備考2019年高考物理一輪專題：第24講實驗：驗證機(jī)械能...

更新時間：2018-09-27 瀏覽次數(shù)：239 類型：一輪復(fù)習(xí)

一、填空題

1. (2017高一下·慶城期末)
在驗證機(jī)械能守恒的實驗中，打點計時器連接的為4﹣6V低壓電源（填“交流”或“直流”），頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示（圖中O是打點計時器打的第一個點，A、B、C、D、E分別是以每打兩個點的時間作為計時單位取的計數(shù)點）．則A、B、C、D、E、F相鄰兩點間的時間間隔為 s，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s² ．我們可以根據(jù)紙帶求出重錘下落的加速度為 m/s²；若重錘質(zhì)量為m，則重錘從起始下落至B時，減少的重力勢能為 J，重錘下落到B時，動能為 J，得出的結(jié)論是．產(chǎn)生誤差的主要原因是．

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2. (2017高一下·扶余期末)
用如圖1所示實驗裝置驗證m₁、m₂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m₂從高處由靜止開始下落，m₁上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律．圖3給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖3所示．已知m₁=50g、m₂=150g，則：（g取10m/s² ，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
①在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=m/s；
②在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量△E_k=J，系統(tǒng)勢能的減少量△E_p=J；
③若某同學(xué)作出的 $\text{[math]}$ v²h圖象如圖2所示，則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g=m/s² ．

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3. (2017高一下·衡水期末) 在用打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖1所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s² ．那么：
①紙帶的端（選填“左”或“右”）與重物相連；
②根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和點來驗證機(jī)械能守恒定律；
③從O點到所取點，重物重力勢能減少量E_P=J，該所取點的速度大小為m/s；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
④如圖2，一位同學(xué)按如下方法判斷機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度為v，描繪v²﹣h圖象，若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，該同學(xué)的判斷依據(jù)（填“正確”或“不正確）

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4. 如圖為利用氣墊導(dǎo)軌（滑塊在該導(dǎo)軌上運動時所受阻力可忽略）驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置，完成以下填空.
實驗步驟如下：
①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平.
②測出擋光條的寬度l和兩光電門中心之間的距離s.
③將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.
④讀出滑塊分別通過光電門1和光電門2的擋光時間Δt₁和Δt₂.
⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.
⑥滑塊通過光電門1和光電門2時，可以確定系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能分別為E_k1＝和E_k2＝.
⑦在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少量ΔE_p＝.（重力加速度為g）
⑧如果滿足關(guān)系式，則可認(rèn)為驗證了機(jī)械能守恒定律.

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二、實驗探究題

5. (2018高一下·百色期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，一實驗小組讓小球自傾角為30°的斜面上滑下，用頻閃相機(jī)記錄了小球沿斜面下滑的過程，如圖所示，測得B、C、D、E到A的距離分別為 $\text{[math]}$ ，已知相機(jī)的頻閃頻率為f，重力加速度為 $\text{[math]}$ 。
1. （1）滑塊經(jīng)過位置D時的速度 $\text{[math]}$ =。
2. （2）選取A為位移起點，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出 $\text{[math]}$ 圖線，若圖線斜率k=，則小球下滑過程機(jī)械能守恒。
3. （3）若改變斜面傾角進(jìn)行實驗，請寫出斜面傾角大小對實驗誤差的影響。。
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6. (2018高一下·衡陽期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，打點計時器接在頻率為f的交流電源上，在實驗中打下一條理想紙帶，如圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點的距離為S₀ ，點AC間的距離為S₁ ，點CE間的距離為S₂ ，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則：
1. （1）起始點O到打下C點的過程中，重錘重力勢能的減少量為△E_P＝，重錘動能的增加量為△E_K＝。
2. （2）根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實際下落的加速度a=，它和當(dāng)?shù)氐闹亓λ俣萭進(jìn)行比較，應(yīng)該是ag（填“>”、“=”或“<”）。
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7. (2018高一下·淄博期末) 某同學(xué)利用圖甲所示裝置來驗證機(jī)械能守恒定律。在某次實驗中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點，用刻度尺測量的數(shù)據(jù)如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s，O為打點計時器在紙帶上打下的第一個點。取g=9.80m/s。
回答下列問題：
1. （1）乙圖中紙帶的（填“左”或“右”）端與重錘相連。
2. （2）打點計時器在打下O點到B點的這段時間內(nèi)重錘的重力勢能減少量DE_P=J，動能的增加量DE_K=J。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
3. （3）通過計算可得DE_PDE_K（填“?！被颉?lt;”），這是因為。
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8. (2018高一下·黃陵期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中采用重物自由下落的方法。
1. （1）某同學(xué)列舉實驗中用到的實驗器材為：鐵架臺、打點計時器及復(fù)寫紙片、紙帶、低壓交流電源、導(dǎo)線、重錘、天平等儀器。其中不必要的是。
2. （2）實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣會導(dǎo)致試驗結(jié)果mgh__ $\text{[math]}$ mv² （填>、=、<）
3. （3）如果以v²／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是下圖中的，其斜率等于的數(shù)值。
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9. (2018高一下·定遠(yuǎn)期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量m（已知量）的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點（下圖紙帶上的所有點均為計時點，相鄰計時點時間間隔為0.02s），那么：
1. （1）實驗中下列物理量中需要直接測量的量有_____，（填字母序號）
  
