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2015高考物理模拟试题及答案:外力做功和动能

编辑:haoyy

2015-04-13

【导语】物理,向来被很多人视为成绩的“杀手”。由于高中物理知识点多,难度大,导致很多人对物理产生了恐惧心理。本文是为高三考生准备的2015高考物理模拟试题及答案:外力做功和动能一文,希望通过阅读能够快速的帮助到你哦~

1.在利用自由落体运动“探究物体做功与动能变化的关系”的实验中,下列物理量需要用工具直接测量的有(  )

A.重锤的质量

B.重力加速度

C.重锤下落的高度

D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度

2.在做“探究物体做功与动能变化的关系”的实验中,发现重力做的功总是大于重锤增加的动能,造成这种现象的原因是(  )

A.选用的重锤质量过大

B.选用的重锤质量过小

C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力

D.实验时操作不精细,实验数据测量不准确

二、非选择题

3.在“探究物体做功与动能变化的关系”的实验中,实验装置已安装完毕,请完成如下实验操作:

(1)将纸带穿过打点计时器的________,纸带下端固定在重锤上,上端用手提住,纸带不与限位孔接触.

(2)接通打点计时器的电源使它工作,让纸带从________状态开始释放,计时器在纸带上打出一系列的点.

(3)更换纸带重复进行四次实验,从打出的几条纸带中挑选第1、2点距离接近________mm、并且点迹清晰的纸带进行下面的测量.

(4)取纸带上的第1个点记为O,在第1个点后距离较远处任意选取一点P,记P点为n,用刻度尺测出________的距离h.

(5)打点计时器工作电源频率为50 Hz,则打点间隔时间为________s.根据公式________计算出P点的速度v.

(6)由上面的h和v分别计算________和________,看两者________.

(7)在其他纸带上再另选几个点,重复步骤(4)、(5)、(6).

4.在利用打点计时器探究“物体做功与动能变化的关系”的实验中,如果纸带上前面几点比较密集,不够清晰,可舍去前面的比较密集的点,在后面取一段打点较为清晰的纸带,同样可以验证,如图1所示,取O点为起始点,各点间的间距已量出并标在纸带上,所用交流电的频率为50 Hz,重物的质量为m kg.

图1

(1)打A点时,重物下落速度为vA=________,重物动能EkA________.

(2)打F点时,重物下落速度为vF=________,重物动能EkF=________

(3)打点计时器自打下A点开始到打出F点,重物重力做的功为______,动能的增加量为________.

(4)根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重物从打点计时器打出A点到打出F点的过程中,得到的结论是_____________________________________________

________________________________________________________________________.

5.质量为1 kg的重物自由下落,通过打点计时器在纸带上记录下运动过程,打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源,如图2所示,纸带上O点为重物自由下落时打点的起点,选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,单位为mm,重力加速度为9.8 m/s2,则

图2

图3

(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表.

计数点 B C D E F 速度(m·s-1) (2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功.

计数点 B C D E F 功(J) (3)适当选择坐标轴,在图3中作出重力做的功与速度的相关量之间的关系图.

图中纵坐标表示____________,横坐标表示____________,由图可得重力所做的功与____________成________关系.

1.C 2.C

3.(1)限位孔并在复写纸下面经过

(2)静止 (3)2 (4)O点到P点

(5)0.02

(6)重锤重力做的功WG=mgh 重锤动能增加量ΔEk=mv2 是否近似相等

解析 为了在纸带上留下清晰的点,(1)中应填“限位孔并在复写纸下面经过”;在数据处理中需测量物体的下落高度,所以必须保证物体(纸带)从“静止”状态开始释放;开始下落的前两个点间距离离应满足Δh=gT2=×10 m/s2×(0.02 s)2=2 mm.所以(3)中应填“2”;在计算下落过程中外力做功时需找到下落高度,即应测出O点到P点的距离h;由于交流电源的频率为50 Hz,则打点间隔为 s即0.02 s,测P点速度时,应根据匀变速运动中某段时间的平均速度即为中间时刻的瞬时速度,即v=求得;在验证时应计算出外力的功即重力做功mgh和下落对应高度获得的动能mv2,然后看二者在误差允许范围内是否相等.

4.(1)1.30 m/s 0.85m J

(2)2.28 m/s 2.60m J

(3)1.75m J 1.75m J

(4)见解析

解析 本题考查实验数据的处理问题.重物在各点的速度可由前后相邻的两段时间内的平均速度计算,再由Ek=mv2计算出其动能;测出相对应的物体下落的高度h,便可求出重力的功,然后比较,便可得出本实验的结论.

(1)vA== m/s=1.30 m/s

EkA=mv=m×1.32 J=0.85 m J.

(2)vF== m/s=2.28 m/s

EkF=mv=m×2.282 J=2.60m J.

(3)WG=mghAF=m×9.8×(2.79+3.19+3.58+3.97+4.37)×10-2J≈1.75m J.

ΔEk=EkF-EkA=2.60 m J-0.85m J=1.75m J

(4)因为在实验误差范围内WG=ΔEk,即重力做的功等于物体动能的变化.

5.(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74

(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76

(3)如下图所示

重力做的功WG 速度的平方v2 速度的平方v2 正比

解析 (1)各点速度由公式v==,求出

vB== m/s≈1.18 m/s

同理vC≈1.57 m/s,vD≈1.96 m/s,vE≈2.35 m/s,vF≈2.74 m/s

(2)重力做的功由W=mgΔx求出

WB=mg=1×9.8×70.6×10-3 J≈0.69 J

 

同理WC≈1.23 J,WD≈1.92 J,WE≈2.76 J,WF≈3.76 J

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