某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有

天平

天平

和

刻度尺

刻度尺

．
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量

沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量

，实验时首先要做的步骤是

平衡摩擦力

平衡摩擦力

．

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某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、垫块、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要验证滑块所受合外力做的功等于其动能的变化，则：
①还需要补充的实验器材是

天平和刻度尺

天平和刻度尺

．
②为了简化实验，使滑块所受合外力等于绳子的拉力，应采取的措施是

平衡摩擦力平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止

平衡摩擦力平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止

；要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是

实验中保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量

实验中保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量

．
③若要挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且一直滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E点的距离依次为S₁、S₂、S₃、S₄，则由此可求得纸带上由点B到D点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=

mg

(s

3

-s

1

)

mg

(s

3

-s

1

)

；该滑块动能△E_X=

M

8T 2

[

(s

4

-s

2

)

2

-s

2 2

]

M

8T 2

[

(s

4

-s

2

)

2

-s

2 2

]

．（结果用题中已知物理量的字母表示）

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某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室已组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，天平、导线、复写纸、纸带、细沙若干．
（1）为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，可以改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力．简要说明你平衡摩擦力的方法．

将连接打点计时器的木板一端垫一薄木片而使木板有一倾角，改变木板的倾角，轻推小车，直到小车能做匀速运动为止

将连接打点计时器的木板一端垫一薄木片而使木板有一倾角，改变木板的倾角，轻推小车，直到小车能做匀速运动为止

．
（2）还需要的实验器材是

刻度尺

刻度尺

．
（3）假设用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时已完成了平衡摩擦力的操作．在沙桶中放适量的沙进行实验，且已知小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m（M远大于m），若挑选一条点迹清晰的纸带如图2所示，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S₁、S₂、S₃、S₄、S₅（图中未标出S₃、S₄、S₅），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，滑块合力所做的功约为W=

mg（

S

4

-S

1

）

mg（

S

4

-S

1

）

； 该滑块动能改变量的表达式为△E_k=

1

2

M(

S   5 -S   3

2T

)

2

-

1

2

M(

s   2

2T

)

2

1

2

M(

S   5 -S   3

2T

)

2

-

1

2

M(

s   2

2T

)

2

．（结果用题中已知物理量的字母表示）

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某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，他们还找来了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、细沙．要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有

天平和刻度尺

天平和刻度尺

（2）实验时，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，要使沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，另外，实验时还要平衡摩擦力；
（3）在（2）的基础上，某同学测出滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，测出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距s，并根据纸带算出这两点速度的大小分别为v₁与v₂（v₁＜v₂）．则实验要验证的数学表达式为：

mgs=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

mgs=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量，重力加速度为g）；
（4）另一个同学用恒力验证动能定理，根据纸带算出相关各点的速度v，并量出它到起始点距离s，用△v²表示末、初速度的平方差即

v

2 2

-

v

2 1

，以△v²为纵轴，以s为横轴，他画出的图线是图2中的

C

C

．

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某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
①还需要补充的实验器材是

天平 刻度尺

天平 刻度尺

．
②某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v₁与v₂．
他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在图示情况下还应该采取的一项具体操作是：

平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．

平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．

；应控制的实验条件是：

实验中保持m＜＜M．

实验中保持m＜＜M．

；
③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S₁、S₂、S₃、S₄、S₅（图2中未标出S₃、S₄、S₅），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=

mg（S₄-S₁）

mg（S₄-S₁）

；该滑块动能改变量的表达式为△E_K=

1

2

M[(

S5-S3

2T

)2-(

S2

2T

)2]

1

2

M[(

S5-S3

2T

)2-(

S2

2T

)2]

．（结果用题中已知物理量的字母表示）

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一、本题共12小题，每小题4分，满分48分．

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

CD

BC

D

AC

BC

AD

AC

BD

AD

AD

C

C

二、非选择题部分共9小题，满分102分.其中13-14题为选做题，考生只能在13、14题中选择一题作答. 15-21题为必做题，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

选做题

13．（11分）（适合选修3－3（含2－2）模块的考生）

（1）(4分) BCDH

（2）（7分）解：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……………(2分)  带入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，  ……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)

14．（11分）（适合选修3－4模块的考生）

（1）（4分）AEFG

（2）（7分）解：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)

必做题

15.（16分）（1）①天平   刻度尺   小木块

②具体操作是：平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．

应控制的实验条件是：实验中保持．

③       

（2）①（4分）作a-1/M图，如图 

②（1分）加速度、质量

③（2分）AC

16．（12分）

（1）（4分）电路图如图，因为电源电动势E = 1.5V，而电压表量程为10V，读数不明显，所以不选电压表。已知内阻的电流表可测电压，所以选用A₁或A₂测电压，R₂的电阻约为20Ω，题中要求测多组数据，故采用分压接法，电路图如图所示。

（2）（4分）实物连接如图（略）

（3）（4分）因为

所以，得，

式中：I₁为A₁的读数，I₂为A₂的读数，r₁为A₁的内阻，r₂为A₂的内阻，L₀为金属丝的长度，D为金属丝的直径。

17.（15分）解：以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)

【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，所以得：……(2分)】

18.（16分）解：（1）由表中数据可以看出ab棒最终将匀速运动，且匀速运动速度为：   ①……………(2分)

金属棒产生的感应电动势为：   ②……………(2分)

回路中感应电流为：   ③……………(1分)

金属棒受到的磁场力为：    ④……………(1分)

棒受力如图所示，由平衡条件得：   ⑤……………(1分)

联立①---⑤式并代入数据解得：  ⑥……………(2分)

(2)在0.6S内金属棒运动的距离为： ⑦……………(1分)

设回路产生的总热量为Q，由能的转化和守恒定律得，⑧…(2分)

在回路中产生的热量与电阻成正比，所以  ⑨……………(2分)

联立⑦⑧⑨并代入数据解得：   ⑩……………(2分)

19.（15分）解：由O为AB连线的中点, C、D是AB连线上的两点,其中知C、D关于O点对称，则……………(2分)

设滑块与水平板间的摩擦力大小为f，滑块从C到D的过程，由动能定理：……(2分)且……(1分)  得: …………(1分)

(2)滑块从O到D的过程，由动能定理：

……………(2分)    则……………(1分)

(3)对于小滑块从C开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：……………(2分)  而……………(2分)

得：……………(2分)

20.（17分）解：（1）F=(M+m)a …………（1分）

                μmg=ma  …………（1分）

                F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N …………（1分）

（2）小物体的加速度 

木板的加速度   

………（1分）    解得物体滑过木板所用时间

物体离开木板时的速度 

（3）若F作用时间最短，则物体离开木板时与木板速度相同。设F作用的最短时间为t₁，物体在木板上滑行的时间为t，物体离开木板时与木板的速度为V

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