  A . 重錘質(zhì)量 B . 重力加速度 C . 重錘下落的高度 D . 與下落高度相應(yīng)的重錘的瞬時速度
2. （2）從起點O到打下計時點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_p=J，此過程中物體動能的增加量△E_k=J；（g取9.8m/s² ，保留到小數(shù)點后兩位）
3. （3）實驗的結(jié)論是：．
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10. (2018高一下·遼寧期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如下圖所示(相鄰計時點時間間隔為0.02s)，請回答下面問題：（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
1. （1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=m/s；
2. （2）從運動起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=J，此過程中物體動能的增加量△E_k=J；(g取9.8m/s²)
3. （3）實驗的結(jié)論是.
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11. (2018高一下·集寧期末) 某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖（b）所示。
該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率 $\text{[math]}$ ，需要用實驗數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。
1. （1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用 $\text{[math]}$ 和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為，打出C點時重物下落的速度大小為，重物下落的加速度大小為．
2. （2）已測得S₁=8.89 cm，S₂=9.50 cm，S₃=10.10 cm；當(dāng)重力加速度大小為9.80m/s² ，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出 $\text{[math]}$ 為 Hz。
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12. (2018高一下·集寧期末) 如圖所示，是用光電計時器等器材做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗。在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上并靜止在A處，并通過定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，光電計時器安裝在B處。測得滑塊（含遮光板）質(zhì)量為M、鉤碼總質(zhì)量為m、遮光板寬度為d、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g。將滑塊在圖示A位置釋放后，光電計時器記錄下遮光板通過光電門的時間為△t。
1. （1）實驗中是否要求鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M （填：是、否）
2. （2）實驗中還需要測量的物理量是（用文字及相應(yīng)的符號表示）。
3. （3）本實驗中驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為：（用對應(yīng)物理量的符號表示）。
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13. (2018高一下·內(nèi)蒙古期末) 在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中
1. （1）有下列器材可供選擇：A.鐵架臺 B.打點計時器 C.復(fù)寫紙 D.紙帶 E.低壓交流電源 F.天平 G.重錘 H.導(dǎo)線 I.開關(guān)
  在上述器材中，缺少的測量器材是.
2. （2）關(guān)于這一實驗，下列說法中正確的是___________.
  
  A . 重錘應(yīng)選用密度小的物體 B . 兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上 C . 釋放紙帶前，重錘應(yīng)靠近帶點計時器 D . 應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源
3. （3）若質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點如圖所示， $\text{[math]}$ 為第一個點， $\text{[math]}$ 為相鄰的點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為 $\text{[math]}$ ，長度單位是 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ，求從點 $\text{[math]}$ 到打下計數(shù)點 $\text{[math]}$ 的過程中，物體重力勢能的減少量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，動能的增加量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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14. (2018高一下·青岡期末) 在利用自由落體驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，
1. （1）下列器材中不必要的一項是_________（只需填字母代號）．
  
  A . 重物 B . 紙帶 C . 天平 D . 低壓交流電源 E . 毫米刻度尺
2. （2）關(guān)于本實驗的誤差，說法不正確的是______________
  
  A . 選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差 B . 選擇點擊清晰且第1、2兩點間距約為2mm的紙帶，有利于減小誤差 C . 先松開紙帶后接通電源會造成較大的誤差 D . 實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用
3. （3）某同學(xué)在驗證機(jī)械能守恒定律實驗中得到了如圖所示的一條紙帶，圖中O點為打點計時器打下的第一點，可以看做重物運動的起點，從后面某點起取連續(xù)打下的三個點A、B、C．已知相鄰兩點間的時間間隔為0.02s，假設(shè)重物的質(zhì)量為1.00kg，則從起點O到打下B 點的過程中，重物動能的增加量 $\text{[math]}$ J，重力勢能的減小量 $\text{[math]}$ J．（保留三位有效數(shù)字，重力加速度g取9.80m/s²），通過計算，數(shù)值上ΔE_PΔE_K （填>=或<），原因是實驗的結(jié)論是
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