精品练习高考物理总复习专题训练课练 20 库仑定律 电场力的性质.docx

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精品练习高考物理总复习专题训练课练20库仑定律电场力的性质

【精品练习】2019年高考物理总复习专题训练★★★

课练20　库仑定律　电场力的性质

验证机械能守恒定律　验证动量守恒定律

小题狂练⑲小题是基础　练小题　提分快

1.[2019·甘肃省渭源四中考试]探究“做功和物体速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．实验中小车获得的速度为v，由打点计时器所打出的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：

当我们把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．请回答下列问题：

（1）除了图甲中已给出的器材外，需要的器材还有：

交流电源、________.

（2）如图乙所示是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02s，则小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.（保留两位有效数字）

（3）将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W和小车离开橡皮筋后的速度v，进行数据处理，以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是________．

答案：

（1）毫米刻度尺　

（2）0.36　（3）AD

解析：

（1）需要的器材除了交流电源外，还有毫米刻度尺；

（2）小车离开橡皮筋后的速度为v＝m/s＝0.36m/s；（3）因为W＝mv2，则以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是A、D.

2．[2019·浙江省五校联考]如图甲所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．

（1）打点计时器使用的电源是_______________________（填选项前的字母）．

A．直流电源　B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确的操作方法是________（填选项前的字母，A.把长木板右端垫高　B．改变小车的质量），在不挂重物且________（填选项前的字母，A.打点计时器不打点　B．打点计时器打点）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C、…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C、…各点到O点的距离分别为x1、x2、x3、…，如图乙所示．

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝________，打B点时小车的速度v＝________.

答案：

（1）B　

（2）A　B　（3）mgx2　

解析：

（1）打点计时器使用的是交流电，B正确；

（2）平衡摩擦力的方法是：

把木板一端垫高，让小车滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力抵消了，A正确；此时应当让打点计时器打点，因为打点计时器打点时也会有摩擦力，B正确；（3）由于近似认为拉力等于重物重力，所以根据W＝Fx可知，拉力做的功W＝mgx2；匀变速运动中，中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度，所以B点的速度等于AC段的平均速度，即v＝＝.

3．[2019·河南省郑州一中测试]某同学为探究小车动能变化与合外力做功的关系，设计了如图甲所示的实验装置，一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用细绳绕过定滑轮及轻质动滑轮将小车与弹簧测力计连起来．实验时，改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的速度．

（1）实验中为使细绳对小车的拉力为小车受到的合外力，下列的做法正确的是________．

A．钩码的质量要远小于小车质量

B．动滑轮的质量要远小于钩码的质量

C．小车不连细绳时，反复调整木板倾角，直到纸带上打下的点分布均匀

（2）图乙是实验中得到的某条纸带的一部分．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出纸带上打下A点时小车的速度vA＝________m/s，打下B点时小车的速度vB＝________m/s（结果保留三位有效数字）．

（3）按正确操作，使细绳对小车的拉力为小车的合外力，保证小车的质量不变，在钩码个数不同的情况下，测量并找到A、B间的距离（sAB）相等的多条点迹清晰的纸带，分别计算出打下A、B两点时小车的速度vA、vB，算出Δv2，Δv2＝v－v，根据实验数据绘出Δv2与外力对小车所做的功W（W＝FsAB）的关系图象，下列图象中最符合本实验实际情况的是________．

答案：

（1）C　

（2）0.505　3.00　（3）A

解析：

（1）为了保证细绳的拉力等于小车受到的合外力，实验前应首先平衡摩擦力，即小车不连细绳时，反复调整木板倾角，直到纸带上打下的点分布均匀，即小车做匀速直线运动，C正确；

（2）vA＝m/s＝0.505m/s，同理打下B点时小车的速度为vB＝m/s＝3.00m/s；（3）由动能定理可知W＝mv－mv，即Δv2＝，A正确．

4．[2019·湖南省洞口一中模拟]如图1所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．

（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．

A．重物选用质量和密度较大的金属锤

B．两限位孔在同一竖直面内上下对正

C．精确测量出重物的质量

D．用手托稳重物，接通电源后，释放重物

（2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图2所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．

A．OA、AD和EG的长度

B．OC、BC和CD的长度

C．BD、CF和EG的长度

D．AC、BD和EG的长度

答案：

（1）AB　

（2）BC

解析：

（1）重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，B正确；验证机械能守恒定律需验证：

mgh＝mv－mv，重物质量可以消掉，故无需测量重物的质量，C错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，释放纸带，D错误．

（2）由EG的长度可求出打F点时重物的速度vF，打O点时重物的速度为v1＝0，但求不出O、F之间的距离h1，A错误；由BC和CD的长度可求出打C点时重物的速度vC，打O点时重物的速度v1＝0，O、C之间的距离为h2，可以用来验证机械能守恒定律，B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点时重物的速度vC和打F点时重物的速度vF，C、F之间的距离为h3，可以用来验证机械能守恒定律，C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打B、C、F三点时重物的速度，但BC、CF、BF的长度都无法求出，故无法验证机械能守恒定律，D错误．

5．[2019·河北省景县梁集中学调研]如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是________．

A．直流电源、天平及砝码

B．直流电源、刻度尺

C．交流电源、天平及砝码

D．交流电源、刻度尺

（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计时点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________（用题中所给字母表示）．

（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________．

A．该误差属于偶然误差

B．该误差属于系统误差

C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

（4）某同学在实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响．他测出各计时点到起始点的距离h，并计算出打下各计数点时的速度v，用实验测得的数据绘制出v2－h图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率k＝______（可能用到的物理量有m、g、f）

答案：

（1）D　

（2）mgh2　　（3）BD

（4）

解析：

（1）打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知重物下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度，纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重物的质量可以不必测量，因此还需要的器材有D；

（2）从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝mgh2，F点的瞬时速度：

vF＝，则动能的增加量为ΔEk＝mv＝；（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，B、D正确；（4）根据能量关系可知：

mgh＝mv2＋fh，解得v2＝h，可知图线的斜率k＝.

6．[2019·河南郑州一中测试]在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示，图甲中斜槽PQ与水平槽QR平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．先不放被碰小球，使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘B处（槽口），再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，再重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、M、P、N点，测得两小球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1＝2m2.则：

（1）两小球的直径用螺旋测微器测得，测量结果如图乙，则两小球的直径均为________mm.

（2）入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，其目的是________．

A．使入射小球每次都能水平飞出槽口

B．使入射小球每次都以相同的动量到达槽口

C．使入射小球在空中飞行的时间不变

D．使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞

（3）下列有关本实验的说法中正确的是________．

A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是M、P

B．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是P、M

C．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是N、M

D．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律

答案：

（1）12.895　

（2）B　（3）BD

解析：

（1）螺旋测微器的主尺部分长度为12.5mm，转动部分读数为：

39.5×0.01mm，故最终读数为：

（12.5＋0.395）mm＝12.895mm；

（2）入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，是为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口，即为了保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，B正确；（3）未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别为P、M，A、C错误，B正确；设入射小球碰前瞬间的速度为v1，碰后瞬间的速度为v′1，碰后瞬间被碰小球的速度为v′2，则m1v1＝m1v′1＋m2v′2，由于m1＝2m2，则有2（v1－v′1）＝v