高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題22 驗證機械能守恒定律

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1、高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題22 驗證機械能守恒定律 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共2題；共4分) 1. （2分） (2017高二下?lián)P州會考) 在利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列說法中正確的是（ ） A . 實驗中必須用天平測出重物的質(zhì)量 B . 實驗中必須用秒表測出重物下落的時間 C . 實驗中選用重物的體積越大實驗誤差一定越小 D . 實驗中應(yīng)選用最初兩點間距離接近2mm 的紙帶進行數(shù)據(jù)處理 2. （2分） (2017南通會考) “驗證機械能守恒

2、定律”的實驗裝置如圖所示，實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能略小于減少的重力勢能，其主要原因是（ ） A . 重物的質(zhì)量過大 B . 重物的體積過小 C . 電源的電壓偏低 D . 重物及紙帶在下落時受到阻力 二、 多選題 (共3題；共9分) 3. （3分） (2017高一下博白期末) 某同學(xué)用如圖甲所示的裝置，來驗證機械能守恒定律，下列說法正確的是（ ） A . 該實驗中，重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料 B . 該實驗中，可以由公式v=gt求出打某點的紙帶的速度 C . 該實驗中，應(yīng)先接通電源后釋放重物 D . 該實驗中，打點計時器接到電源的直流輸出端上

3、 4. （3分） (2019高三上浙江月考) 如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗證機械能守恒定律”。 （1） 實驗中打點計時器應(yīng)選擇________較好（填“電火花式打點計時器”或“電磁式打點計時器”）。 （2） 實驗中打點計時器應(yīng)選擇________較好（填“電火花式打點計時器”或“電磁式打點計時器”）。 （3） 安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示。圖中0點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E作為計數(shù)點。其中測出A、B、C、D、E點距起始點0的距離

4、如圖所示。已知打點計時器打點周期為T=0.02s。由此可計算出物體下落到C點時的瞬時速度vC=________m/s.（結(jié)果 保留三位有效數(shù)字） （4） 安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示。圖中0點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E作為計數(shù)點。其中測出A、B、C、D、E點距起始點0的距離如圖所示。已知打點計時器打點周期為T=0.02s。由此可計算出物體下落到C點時的瞬時速度vC=________m/s.（結(jié)果 保留三位有效數(shù)字） （5） 實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于此誤差，下

5、列說法中正確的是_____________。 A . 該誤差屬于偶然誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差 B . 該誤差屬于偶然誤差，可以通過掛一個小物塊來平衡阻力進而消除該誤差 C . 該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來消除該誤差 D . 該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差 （6） 實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于此誤差，下列說法中正確的是_____________。 A . 該誤差屬于偶然誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差 B . 該誤差屬于偶然誤差，可以通過掛一個小物塊來

6、平衡阻力進而消除該誤差 C . 該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來消除該誤差 D . 該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差 （7） 某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點后，測量它們到起始點0的距離L并計算出打相應(yīng)計數(shù)點時重錘的速度v，通過描繪v2 -h圖象去研究機械能是否守恒。若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2 -h圖象是下圖中的哪一個。（填選填圖下對應(yīng)的字母） A . B . C . D . （8） 某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點后，測量它們到起始點0的距離L并計算出打相應(yīng)計數(shù)點時重錘的速度v，

7、通過描繪v2 -h圖象去研究機械能是否守恒。若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2 -h圖象是下圖中的哪一個。（填選填圖下對應(yīng)的字母） A . B . C . D . 5. （3分） 在探究功與速度變化的關(guān)系的實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間稀疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是（ ） A . 電源的頻率不穩(wěn)定 B . 木板的傾斜程度太大 C . 沒有使木板傾斜或木板傾斜的程度太小 D . 小車受到的阻力較大 三、 填空題 (共1題；共3分) 6. （3分） (2017高一下安

8、達(dá)期末) 利用自由落體來驗證機械能守恒定律的實驗： 若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2 ， 重物質(zhì)量為m kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中0為第一個點，A、B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，重物由0點運動到B點，重力勢能減少量△EP=________J；動能增加量△Ek=________J，產(chǎn)生誤差的主要原因是________． 四、 實驗探究題 (共4題；共15分) 7. （4分） (2020莆田模擬) 某同學(xué)用圖甲的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。 ⑴用游標(biāo)卡尺測量立方體小鋼塊的邊長d，測量

