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    15．在“探究动能定理”的实验中，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；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．
    （1）实验中木板略微倾斜，这样做CD
    A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
    B．是为了增大小车下滑的加速度
    C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功
    D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
    （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，下列说法中正确的是B
    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．

    分析 （1）根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响，需要平衡摩擦力，橡皮筋松弛后小车做匀速运动．根据实验的原理和操作方法分析答题．
    （2）若木板是水平放置的，则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力，小车先加速后减速；当小车速度达最大时，小车的合力为零．

    解答 解：（1）使木板倾斜，使小车受到的摩擦力与小车所受重力沿板向下的分力大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上运动时受到的合力为零，小车可以在斜面上做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动，故AB错误，CD正确；
    故选：CD．
    （2）若木板是水平放置的，则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力，当小车速度达最大时，则小车的合力为零．所以除摩擦力外，还有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋处于伸长状态．故ACD错误，B正确；
    故选：B．
    故答案为：（1）CD；（2）B．

    点评 要掌握实验原理与实验注意事项，同时注意数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题．该实验中小车的运动情况是先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．如图甲所示是我校某兴趣小组探究“合外力做功与物体动能的变化”实验示意图．

    （1）在水平桌面上将长木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，目的是平衡小车受到的摩擦力；
    （2）在细绳的一端系上砂桶，另一端跨过长木板的定滑轮连接小车，在砂桶中放入适当的沙，小车在细绳拉力作用下做匀加速运动，为了使细绳的拉力近似等于砂桶与砂的重力，砂桶与砂总质量m与小车的质量M应满足m＜＜M．
    （3）某次实验中，在纸带上取7个计数点（相邻计数点之间有4个点未画）如图乙所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，利用纸带数据求出第4点的瞬时速度大小v4=2.0m/s（保留两位有效数字）
    （4）兴趣小组利用某次实验的数据做W--△v2图象如图丙所示，求出小车的质量M=0.28kg（保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．某实验小组采用如图1所示的装置做“探究做功和物体动能变化的关系”实验，图中桌面水平，小车可放置砝码，实验中小车碰到制动装置时钩码尚未到达地面．

    （1）实验的部分步骤如下：
    a．在小车上放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细绳连接小车和钩码：
    b．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；
    c．改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复第二步的操作．
    （2）如图2所示是某实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计算点间的时间间隔为T，则打C点时小车的速度为$\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$要验证合外力做的功与动能变化的关系，除钩码和砝码的质量、位移、速度外，还要测出的物理量有：小车的质量；
    （3）某同学用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a平衡摩擦力b重物的重力远小于小车的总重力；
    （4）实验小组根据实验数据绘出了图3中的图线（其中△v2=v2-v02），根据图线可获得的结论是小车初末速度的平方差与位移成正比（或合外力做功等于物体动能的变化）．．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图1所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W．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（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根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．

    （1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流（填“交流”或“直流”）电源．
    （2）实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是D．
    A．放开小车，能够自由下滑即可
    B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
    D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （3）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B．
    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
    （4）如图2纸带中，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GJ部分进行测量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    10．在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中，某同学的实验设计方案如图1所示．则：

    （1）该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要平衡摩擦力，其次钩码和小车还需要满足的条件是钩码质量要远小于小车质量．
    （2）实验中，除位移、速度外，还要测出的物理量有钩码的质量m、小车的质量M．
    （3）在上述实验中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz．某同学打出的一段纸带如图2所示，则小车匀速运动时的速度大小为1.40m/s．（计算结果保留三位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是EAEBECED，则（　　）
    A．EA＜EB
    B．EC＞ED
    C．A、D两点在x方向上的场强方向相反
    D．同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上．从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，下列说法正确的是（　　）
    A．木块在经历时间t1的过程中，水平恒力F做的功为$\frac{{{F^2}t_1^2}}{2m}$
    B．木块在经历时间t1，在t1时刻力F的瞬时功率为$\frac{{{F^2}t_1^2}}{2m}$
    C．木块在经历时间t1，在t1时刻力F的瞬时功率为$\frac{{{F^2}{t_1}}}{m}$
    D．木块在经历时间t1的过程中，水平恒力F做功的平均功率为$\frac{{{F^2}t_1^2}}{m}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    4．某研究性学习小组的同学们做了以下两个关于弹簧的实验．
    （1）在做探究弹簧弹力的大小与其伸长量的关系实验中，设计了如图1所示的实验装置．在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码．同学们先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长的长度x，并将数据填在下面的表格中．（实验过程中，弹簧始终在弹性限度内）

    测量次序123456
    悬挂钩码所受重力G/N01.02.03.04.05.0
    弹簧弹力大小F/N0.01.02.03.04.05.0
    弹簧的总长度L/cm6.07.910.112.014.215.9
    弹簧伸长的长度x/cm0.01.94.16.08.29.9
    ①请把6次测量的数据对应点在如图2所示的坐标纸上描绘出来，并作出F-x图线．
    ②根据上述的实验过程，并对实验数据进行分析可知，下列说法中正确的是ABD．（选填选项前的字母）
    A．弹簧弹力大小的变化量与弹簧长度的变化量成正比
    B．该弹簧的劲度系数约为50N/m
    C．若考虑到弹簧所受的重力，则此实验中弹簧劲度系数的测量值将比实际值偏大
    D．在不挂钩码的情况下测量弹簧的长度时，需使弹簧在竖直方向上自然下垂的状态下测量
    （2）研究性学习小组的同学将该弹簧放置在一个高度为h的水平桌面上，将其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图3所示．将钢球向左压缩弹簧一段距离x后由静止释放，钢球将沿水平方向飞出桌面，钢球在空中飞行一段距离后落到水平地面上，测得其水平飞行距离为s．该小组的同学想用这个装置探究弹簧将钢球弹出的过程中，弹簧弹力对钢球所做的功与此过程中钢球动能增量之间的关系．
    ①根据第（1）问的F-x图象，弹簧压缩量为4.00cm时，释放弹簧后，弹簧弹力对小球所做的功为0.04 J．（弹簧处于弹性限度内）
    ②同学们发现，当压缩弹簧的距离x不同时，钢球落地时的水平距离s也会不同．可以根据第（1）问中画出的F-x图象求出弹簧弹力对钢球所做的功，然后研究弹簧弹力对钢球所做的功W与此过程中钢球动能增量△Ek之间的关系．根据这样的思路同学们预测了几种不同的s-x关系图象，下列说法中正确的是C 
    A．s-x关系图象一定是一条过原点的直线，钢球的质量越大图线的斜率越大
    B．s-x关系图象是一条不过坐标原点的直线
    C．s-x关系图象一定是一条过原点的直线，弹簧的劲度系数越大图线的斜率越大
    ③在第（1）问的实验中是在弹簧处于竖直状态下测得弹簧的劲度系数k，而在第（2）问中弹簧是处于水平状态下使用，若弹簧的质量不可忽略，则在第（2）问弹簧处于水平状态下使用时的劲度系数k′将大于 k（选填“大于”或“小于”）．若用第（1）问中测得的k进行计算，则弹簧弹力对钢球所做的功W小于 钢球的动能增量△Ek．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图，一小物体从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直轨道运动到B点后，进入光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即物体离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h=0.8m，水平距离s=1.2m，水平轨道AB长为L1=1.0m，BC长为L2=3.0m．物体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2．

    则：（1）当物体在A点的初速度v A=3.0m/s时，物体恰能通过圆形轨道最高点，求圆形轨道的半径．
    （2）若物体既能通过圆形轨道最高点，又不掉进壕沟，求物体在A点的初速度的范围．

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