高中物理第七章实验探究功与速度变化的关系同步练习新人教版必修.docx
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高中物理第七章实验探究功与速度变化的关系同步练习新人教版必修
6．实验：
探究功与速度变化的关系
1．某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是（ ）
A．始终是均匀的 B．先减小后增大
C．先增大后减小D．先增大后均匀不变
答案：
D
解析：
橡皮筋对小车作用过程中小车速度增大，所以点间距增大，当小车离开橡皮筋后做匀速直线运动，点的间距不再变化，所以选D。
2．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中作出W－v2图象如图所示，下列符合实际的是（ ）
答案：
B
解析：
实验证明，力做的功W与物体速度v的二次方成正比，即W∝v2，故作出的W－v2图象为一条过原点的倾斜直线，B正确。
3．小明和小帆同学利用如图所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是________（填“甲”或者“乙”）
答案：
甲
4．下面探究“功与物体速度变化关系”的实验步骤，其合理顺序是________。
①将小车拉至图中C处，使AB和BC间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W。
②作出W－v、W－v2的图象，分析图象的特点，得出结论。
③如图所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧A处钉两个小钉，小车放在B处挂上一根橡皮筋（即图示情况），使橡皮筋处于自由长度。
④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3…记下2W、3W…记入表格。
答案：
③①④②
5．某同学用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系。
（1）图中所示的电磁打点计时器，应该配备4～6V的________（填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验中为了平衡小车所受的摩擦力，可将木板的________（填“左”或“右”）端垫起适当的高度。
（3）实验中通过改变橡皮筋的________（填“长度”或“条数”）改变功的值。
（4）操作正确的情况下，以功W为纵坐标，以________（填“v”“v2”或“
”）为横坐标做出的图线最接近一条倾斜的直线。
答案：
（1）交流
（2）左 （3）条数 （4）v2
6．为了探究功与物体速度变化的关系，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：
数据组
1
2
3
4
5
6
v/（m·s－1）
0
0.16
0.19
0.24
0.30
0.49
x/m
0
0.045
0.075
0.111
0.163
0.442
（1）一同学根据表中数据，作出x－v图象如图甲所示。
观察该图象，该同学作出如下推理：
根据x－v图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比。
请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想。
（2）根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________。
答案：
（1）见解析图
（2）x∝v2
解析：
（1）做出x－v2图线如图所示
（2）由图可以看出，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比。
即x∝v2。
7．为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。
请思考探究思路并回答下列问题（打点计时器交流电频率为50Hz）：
（1）以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是（ ）
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。
纸带上打出的点，两端密、中间疏。
出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
（2）由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示的是其中四次实验打出的部分纸带：
（3）试根据上面的信息，填写下表：
次数
1
2
3
4
橡皮筋对小车做功
W
小车速度v（m/s）
v2（m2/s2）
从表中数据可得出结论：
________________________________。
答案：
（1）D
（3）如表所示
次数
1
2
3
4
橡皮筋对小车做功
W
2W
3W
4W
小车速度v（m/s）
1.0
1.415
1.73
2.0
v2（m2/s2）
1.0
2.0
3.0
4.0
结论：
橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比。
8．如图（甲）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。
（1）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（ ）
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
（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．小车未过两个铁钉的连线
（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，应选用纸带的某部分进行测量，如图（乙）所示。
你认为下列选项中可能合理的是________。
A．BD B．GI C．HK D．AK
答案：
（1）D
（2）BD （3）BC
9．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图甲所示的实验。
将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器。
先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止。
然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
得到的纸带如图乙所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s。
甲 乙
根据以上数据你能否大致判断W∝v2?
