備考2018年高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)：專題22 驗(yàn)證機(jī)械能守...

更新時(shí)間：2017-11-29 瀏覽次數(shù)：857 類型：一輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2017高二上·安陽開學(xué)考) 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時(shí)受到較大阻力，這樣會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果（）

A . mgh＞ $\text{[math]}$ B . mgh＜ $\text{[math]}$ C . mgh= $\text{[math]}$ D . 以上均有可能

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2. (2017·揚(yáng)州模擬)
如圖所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）

A . 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源 B . 應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源打點(diǎn) C . 需使用秒表測出重物下落的時(shí)間 D . 測出紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度

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二、多選題

3. (2017高一下·槐蔭期末)
“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．一位同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中，安裝的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，紙帶通過時(shí)受到的阻力較大，那么，這種情況造成的結(jié)果是（）

A . 重物減少的重力勢能小于增加的動能 B . 重物減少的重力勢能大于增加的動能 C . 重物的機(jī)械能逐漸減小 D . 重物的機(jī)械能逐漸增大

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4. (2017高一下·濟(jì)南期末) 對于利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是．（）

A . 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇體積較小、質(zhì)量較大的重物，以便減小誤差 B . 本實(shí)驗(yàn)可以不測量重物的質(zhì)量 C . 必須先松開紙帶后接通電源，以便減小誤差 D . 物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v，可以通過v= $\text{[math]}$ 計(jì)算

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5. (2017高二上·凱里期中) 利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，就是看 $\text{[math]}$ mv $\text{[math]}$ 是否等于mgh_n ．下列說法中正確的是（　　）

A . 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打初始O點(diǎn)時(shí)，物體的速度等于零 B . h_n是點(diǎn)n到O的距離 C . m為重物的質(zhì)量，需用天平稱量 D . 計(jì)算v_n要用v_n=gt，其中t_n=（n﹣1）T

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三、填空題

6. (2017高一下·欽南期末) 利用自由落體運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)：
若已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s² ，重物質(zhì)量為mkg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，其中0為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，重物由0點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，重力勢能減少量△E_P=J；動能增加量△E_k=J，產(chǎn)生誤差的主要原因是．（圖中長度單位：cm）

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四、實(shí)驗(yàn)探究題

7. (2017高二上·鄭州開學(xué)考) 在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s² ．那么：
1. （1）紙帶的端（選填“左”或“右”）與重物相連；
2. （2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
3. （3）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢能減少量△E_p= J，該所取點(diǎn)的速度大小為m/s；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）．
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8. (2017高二上·安陽開學(xué)考) 在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m=1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．在紙帶上選取五個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開始下落時(shí)記錄的點(diǎn)，各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm．當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s² ．本實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率f=50Hz．（結(jié)果保留三位有數(shù)數(shù)字）
1. （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重錘下落的速度v_B=m/s，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)D時(shí)，重錘下落的速度v_D=m/s．
2. （2）從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過程中，重錘重力勢能減小量△E_P=J；重錘動能增加量△E_k=J．
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9. (2017高二上·安陽開學(xué)考) 利用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置探究重錘下落過程中重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化問題．
①圖2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn)．分別測出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與 O點(diǎn)之間的距離h₁、h₂、h₃…．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，可得重錘下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為．
②取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能為零，計(jì)算出該重錘下落不同高度h時(shí)所對應(yīng)的動能E_k和重力勢能E_p ．建立坐標(biāo)系，橫軸表示h，縱軸表示E_k和E_p ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖3中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ．已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值k₁=2.94J/m，請計(jì)算圖線Ⅱ的斜率k₂=J/m（保留3位有效數(shù)字）．重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為（用k₁和k₂表示）．

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10. (2017高二上·三臺開學(xué)考) 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中：
1. （1）下列測量工具中必需的是　　．
  
  A . 天平 B . 彈簧測力計(jì) C . 刻度尺 D . 秒表
2. （2）如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s² ，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，紙帶上所打第一個(gè)點(diǎn)O與相鄰第二個(gè)點(diǎn)之間的距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個(gè)點(diǎn)，它們到O點(diǎn)的距離分別為OA=69.31cm，OB=76.80cm，OC=84.67cm，OD=92.93cm．則由以上數(shù)據(jù)可知，重物從打O點(diǎn)運(yùn)動到打C點(diǎn)的過程中，重物重力勢能的減小量等J，動能的增加量等于J．（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）
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五、實(shí)驗(yàn)題

11. (2017高一下·通州期末)
用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落．
1. （1）除了圖示的實(shí)驗(yàn)器材，下列實(shí)驗(yàn)器材中還必須使用的是（填字母代號）．
  
  A . 交流電源 B . 刻度尺 C . 秒表 D . 天平（帶砝碼）
2. （2）該實(shí)驗(yàn)中，需要測量物體由靜止開始下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h，某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測量方案．
  以下方案中只有一種最合理，最合理的是（填字母代號）．
  
