时间:2017-02-28 23:46:54
1、简答题 某同学准备利用如图所示的装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系．图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨，小盒C用轻绳悬挂于O点，弹簧T左端固定，用小球A沿导轨B向左挤压弹簧，释放后球A弹出，射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动，摆动的最大角度θ可以被准确测出．球A射入盒C后两者的重心重合，重心距悬点O的距离为L．试问：
（1）欲完成此探究实验，该同学在实验过程中除了要测量最大摆角θ和重心距悬点O的距离L外，还需要测量哪些物理量？写出这些物理量及其字母代号．
（2）通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP．写出其计算表达式（无需书写推导过程）．
（3）下面是本实验中的几个步骤：①按实验装置安装好器材；②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L；?③反复调节盒C的位置，使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内，且盒C静挂，开口正对导轨末端，A、C两者重心同高；④用球A压缩弹簧，使其重心处于轨道的某一刻度线上，记录此时的读数；⑤释放A球，让它射入盒C中，一起与C摆动到最大高度；⑥记录最大摆角θ；⑦处理数据，得出结论．在上述步骤中还缺少哪些主要步骤？请你写出来．
（4）该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外，还应注意些什么？
参考答案：（1）弹簧的弹性势能转化为球和盒子的重力势能，要测量重力势能的增加量，要测量小球A的质量m、重盒C的质量M；
要研究弹性势能和压缩量的关系，要测量弹簧的压缩量X；
还需测量：小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量X；
（2）弹性势能的减小量等于小球的动能的增加量，故Ep=12mv2；
碰撞过程动量守恒，故mv=（M+m）v′
继续摆动过程机械能守恒，故：12(M+m)v′2=(M+m)gL(1-cosθ)
联立解得Ep==(M+m)2gL(1-cosθ)m；
（3）缺少的主要实验步骤有：
①用天平称出小球质量和重盒的质量；
②用球A接触弹簧但不压缩，记录其重心位置，读取导轨上相应的读数；
③改变弹簧压缩量，重复实验若干次．?
?（4）①要注意每次实验时，弹簧压缩量不要过大，以保证绳总处于绷直状态，同时摆角不大于90°；
②每次实验时，弹簧的压缩量也不宜过小，否则压缩量L及摆角θ的测量相对误差大，轨道摩擦损耗不可忽略．
故答案为：（1）小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量X；
（2）Ep==(M+m)2gL(1-cosθ)m；
（3）缺少的主要实验步骤有：①用天平称出小球质量和重盒的质量；②用球A接触弹簧但不压缩，记录其重心位置，读取导轨上相应的读数； ③改变弹簧压缩量，重复实验若干次．
（4）①要注意每次实验时，弹簧压缩量不要过大，以保证绳总处于绷直状态，同时摆角不大于90°；②每次实验时，弹簧的压缩量也不宜过小，否则压缩量L及摆角θ的测量相对误差大，轨道摩擦损耗不可忽略．
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 下图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器?材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、导线、开关。回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有?。(填入正确选项前的字母)
A．秒表? B．刻度尺
C．0～6V的交流电源? D．0～6V的直流电源
(2)实验中误差产生的原因有?、?。(写出两个原因)
（3）若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.80m/s2，重物质量为m kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，由图中数据，可知重物由0点运动到B点重力势能减少量
=? J，动能增量
=? J，得出的结论是?。（计算结果保留三位有效数字）
参考答案：（1） BC
（2）纸带与打点计时器之间有摩擦阻力；刻度尺测量下落高度时有误差
（3）7.62m；7.59m；在误差允许的范围内,物体的机械能守恒。
本题解析：
分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
（2）只要涉及到数据的测量就有一定有偶然误差产生，同时该实验中由于不可避免的存在摩擦阻力，因此会有误差产生；
（3）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故AD错误，BC正确．
故选BC．
（2）只要涉及到数据的测量就有一定有偶然误差产生，同时该实验中由于不可避免的存在摩擦阻力，因此会有误差产生，故产生误差的原因可能有：纸带与打点计时器之间有摩擦阻力，刻度尺测量下落高度时有误差．
故答案为：纸带与打点计时器之间有摩擦阻力，刻度尺测量下落高度时有误差．
（3）重力势能的减小量等于重力所做功，故可知重物由0点运动到B点重力势能减少量△EP=mgh=0.776×9.80m=7.62mJ；
根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vB=
=
=3.895m/s
动能增量为：
△Ek=
mv
=7.59mJ
由计算可知，动能的增量和重力势能的减小量基本相等，故在误差允许的范围内，物体的机械能守恒．
故答案为：7.62m；7.59m；在误差允许的范围内，物体的机械能守恒．
本题难度：简单
3、选择题 如图1所示，一个物体放在粗糙的水平地面上．从t=0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动．在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图2所示．已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等．则
A.在0到t0时间内，物体的速度逐渐变小
B.t0时刻，物体速度增加到最大值
C.在0到t0时间内，物体做匀变速直线运动
D.在0到t0时间内，力F大小保持不变
参考答案：B
本题解析：分析：由图2可知，加速度随时间逐渐减小，方向不变，所以加速度方向始终与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度减为零时，速度最大．
解答：A、由图2可知，加速度随时间逐渐减小，方向不变，所以加速度方向始终与速度方向相同，物体做加速运动，故A错误；
B、当加速度减为零时，速度最大，所以t0时刻，物体速度增加到最大值，故B正确；
C、加速度逐渐减小，所以物体不是做匀变速运动，故C错误；
D、根据F-f=ma，可知，a减小，f不变，所以F减小，故D错误．
故选B
点评：本题主要考查了速度与加速度的关系，要求同学们能根据加速度图象得出有效信息，难度不大，属于基础题．
本题难度：简单
4、实验题 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如右图中a、b、c、d所示。
B．按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线___________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。
(2)已知图中小方格的边长L＝1.25cm，则小球平抛的初速度为v0＝_________（取g＝9.80m/s2），小球在b点的速率____________（保留三位有效数字）。
参考答案：步骤A:相同（同一）步骤B:水平 （2）0.7 0.875
本题解析：（1）该是实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平，同时让小多次从同一位置无初速度的释放．
（2）由图可知a、b、c、d之间的时间间隔是相同的，因此根据匀变速直线运动的规律有：
，由题可知
，带入解得：
；
?解得：
，带入数据解得：
，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
点评：本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，是一道考查基础知识的好题目．
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），那么下列说法正确的是（ ）
A．弹簧所受的合力为40N
B．该弹簧的劲度系数k=200N/m
C．该弹簧的劲度系数k=400N/m
D.根据公式k=style="shiti/data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAwAAAAkCAIAAAAy6EzrAAAA0ElEQVQ4jc2TsRHDIAxFtQVjUGgIT0GjHTKEGo3gGWi0CY02YAtSEBtM4JI0SX4Fdw/po/uC8obgM0gCwkRoQyVlcp7ycbUoGGRol8k7iVZKyUn3aDnpjXWADAHt0XrTdFbsIIsyWJkbJ9bKb52zHjIEd7TIzPtkBBbFXV8/Q5m8O3rNoN5vncqq0gv9KzRLSNNvPP0plJO6llpDgD5el0oSkHgnv/UBHyGLAi3ES09tq5aQMoeAdT/nkEUhVmUiVovSo3B+rQa8P688zfVl6A6yfmwD6+L0fQAAAABJRU5ErkJggg==" alt="">，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单