答案：
设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B过程中，重力对重物所做的功为2W。
由O到C过程中，重力对重物所做的功为3W。
由计算可知，
v
＝1.44×10－2m2/s2，v
＝2.89×10－2m2/s2，
v
＝4.41×10－2m2/s2，
≈2，
≈3，
即v
≈2v
，v
≈3v
由以上数据可以判定W∝v2是正确的，也可以根据W－v2的图线来判断（如图所示）。
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．下列说法正确的是（）
A．光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱无关
B．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献
C．大量处于n=3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光
D．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子动能越大
2．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数。
宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出
A．滑块的质量为
B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度
D．该星球近地卫星的周期为
3．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m＝2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s，若这种装置的轨道宽为d＝2m，长L＝100m，电流I＝10A，轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是（）．
A．B＝18T，Pm＝1.08×108W
B．B＝0.6T，Pm＝7.2×104W
C．B＝0.6T，Pm＝3.6×106W
D．B＝18T，Pm＝2.16×106W
4．近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生，近日研究，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅（约270N）的重量．不当的姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛，体重增加，胃痛，偏头疼和呼吸道疾病等，当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化，现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型，重心在头部的P点，颈椎OP（轻杆）可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PA方向肌肉拉力的作用下静止．假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，PA与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（
≈1.414，
≈1.732）（）
A．4.2倍
B．3.3倍
C．2.8倍
D．2.0倍
5．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接
假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是
A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
6．如图甲所示，平行金属板A、B正对竖直放置，CD为两板中线上的两点。
A、B板间不加电压时，一带电小球从C点无初速释放，经时间T到达D点，此时速度为v0。
在A、B两板间加上如图乙所示的交变电压，t=0带电小球仍从C点无初速释放，小球运动过程中未接触极板，则t=T时，小球（）
A．在D点上方
B．恰好到达D点
C．速度大于v
D．速度小于v
二、多项选择题
7．如图为甲、乙两列简谱横波在同一绳上传播时某时到波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。
质点M位于x=0.2m处，则下列说法正确的是________
A这两列波会发生干涉现象
B．M点是振动加强点，所以其位移总是最大
C．此时M点位移为零，故M点是振动减弱点
D．由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M点将位于波谷
E.M点将做振幅为30cm的简谐振动
8．如图，橡皮条一端固定在O'点，另一端系着中心有孔的小球，小球穿在固定的水平杆上，杆上O点在O'点正下方，橡皮条的自由长度等于OO'。
将小球拉至A点后无初速释放，小球开始运动，由于球与杆之间有摩擦，球向右运动的最远处为杆上B点。
在小球从A向B运动的过程中
A．在O点，小球的加速度为零
B．在A、O之间的某点，小球的动量最大
C．在O、B之间的某点，小球的动量最大
D．小球和橡皮条系统的机械能逐渐减小
9．类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中讲解了由
图像来求位移的方法。
借鉴此方法，下列图像中阴影部分的“面积”与箭头下方物理量对应关系，正确的是（）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图：
金属导轨倾斜固定，倾角为α，导轨上开有一狭槽，内置一小球，球可沿槽无摩擦滑动，绳子一端与球相连，另一端连接一抱枕，小孩可抱住抱枕与之一起下滑，绳与竖直方向夹角为β，且保持不变。
假设抱枕质量为m1，小孩质量为m2，小球、绳的质量及空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（）
A．分析可知α＝β
B．小孩与抱枕一起做匀速直线运动
C．小孩对抱枕的作用力平行导轨方向向下
D．绳子拉力与抱枕对小孩的作用力之比为（m1＋m2）∶m2
三、实验题
11．如图甲所示，初始有一质量m＝5kg的物块以速度v0＝10m/s在水平地面上向右滑行，在此时刻给物块施加一水平外力F，外力F随时间t的变化关系如图乙所示，作用3s时间后撤去外力F，规定水平向右为正方向，已知物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2。
求：
（1）撤去拉力F时物块的速度大小；
（2）物块向右滑行的总位移。
12．如图所示，在xoy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的圆形区圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。
x轴下方圆弧bd与b′d′是两个半圆形同心圆弧，bd和b′d′之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点O，其间的电势差为U；x轴上方圆周外区域，存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆周内无磁场。
圆弧b′d′上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点O，并进入磁场。
不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。
（1）粒子经电场加速后，在半径为R的圆形区域内运动的时间为多大?
（2）若从a点进入磁场的粒子不能从磁场上边界射出磁场，则磁感应强度应满足什么条件?