  A . 用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時(shí)間t．通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v． B . 用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v= $\text{[math]}$ 計(jì)算出瞬時(shí)速度v． C . 根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v，并通過h= $\text{[math]}$ 計(jì)算出高度h． D . 用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v
3. （3）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖2所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為h_A、h_B、h_C ．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T．設(shè)重物的質(zhì)量為m．從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量△E_P=，動能的變化量△E_K=．
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12. (2017高一下·陸豐期末) 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
1. （1）供實(shí)驗(yàn)選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇：　
  
  A . 質(zhì)量為10g的砝碼 B . 質(zhì)量為200g的木球 C . 質(zhì)量為50g的塑料球 D . 質(zhì)量為200g的鐵球
2. （2）下列敘述正確的是　
  
  A . 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用秒表測出重物下落的時(shí)間 B . 可用自由落體運(yùn)動的規(guī)律計(jì)算重物的瞬時(shí)速度 C . 因?yàn)槭峭ㄟ^比較 $\text{[math]}$ 和mgh是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故不需要測量重物的質(zhì)量 D . 釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端，使紙帶豎直通過限位孔
3. （3）質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，物體重力勢能的減少量E_p=J，此過程中物體動能的增加量E_k=J．（g=9.8m/s² ，保留三位有效數(shù)字）
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13. (2017高一下·遂寧期末)
圖1是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，以下列出了一些實(shí)驗(yàn)步驟：
A．用天平測出重物和夾子的質(zhì)量
B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺上，使兩個(gè)限位孔在同一豎直面內(nèi)
C．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交流電源上，電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)
D．將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，處于靜止?fàn)顟B(tài)
E．接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶，之后再斷開電源
F．用秒表測出重物下落的時(shí)間
G．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)
1. （1）對于本實(shí)驗(yàn)，以上不必要的兩個(gè)步驟是和
  圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，O為打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．若重物的質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣热=9.8m/s² ，由圖乙所給的數(shù)據(jù)可算出（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）：
  ①從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，重力勢能的減少量為J．
  ②打B點(diǎn)時(shí)重物的動能為J．
2. （2）試指出造成第（1）問中①②計(jì)算結(jié)果不等的原因是．
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14. (2017高一下·福建期末) “驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
1. （1）該實(shí)驗(yàn)還需要用到的器材是　　（填“A”或“B”）；
  
  A . 刻度尺 B . 秒表
2. （2）實(shí)驗(yàn)中，釋放紙帶與接通電源的合理順序應(yīng)是　　（填“A”或“B”）
  
  A . 先釋放紙帶，再接通電源 B . 先接通電源，再釋放紙帶
3. （3）實(shí)驗(yàn)中，為減小由于阻力帶來的誤差，所選重錘應(yīng)是　　（填“A”或“B”）
  
  A . 體積小、質(zhì)量大 B . 質(zhì)量小、體積大．
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15. (2017高一下·門頭溝期末)
如圖1為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖2所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，長度單位是cm，g取9.8m/s² ．則：
1. （1）在該實(shí)驗(yàn)中，下面敘述正確的是
  
  A . 應(yīng)用天平稱出重物的質(zhì)量 B . 應(yīng)當(dāng)選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)距離約2mm的紙帶進(jìn)行測量 C . 操作時(shí)應(yīng)先放紙帶，后接通電源 D . 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在直流電源上
2. （2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟有：
  ①把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接好．
  ②重復(fù)上一步的過程，打三到五條紙帶．
  ③把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近．
  ④用公式v_n= $\text{[math]}$ ，計(jì)算出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₁、v₂、v₃、…并記錄在表格中．
  ⑤接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．
  ⑥計(jì)算各點(diǎn)的重力勢能的減少量mgh_n和動能的增加量 $\text{[math]}$ mv_n² ，并進(jìn)行比較，看是否相等，將數(shù)值填入表格內(nèi)．
  ⑦選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O，以后各點(diǎn)依次為1、2、3、…用刻度尺測量對應(yīng)下落的高度h₁、h₂、h₃、…記入表格中．
  上述步驟合理的順序應(yīng)該是．
3. （3）從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示（其中一段紙帶圖中未畫出）．
  圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零．選取在紙帶上打出的點(diǎn)A、B、C、D作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測出A、B、C、D點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離如圖所示．由此可計(jì)算出物體下落到B點(diǎn)時(shí)勢能的變化量△E_P=J（保留三位有效數(shù)字），動能的增加量△E_k=J（保留三位有效數(shù)字）．
4. （4）
  該同學(xué)利用自己在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以v²為縱軸畫出了如圖3的圖線．若圖線的斜率為k，則可知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俚谋磉_(dá)式為，圖線不經(jīng)過原點(diǎn)的可能原因是．
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16. (2017高一下·合肥期末) 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.8m/s² ，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，甲、乙、丙三位學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm和0.25cm，可見其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤．
1. （1）操作一定有錯(cuò)誤的同學(xué)是，
2. （2）
  若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），
  ①紙帶的端與重物相連．
  ②從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重物重力勢能的減少量是，此過程中重物動能的增加量是．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
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