9、結(jié)果如圖乙，則d=________cm。 ⑵用電磁鐵吸住小鋼塊，保持小鋼塊底面與水平面平行。用刻度尺測量小鋼塊與光電門的高度差h。 ⑶將電磁鐵斷電，小鋼塊由靜止開始下落，測得小鋼塊通過光電門的時間t=3.20 ms。則小鋼塊通過光電門時的速度v=________m/s。 ⑷改變小鋼塊與光電門的高度差h，重復(fù)步驟(2)(3)，得到多組數(shù)據(jù)。 ⑸利用實驗數(shù)據(jù)作出v2一h圖像。若v2一h圖線為一條過原點的直線，且直線的斜率k=________，則說 明小鋼塊下落過程中機械能守恒。（用題中給出的物理量符號表示） 8. （4分） (2019高一上吉林月考) 電火花計時器和電磁打點計時器都是一種

10、計時的儀器，均使用交流電源，若電源的頻率為50Hz時，它們每隔0.02s打一個點。 （1） 實驗開始時，應(yīng)該先________再________(填“釋放紙帶”或“接通電源” ) （2） 如圖所示為勻變速的小車運動情況的紙帶。圖中A、B、C、D、E為每隔四個點取的相鄰的計數(shù)點。 則小車運動的加速度大小為________m/s2 9. （3分） (2017高一上青羊期末) 如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1 ， 小車和砝碼的質(zhì)量為m2 ， 重力加速度為g． （1）

11、 下列說法正確的是． A . 每次在小車上加減砝碼時，應(yīng)重新平衡摩擦力 B . 實驗時若用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源 C . 本實驗m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 D . 在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a﹣ 圖象 （2） 下列說法正確的是． A . 每次在小車上加減砝碼時，應(yīng)重新平衡摩擦力 B . 實驗時若用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源 C . 本實驗m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 D . 在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a﹣ 圖象 （3） 實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=m1g，作出a﹣F圖象，他可能作出圖2中________（選填“甲”、“乙”

12、、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________． A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) C．鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大 （4） 實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=m1g，作出a﹣F圖象，他可能作出圖2中________（選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________． A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) C．鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大 （5） 實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的a﹣

13、 圖象，如圖3．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=________，鉤碼的質(zhì)量m1=________． （6） 實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的a﹣ 圖象，如圖3．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=________，鉤碼的質(zhì)量m1=________． （7） 實驗中打出的紙帶如圖4所示．相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s，由此可以算出小車運動的加速度是________m/s2． （8） 實驗中打出的紙帶如圖4所示．相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s，由此可以算出小車運動的加速度是

14、________m/s2． 10. （4分） (2017高一下金臺期末) 在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中： （1） 下面列舉了該實驗的幾個操作步驟，期中多余或不正確的操作是 ； A . 按照圖1所示的裝置安裝器件 B . 用天平測量重物和夾子的質(zhì)量m C . 將電磁式打點計時器接到“220V”交流電源上 D . 先釋放紙帶后再接通電源打出一條紙帶，重復(fù)多次 E . 選擇一條理想的紙帶，對其進行測量 （2） 如圖2所示是實驗中測得的一條紙帶，各點距O點的距離分別為d1，d2，d3，…，各相鄰點間的時間間隔為T，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則B點的速度表達(dá)式為v

15、B=________； （3） 若將B點和D點的速度用vB、vD表示，要驗證重物從B點運動到D點的過程中機械能守恒，則需滿足關(guān)系________． （4） 實驗發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是：________． 五、 實驗題 (共6題；共36分) 11. （7分） (2019高三上安徽月考) 為驗證物體自由落體過程中的機械能守恒，某同學(xué)利用DIS設(shè)計了一個實驗，實驗裝置如圖甲所示，A為電磁鐵，B為光電門，有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方固定于B處的光電門，測得A、B間的高度差為H，光電

16、計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，且小球直徑d遠(yuǎn)小于H．則： （1） 用螺旋測微器測得小球的直徑d如圖乙所示，則d=________mm； （2） 若小球經(jīng)過光電門的時間t=0.00251s，則速度vB=________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）； （3） 多次改變H，重復(fù)上述實驗，作出 -H圖象如圖丙所示，若小球下落過程中機械能守恒，則圖線斜率k=________（用已知量g、d表示）； （4） 實驗發(fā)現(xiàn)小球動能增加量△Ek總是稍小于重力勢能減少量△Ep，增加下落高度后，重力勢能減少量與動能增加量的差值△Ep-△Ek將________（選填