（3要使粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值B0；并求出此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间；
（4）当磁场中的磁感应强度大小为第（3）问中B0的
倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。
四、解答题
13．一个质量m=2×10-2kg、电荷量q=+5×10-3C的带电小球在0时刻以v0=40m/s的速度从O点沿+x方向（水平向右）射入一空间,在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场,其中电场沿-y方向（竖直向上）,电场强度大小E0=40V/m。
磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小B0=4πT。
当地的重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,计算结果中可以保留根式或π。
求:
（1）12s末小球速度的大小;
（2）在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在0~24s内运动轨迹的示意图;
（3）26s末小球的位置坐标。
14．运载火箭是人类进行太空探索的重要工具，一般采用多级发射的设计结构来提高其运载能力。
某兴趣小组制作了两种火箭模型来探究多级结构的优越性，模型甲内部装有△m=100g的压缩气体，总质量为M=lkg，点火后全部压缩气体以vo=570m/s的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出；模型乙分为两级，每级内部各装有
的压缩气体，每级总质量均为
，点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度vo从底部喷口在极短时间内竖直向下喷出，喷出后经过2s时第一级脱离，同时第二级内全部压缩气体仍以速度vo从第二级底部在极短时间内竖直向下喷出。
喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽略不计，g取10m／s2，求两种模型上升的最大高度之差。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
D
B
C
B
二、多项选择题
7．ADE
8．BD
9．ABD
10．AD
三、实验题
11．
（1）2m/s
（2）19m
12．
（1）
；
（2）
；
（3）
，
；
（4）
.
四、解答题
13．
（1）20
m/s；
（2）
；（3）（（120-
）m，（45+
）m）
14．54m
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）
A．卫星a的加速度大于b的加速度
B．卫星a的角速度小于c的角速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D．卫星b的周期大于24h
2．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。
下列说法正确的是
A．在t=0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零
B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
C．Rt处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2的比值不变
D．Rt处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变大
3．如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法不正确的是
A．一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子动能增大
C．n=4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D．用能量为11.0eV的电子轰击基态氢原子能使其跃迁到更高能级
4．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接
假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是
A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
5．将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（）
A．
B．
C．
D．
6．如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：
半径为
的磁性圆轨道竖直固定，质量为
的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为
，则
A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动
B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒
C．铁球在A点的速度必须大于
D．轨道对铁球的磁性引力至少为
，才能使铁球不脱轨
二、多项选择题
7．如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，上下边缘分别为a、b可见单色光，则（________）
A．a为紫光，b为红光
B．玻璃对a光的折射率比b光的大
C．a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度
D．a、b两束光通过同一单缝衍射装置形成的中央宽条纹，a光的宽
E.a、b两束光通过同一双缝衍射装置形成的干涉宽条纹，相邻条纹间距a光的较大
8．如图所示，一粒子源S可向外发射质量为m，电荷量为q带正电的粒子，不计粒子重力，空间充满一水平方向的匀强磁场，磁感应强度方向如图所示，S与M在同一水平线上，某时刻，从粒子源发射一束粒子，速度大小为v，方向与水平方向夹角为θ，SM与v方向在同一竖直面内，经时间t，粒子到达N处，已知N与S、M在同一水平面上，且SM长度为L，NM与SM垂直，匀强磁场的磁感应强度大小可能是（）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上．开始时重物处于A处，此时弹簧水平且处于原长．现将重物从A处由静止开始释放，重物下落过程中经过B处时速度最大，到达C处时速度为零。
已知弹簧始终在弹性限度之内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，则下列说法中正确的是（）
A．重物下滑到B处时，加速度一定为零
B．重物下滑到C处时，加速度一定为零
C．重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小
D．重物在下滑过程中所受摩擦力一直增大
10．竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的四分之一圆周MN和半径r的半圆周NP拼接而成，两段圆弧相切于N点，R>2r，小球带正电，质量为m，电荷量为q．已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（）
A．若整个轨道空间加竖直向上的匀强电场E（Eq＜mg），则小球仍能通过P点
B．若整个轨道空间加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点
C．若整个轨道空间加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球一定不能通过P点
D．若整个轨道空间加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球可能不能通过P点
三、实验题
11．
（1）在做“研究平抛运动”实验中，以下哪些操作可能引起实验误差（________）
A.安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
B.确定OY轴时，没有用重垂线
C.斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
D.每次从轨道同一位置释放小球
（2）如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm.如果取g=10m/s2,那么：
①闪光频率是_______Hz
②小球平抛时的初速度的大小是________m/s
③小球经过B点的速度大小是___________m/s
12．小明同学在一次测量时，电压表（0﹣15V）、电流表（0﹣0.6A）的示数如图所示．
（1）则电压值为____V，电流值为_____A；
大明同学用如图甲所示的器材和电路测量电源电动势和内电阻。
（2）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，并描绘出了U1-U2的图像，如图乙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为
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