题目内容

用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系,实验时,先适当垫高木板,平衡摩擦力.然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出,沿木板滑行,小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况,若实验做了n次,每次小车都从同一位置由静止释放,所用橡皮筋分别为1根、2根…n根,每根橡皮筋情况都相同.通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn,用W表示橡皮筋对小车所做的功.
(1)关于橡皮筋做功,下列说法正确的是:   
A.橡皮筋做功的具体值可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D.若橡皮筋伸长量变为原来的2倍,则橡皮筋做功也增加为原来的2倍
(2)某同学在实验中得到了如图所示的一条纸带,为计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度,可测图1中哪些点的速度.答:   
A.1号点       B.2号点  C.号点       D.4号点
(3)实验中,甲、乙两位同学的实验操作均正确.甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图线,即W-v图2甲,并由此图线得出“功与速度的二次方一定成正比”的结论.乙同学根据实验数据作出了功与速度的二次方的关系图线,即W-v2图2乙,并由此也得出“功与速度的二次方一定成正比”的结论.关于甲、乙两位同学的分析,正确的是   
A.甲的分析不正确,乙的分析正确  B.的分析正确,乙的分析不正确
C.甲和乙的分析都正确  D.和乙的分析都不正确

【答案】分析:(1)该实验的实验原理:橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能,实验中改变拉力做功时,为了能定量,所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系,这样避免了进行定量计算.
(2)纸带在橡皮条的作用下做加速运动,橡皮条做功完毕,则速度达到最大,此后做匀速运动,由此可以求出小车最后获得的速度大小;
(3)根据W与v,W与v2的关系图线,结合数学知识中的幂函数的图象特点得到结论.
解答:解:(1)A、B、实验中改变拉力做功时,为了能定量,所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系,故A错误,B正确;
C、当橡皮筋恢复原长后,橡皮筋对小车不再做功,故C错误;
D、若橡皮筋伸长量变为原来的2倍,则橡皮筋做功也增加大于原来的2倍,故D错误.
故选B.    
(2):在该实验中,橡皮筋做功而使小车获得的速度,即为小车的最大速度也就是纸带上点距均匀时的速度大小,故应该求2号点或者3号点的速度大小,故AD错误,BC正确.
故选BC.     
(3)根据甲图,得到W=axn,式子中a为常系数,n为指数;当n=1时,图线为直线;当n<1时,图线向下弯曲;当n>1时,图线向上弯曲;
甲图图线向上弯曲,故表达式W=avn中n为大于1的任意数值,而乙图中,W与v2成正比;故正确选项为A.
故选A.
点评:本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析,注意该实验中需要测量是小车的最大速度即最后的速度大小,同时要正确应用数学知识进行数据处理.
练习册系列答案
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(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ,线速度v=       
(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ,(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于“)
③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,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m        mμ      μ。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      (填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图            (填字母代号)。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是                  W。

(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ,线速度v=       

(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ,(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于“)

③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,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m        mμ      μ。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:

电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);

电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);

电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);

电键一个、导线若干。

①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      (填字母代号)。

A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)

B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)

②实验的电路图应选用下列的图            (填字母代号)。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是                  W。

 

(1)(8分).某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置。实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次。然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞。碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次。实验得到小球的落点的平均位置分别为 MNP

①在此实验中,球1的质量为m1,球2的质量为m2,需满足m1_ m2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

②被碰球2飞行的水平距离由图中线段 ▲   表示。

③若实验结果满足m1 =_____,就可以验证碰撞过程中动量守恒。

 


(2)(5分)用油膜法估测分子大小的实验步骤如下:①向体积为V1的纯油酸中加入酒精,直到酒精油酸溶液总量为V2;②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,当滴入n滴时体积为V0;③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水;④用注射器往水面上滴1滴上述溶液,等油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数为N.则①上述过程中遗漏的步骤是 ▲ 

②油酸分子直径的表达式d =  ▲  

(3)①在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中,在下列所给的器材中,

应选用的是:___

    A.6.0V的交流电源

    B.6.0V的恒压直流电源

C.量程0~15 V,零刻度在刻度表盘中央的电压表

    D.量程0~3006ec8aac122bd4f6e,零刻度在刻度表盘中央的电流表

6ec8aac122bd4f6e②如图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验示意图,电极A接电源正极,电极B接电源负极,a、b、c、d、e是五个基准点.当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向“+”接线柱一侧偏转;当电流从“-”接线柱流入电流表时,指针向“-”接线柱一侧偏转.在实验时,探针Ⅰ接触基准点d,另一探针Ⅱ接触探测点p时,发现表的指针发生了偏转,为尽快探测到与d点等电势的点, 则下列正确的是  ▲ 

A.若灵敏电流计指针偏向“+”接线柱一侧,则探针Ⅱ 应右移

B.若灵敏电流计指针偏向“+”接线柱一侧,则探针Ⅱ 应左移

C.若灵敏电流计指针偏向“-”接线柱一侧,则探针Ⅱ 应右移

D.若灵敏电流计指针偏向“-”接线柱一侧,则探针Ⅱ 应左移

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