17、“增加”“減少”或“不變”）． 12. （7分） (2018杭州模擬) 如圖1所示為用電火花打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置． （1） 點計時器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，重物質(zhì)量為0.2kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，打P點時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由P點運動到B點，重力勢能少量△Ep=________J，在B點的動能Ek=________J（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字） （2） B的距離用h表示，打B點時重物的速度為vB，當(dāng)兩者間的關(guān)系式滿足________時，說明下落過程中重錘

18、的機械能守恒（已知重力加速度為g）． （3） 實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能略小于減少的重力勢能，其主要原因是___________ A . 重物的質(zhì)量過大 B . 重物的體積過小 C . 電源的電壓偏低 D . 重物及紙帶在下落時受到阻力． 13. （5分） (2019高一下襄陽期末) 用圖示裝置來驗證機械能守恒定律、實驗前首先用游標(biāo)卡尺測量出小球的直徑為d，然后調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束，實驗時通過斷開電磁鐵開關(guān)使小球從A點下落，經(jīng)過光電門B，記錄擋光時間△t，測出小球在AB間下落的距離h．接著豎直平移光電門B，重復(fù)上述步驟，測得多組h及相應(yīng)的△t，已

19、知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。 （1） 小球通過光電門速度的表達(dá)式為v=________。 （2） 小輝根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪出 -h圖象，能否僅依據(jù)圖象是過原點的直線就得出機械能守恒的結(jié)論?________(填寫“能”或“不能”)，理由是________。 14. （6分） (2019高一下湖南期末) 如圖所示是是用重錘做自由落體運動來“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置。 （1） 為了減小實驗誤差，下列措施可行的是_______(填寫代號） A . 重錘選用體積較大且質(zhì)量較小的 B . 重錘選用體積較小且質(zhì)量較大的 C . 打點計時器尚定時應(yīng)使兩限位孔的連線豎直向下 D

20、. 應(yīng)先放手讓質(zhì)量拖著紙帶運動，再通電讓打點計時器工作 （2） 如圖已知重錘的質(zhì)量為0.50kg，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2,交流電源的頻率為50Hz，從打O點到打F點的過程中，重錘重力做功為________J.(保留2位有效數(shù)字）。重錘動能的增加量為________J.(保留2位有效數(shù)字） 15. （7分） (2019高一下長陽期中) 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2 ， 所用重物的質(zhì)量為 1.00kg．若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，測得連續(xù)三點 A、B、C 到第一個點的距離如圖所示，已知電源頻率 50 赫茲,那么： （1）

21、打點計時器打下計數(shù)點 B 時，物體的速度vB=________m/s； （2） 從起點 O 到打下計數(shù)點 B 的過程中重力勢能減少量是△Ep=________，此過程中物 體動能的增加量△Ek=________.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 16. （4分） (2019高一下南昌月考) 用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律 實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種 重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即驗證機械能守恒定律． （1） 供選擇的重物有以下四個，應(yīng)選擇______ ． A . 質(zhì)量為100g的木

22、球 B . 質(zhì)量為10g的砝碼 C . 質(zhì)量為200g的鉤碼 D . 質(zhì)量為10g的塑料球 （2） 實驗中，若選用質(zhì)量 的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點 如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點 速度恰好為零 ，每兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，選連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C作為測量的點，如圖所示，經(jīng)測量知道A、B、C各點到O點的距離分別為 、 、 已知打點計時器的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? ．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算出打B點時的速度 ________; ；重物由O點運動到B點，重力勢能減少了________J，動能增加了________;

23、（結(jié)果都要求保留三位有效數(shù)字） 第 17 頁 共 17 頁 參考答案 一、 單選題 (共2題；共4分) 1-1、答案：略 2-1、 二、 多選題 (共3題；共9分) 3-1、 4-1、 4-2、 4-3、 4-4、 4-5、 4-6、 4-7、 4-8、 5-1、 三、 填空題 (共1題；共3分) 6-1、 四、 實驗探究題 (共4題；共15分) 7-1、 8-1、 8-2、 9-1、答案：略 9-2、答案：略 9-3、答案：略 9-4、答案：略 9-5、答案：略 9-6、答案：略 9-7、答案：略 9-8、答案：略 10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 五、 實驗題 (共6題；共36分) 11-1、 11-2、 11-3、 11-4、 12-1、答案：略 12-2、答案：略 12-3、答案：略 13-1、答案：略 13-2、答案：略 14-1、 14-2、 15-1、 15-2、 16-1、 16-2、