的时间间隔为T。若该组同学量出相邻计数点间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄，测得钩码的总质量为m,小车的总质量为M，已知当地重力加速度为g。从打A点到打C点的过程中，合外力对小车做的功W=       ，小车动能变化量ΔE_k=       ；
（5）若根据测得的实验数据描绘出的v²-s图线如图丙，其中横坐标s为小车从0点开始发生的位移，纵坐标为小车运动速度大小的平方，已知图中直线的斜率为k,小车质量M=       （用m、g和k表示）。

共享时间:2022-10-15 难度:1 相似度:2

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159713. （2021•西安中学•高三上一月）某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。

（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择　    　（选填“A”或“B”）。
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是　    　（选填“甲”或“乙”）。
（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度v_A＝　   　m/s。

（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔE_k＝

算出。砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g。实验中，小车的质量应　　（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W＝mgL算出。多次测量，若W与ΔE_k均基本相等则验证了动能定理。

共享时间:2021-10-17 难度:1 相似度:2

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159901. （2022•雁塔二中•高一下二月）如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。思考该探究方案并回答下列问题：
$德优题库$
（1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是       。
A．防止小车不能被橡皮筋拉动
B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
C．便于小车获得较大的弹射速度
D．防止纸带上打点不清晰
（2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放；
乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。
你认为       （填“甲”或“乙”）同学的方法可行。
（3）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。若所作的W-v的图象如图所示，则下一步应作       （填“W-v²”或“W-

√

”）的关系图象。

共享时间:2022-06-14 难度:1 相似度:2

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183005. （2018•长安区一中•高二下期末）某实验小组用图甲所示的装置探究功和动能变化的关系。他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平实验台上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间。若小车（含挡光片）的质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m。
$德优题库$
（1）实验前，为了消除摩擦力对小车运动的影响，应取下砝码盘，将木板的        （填“左”或“右”）端适当垫高，使小车通过两光电门的        。
（2）在完成（1）的操作后，为确保小车运动中受到的合力与砝码盘中盘中砝码的总重力大致相等，m、M应满足的关系是        。
（3）用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示，则d=       mm。
（4）将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，小车通过A、B时的遮光时间分别为t₁、t₂，用刻度尺量得A、B之间的距离为s。已知重力加速度为g,则本实验最终要探究的数学表达式应该是：       （用代表物理量的字母表示）。

共享时间:2018-07-20 难度:1 相似度:2

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183137. （2017•西安中学•高一下期末）某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码．

（1）实验主要步骤如下：
①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功．
②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t₁、t₂，则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE＝　（用字母M、t₁、t₂、d表示）．
③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作．
④用游标卡尺测量挡光片的宽度d
（2）下表是他们测得的多组数据，其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和，

﹣

|是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间所做的功．表格中ΔE₃＝　　，W₃＝　（结果保留三位有效数字）．

次数	M/kg	﹣\|/（m/s）²	ΔE/J	F/N	W/J
1	1.000	0.380	0.190	0.400	0.200
2	1.000	0.826	0.413	0.840	0.420
3	1.000	0.996	ΔE₃	1.010	W₃
4	2.000	1.20	1.20	2.420	1.21
5	2.000	1.42	1.42	2.860	1.43

（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ．利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、t₁、t₂的数据，并得到m与

的关系图象，如图乙所示．已知图象在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则μ＝　　（用字母b、d、s、k、g表示）．

共享时间:2017-07-18 难度:1 相似度:2

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151784. （2015•西安一中•一模）下面几个实验都用到了打点计时器或电火花计时器：
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验
$德优题库$
（1）运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律“实验是否需要平衡摩擦阻力？       （填“是”或“否”）
（2）如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分，若所用电源的频率为50Hz,图中刻度尺的最小分度为1mm,请问该条纸带是以上四个实验哪一个实验时得到的？       （填实验的名称）
（3）由如图丁的测量，打C点时纸带对应的速度为       m/s（保留三位有效数字）．

共享时间:2015-03-12 难度:3 相似度:1.33

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dygzwlyn

2023-11-18

高中物理 | 高三上 | 实验题

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2023-2024学年陕西省西安三中高三（上）期中物理试卷

更新:2023-11-18 10:23浏览量:16

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