14．如圖1所示是某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)把2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時器所打點(diǎn)的紙帶測出．
（1）實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋時，使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力．下面操作正確的是D．
A．放開小車，能夠自由下滑即可
B．放開小車，能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，輕推一下能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作，下列敘述正確的是CD．
A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器并由靜止釋放
D．先接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的．如圖2為第三次實(shí)驗(yàn)中通過打點(diǎn)計(jì)時器獲得的紙帶，其中每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個點(diǎn)未標(biāo)出．已知打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電周期為0.02s．為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選圖2中的CD段（填A(yù)B或CD）來計(jì)算小車的速度v0．

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動．
（2）實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系．而不需要測量出每根橡皮筋做功的數(shù)值．
（3）小車先在橡皮條的拉動下做加速運(yùn)動，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長時，拉力減為零，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動，可知小車勻速時的速度就是該過程中的最大速度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，放開拖著紙帶的小車，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（2）AB、我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，所以每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必需要保持一致，不需要算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值，故AB錯誤；
C、實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，防止紙帶上留下空白．每次都要從同一位置由靜止釋放這樣開始時橡皮筋的形變量相同，過程中每根橡皮筋做的功才相同．故C正確．
D、先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，故D正確．
故選：CD．
（3）各點(diǎn)之間的距離相等的時候小車做勻速直線運(yùn)動，所以為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的 CD段進(jìn)行測量．
故答案為：（1）D            （2）CD          （3）CD

點(diǎn)評 本題考查探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理，從實(shí)驗(yàn)原理的角度分析即可，本實(shí)驗(yàn)當(dāng)中關(guān)鍵的是如何實(shí)現(xiàn)讓功成倍的增加，如何測到小車獲得的最大速度．橡皮筋拉動小車的設(shè)計(jì)巧妙地解決了這個問題，選項(xiàng)中涉及到實(shí)驗(yàn)的幾個細(xì)節(jié)，是一道易錯題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運(yùn)動到離開彈簧的過程中，（　　）
A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球的機(jī)械能守恒
C．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加D．小球的機(jī)械能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點(diǎn)，固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷），從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時速度為v．已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢為φ（取無窮遠(yuǎn)處電勢為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數(shù)，下列說法正確的是（　　）
A．物塊在A點(diǎn)的電勢能EPA=Qφ
B．物塊在A點(diǎn)時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
C．點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
D．點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢φB=$\frac{m}{2q}$（v02-v2）+φ

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

2．如圖所示，兩塊平行金屬極板MN水平放置，板長L=1m．間距d=$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$m，兩金屬板間電壓UMN=1×104 V；在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個全等的正三角形區(qū)域，正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1，三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn)；正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2，已知A、F、G處于同一直線上．B、C、H也處于同一直線上．AF兩點(diǎn)距離為$\frac{2}{3}$m．現(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個重力不計(jì)的帶電粒子，粒子質(zhì)量m=3×10-10 kg，帶電量q=+1×10-4 C，初速度v0=1×105 m/s．
（1）求帶電粒子從電場中射出時的速度v的大小和方向；
（2）若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；
（3）若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面，求B2應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究動能定理”實(shí)驗(yàn)．請補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：

（1）用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為0.525cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，用米尺測量兩光電門之間的距離s；
（2）在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等；
（3）取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m（填寫相應(yīng)物理量及其符號）；
（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間△tA和△tB；
（5）步驟（4）中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W合=（m+m0）gs，小車動能變化量△Ek=$\frac{1}{2}$M（$\fraczftdvhf{△{t}_{B}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\fracdp5ntll{△{t}_{A}}$）2（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W合和△Ek的值，找出兩者之間的關(guān)系；
（6）重新掛上細(xì)線和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)（2）～（5）步驟．
（7）本實(shí)驗(yàn)中，以下操作或要求是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差的是B．
A．盡量減小兩光電門間的距離s
B．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長木板平行
C．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟：

（1）按圖1擺好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg．
（2）釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源（電源頻率為f=50Hz），打出一條紙帶．
（3）他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖2所示．
把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1=0.41m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m…，他把鉤碼重力（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2）作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W=0.180J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），用正確的公式Ek=$\frac{M{f}^{2}（1hvv5x1_{6}-5b9hjhn_{4}）^{2}}{200}$（用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式）把打下第5點(diǎn)時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek=0.125J．
（4）此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是AB．（雙項(xiàng)選擇題）
A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多
B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多
C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實(shí)值偏小
D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）利用甲圖裝置，小車在橡皮筋的作用下運(yùn)動，如圖丙的4條紙帶中最符合實(shí)驗(yàn)要求的是B．

（2）某同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了更改，如乙圖，把橡皮筋的固定點(diǎn)改為A點(diǎn)，操作如下：
a、將打點(diǎn)計(jì)時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時器，將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后小車做勻速直線運(yùn)動．
b、將橡皮筋固定在小車前端．拉長橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，記下小車位置．接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，釋放小車．
c、用2 條、3 條、4 條、5 條、6 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)．
d、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的6條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動的點(diǎn)，并分別測出勻速運(yùn)動時的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6．
相關(guān)數(shù)據(jù)見下表
實(shí)驗(yàn)次數(shù)條數(shù)速度m/s速度平方m2/s2
111.281.64
221.753.06
332.104.41
442.265.11
552.687.18
662.968.76
①請把操作步驟a補(bǔ)充完整．
②用W0表示一條橡皮筋做的功，請?jiān)谌鐖D丁的坐標(biāo)紙上畫W-v2圖象．
③根據(jù)你畫的W-v2圖象，你認(rèn)為該同學(xué)第4次實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)了問題，問題在于該次實(shí)驗(yàn)時小車釋放的位置距離較近（填“遠(yuǎn)”或“近”）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動能定理”：一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上，光電門甲的位置可移動．不可伸長的細(xì)線一端固定在帶有遮光片（寬度為d）的滑塊上，另一端通過光滑定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行（通過滑輪調(diào)節(jié)）．當(dāng)滑塊沿斜面下滑時，與光電門相連的計(jì)時器可以顯示遮光片擋光的時間t，從而可測出滑塊通過光電門時的瞬時速度v．改變光電門甲的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較外力所做的功W與系統(tǒng)動能的增量△Ek的關(guān)系，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）調(diào)節(jié)斜面的傾角θ，用以平衡滑塊的摩擦力．將帶有遮光片的滑塊置于斜面上，輕推滑塊，使之運(yùn)動．可以通過遮光片經(jīng)過兩光電門的時間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動；
（2）按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材．將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放，滑塊通過光電門甲、乙時，遮光片擋光的時間分別t1和t2，則滑塊通過甲、乙兩光電門時的瞬時速度分別為$\fracfbzprnz{{t}_{1}}$和$\fracjbdn5dn{{t}_{2}}$；
（3）用天平測出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m，用米尺測出兩光電門間的距離s，比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frach1pz1rb{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracfhh1x1h{{t}_{1}}$）2，的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若兩者相等，可得出合力對物體所做的功等于物體動能的變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．下列關(guān)于重力、彈力、摩擦力的說法正確的是（　�。�
A．重力與物體的質(zhì)量和所在的地理位置有關(guān)
B．摩擦力一定與物體的運(yùn)動方向相反
C．有摩擦力不一定有彈力
D．在粗糙程度一定的情況下，接觸面間的壓力越大，摩擦力也一定越大

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同步練習(xí)冊答案