2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：21 实验：探究动能定理

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：21 实验：探究动能定理
教材科目：物理
试卷分类：高考
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

详细信息

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 $\text{[math]}$ 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。除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺测量工具：

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（1）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
（2）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
（3）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。

2. 实验探究题

详细信息

某实验小组用如图所示的装置探究功和速度变化的关系：将小钢球从固定轨道倾斜部分不同位置由静止释放，经轨道末端水平飞出，落到铺着白纸和复写纸的水平地面上，在白纸上留下点迹。为了使问题简化，小钢球在轨道倾斜部分下滑的距离分别为L、2L、3L、4L…，这样在轨道倾斜部分合外力对小钢球做的功就可以分别记为W₀、2W₀、3W₀、4W₀…。

（1）为了减小实验误差必须进行多次测量，在L、2L、3L、4L…处的每个释放点都要让小钢球重复释放多次，在白纸上留下多个点迹，那么，确定砸同一位置释放的小钢球在白纸上的平均落点位置的方法是；
（2）为了完成实验，除了测量小钢球离开轨道后的下落高度h和水平位移s，还需测量。

A . 小钢球释放位置离斜面底端的距离L的具体数值 B . 小钢球的质量m C . 小钢球离开轨道后的下落高度h D . 小钢球离开轨道后的水平位移x
（3）请用上述必要的物理量写出探究动能定理的关系式：W＝；
（4）该实验小组利用实验数据得到了如图所示的图象，则图象的横坐标表示（用实验中测量的物理量符号表示）。

3. 实验探究题

详细信息

某学习小组用如图甲所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。

（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝mm。
（2）下列实验要求中必要的一项是（请填写选项前对应的字母）。

A . 应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B . 应将气垫导轨调至水平
（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它做功的关系，处理数据时应作出的图象是（填写选项前对应的字母）。

A . t²﹣ $\text{[math]}$ B . M﹣F C . L﹣ $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ﹣F²

4. 实验探究题

详细信息

“探究功与速度变化的关系”实验装置如图所示。

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（1）实验中小车会受到阻力，可以使木板适当倾斜来“抵消”阻力的影响，需要将木板的侧适当垫高（填“左”或“右”）。
（2）某次橡皮筋对小车做功为W，打点计时器打出的纸带如图所示，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，则橡皮筋做功之后恢复原长对应的小车v=m/s（保留3位有效数字）。
（3）若根据多次测量数据画出的W—v图像如图所示，可知W与v的可能正确的是

5. 实验探究题

详细信息

如图所示是某同学探究动能定理的实验装置。已知重力加速度为g，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：

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a．将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门A和B，砂桶通过滑轮与小车相连；

b．调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为m；

c．某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动；

d．测得挡光片通过光电门A的时间为Δt₁ ，通过光电门B的时间为Δt₂ ，挡光片宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L；

e．依据以上数据探究动能定理。

（1）根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是________；

A . 实验时，先接通光电门，后剪断细绳 B . 实验时，小车加速运动的合外力为F＝Mg C . 实验过程不需要测出斜面的倾角 D . 实验时应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M
（2）小车经过B的瞬时速度为v_B＝。如果关系式在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。

6. 填空题

详细信息

在探究外力做功与物体动能变化的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s² ，测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，开始下落的点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力做的功为J，动能的增加量等于J（取两位有效数字）。结论是：在误差允许的范围内，。

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7. 实验探究题

详细信息

在“探究动能定理”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮滑块与力传感器相连，传感器下发悬挂钩码，已知遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为m．

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（1）接通气源，滑块从A位置由静止释放，读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t₁、t₂ ，力传感器的示数F，改变钩码质量，重复上述实验．
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量△E_k的关系，还需要测量的物理量（写出名称及符号）；

②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为．
（2）保持钩码质量不变，改变光电门N的位置，重复实验，根据实验数据做出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方v²的关系图象，如图乙所示，则图线的斜率表示，图线在横轴上的截距表示．
（3）下列不必要的实验操作和要求有______（请填写选项前对应的字母）

A . 测量钩码的质量 B . 调节气垫导轨水平 C . 调节滑轮细线与气垫导轨平行 D . 保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量．

8. 实验探究题

详细信息

某兴趣小组用如图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，其中的一段如图所示。若测得BC两点之间的距离为1.24cm，则纸带上A点的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
（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 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 算出。多次测量，若W与 $\text{[math]}$ 均基本相等则验证了动能定理。

9. 实验探究题

详细信息

如图所示，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。

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（1）打点计时器使用的电源是________（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（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（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．打点计时器不打点 B．打点计时器打点
（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点的距离分别为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＝。

10. 单选题

详细信息

如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是（）

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A . 放开小车，小车能够自由下滑即可 B . 放开小车，小车能够匀速下滑即可 C . 放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可 D . 放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可

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