高考物理-實(shí)驗(yàn)精選百題解析-專題06-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2013年高考物理 實(shí)驗(yàn)精選百題解析 專題06 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1（1）（2013年5月門頭溝區(qū)高三年級(jí)模擬）圖1所示的游標(biāo)卡尺主尺的最小分度是mm，副尺上有20分度（精度為0.05mm）。b1b2是它的外測(cè)腳,可以它用來測(cè)量圓管的 （填“外徑”或“內(nèi)徑”）。用窄片測(cè)量一個(gè)工件槽深時(shí)，游標(biāo)附近放大圖如圖2，則此工件的槽深為 mm。 （2）（2013年5月門頭溝區(qū)高三年級(jí)模擬）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，圖乙是她們選擇的一條較理想的紙帶，O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F是紙帶上相鄰的點(diǎn)。她們測(cè)出了各點(diǎn)與O點(diǎn)的距離后做

2、出了必要的計(jì)算，測(cè)量和計(jì)算的記錄見下表（計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用表示） 計(jì)數(shù)點(diǎn)ABCDEF6.939.4712.415.7119.4123.491.161.371.561.751.952.141.351.882.433.064.054.58測(cè)量某點(diǎn)與O點(diǎn)距離的記錄中不合理的一組是 （填寫計(jì)數(shù)點(diǎn)名稱）計(jì)數(shù)點(diǎn)D、E、F與O點(diǎn)之間的距離分別用、表示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期用T表示，則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)E時(shí)紙帶的速度 （用符號(hào)表示），重物運(yùn)動(dòng)的加速度 （用符號(hào)表示）該小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立圖丙所示坐標(biāo)系，標(biāo)出了各組測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并在坐標(biāo)系中畫出圖線。由圖線可以判斷計(jì)數(shù)點(diǎn) 的測(cè)量誤差較大（填寫計(jì)數(shù)點(diǎn)名稱），據(jù)圖線得到

3、重力加速度 （保留三位有效數(shù)字）下判斷中正確的是A.在誤差允許的范圍內(nèi)，該實(shí)驗(yàn)小組達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康腂.該地的重力加速度比偏大C.她們實(shí)驗(yàn)操作過程中是先釋放紙帶然后再閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開關(guān)D.實(shí)驗(yàn)過程中阻力引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差5(10分) (2013浙江省湖州市二模)如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖乙裝置來完成同樣的實(shí)驗(yàn)。(1)下列關(guān)于圖乙裝置的說法中，能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是( )A用夾子夾住紙帶上端避免手提紙帶因抖動(dòng)而造成摩擦的增大B用復(fù)夾和鐵架臺(tái)臺(tái)面固定住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能使裝置更加穩(wěn)定C選用重錘連接紙帶要比用夾子和

4、重物連接紙帶下落時(shí)阻力小D用圖乙方式可以節(jié)省紙帶，讓點(diǎn)跡更為密集 (2)圖丙是某次實(shí)驗(yàn)所得到的一條點(diǎn)跡較為清晰的紙帶的一段，經(jīng)過測(cè)量計(jì)算后，某同學(xué)畫出了如圖丁所示的E h圖線，則他所畫圖線選取的零勢(shì)能點(diǎn)為圖丙中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下 (選填“1點(diǎn)”或“11點(diǎn)”)時(shí)物體所在的位置，圖丁中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為 (選填“圖線A”或“圖線B”)， (3)圖丁中的h1=58.5mm和h2=390.0mm兩處機(jī)械能E1與E2大小關(guān)系為E1 E2(選填“大于”、“等于”或“小于”)。重錘打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶夾子橫桿復(fù)夾接電源乙重物夾子紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器復(fù)夾鐵架臺(tái)接電源甲丙丁 5(10分)(1) ABC (共4分，漏選得

5、2分)；(2) “11點(diǎn)” (2分)， 圖線B (2分)；(3) 小于 (2分)。2（2013浙江省杭州市二模）如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶夾子的重錘、天平?；卮鹣铝袉栴}： （1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有 。（填入正確選項(xiàng)前的字母）。A毫米刻度尺B秒表C012V的可調(diào)節(jié)直流電源D0220V的可調(diào)節(jié)交流電源 （2）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一條紙帶，前后要連續(xù)進(jìn)行一系列的操作，你認(rèn)為需要并合理的步驟是 。（選出下列幾點(diǎn)中需要的字母后按合理順序排列）A釋放紙帶B接通電源 C取下紙帶D切斷電源 （3）釋放紙帶前的瞬間，重

6、錘和手的位置合理的是 （填“甲”、“乙”或“丙”） （4）下列所說的實(shí)驗(yàn)中涉及到的處理方法或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，其中正確的是（ ）A該實(shí)驗(yàn)中即使不用天平測(cè)重錘的質(zhì)量，同樣也可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律B該實(shí)驗(yàn)選取的紙帶，測(cè)量發(fā)現(xiàn)所打的第一和第二點(diǎn)間的距離為1.7mm，表明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一點(diǎn)時(shí)重錘的速度不為零C本實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量得到的物理量是重錘下落的高度，通過計(jì)算得到的是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎岛退俣戎礑為了計(jì)算方便，本實(shí)驗(yàn)中先選一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一點(diǎn)時(shí)重錘的速度為零的清晰紙帶，然后通過對(duì)紙帶的測(cè)量、分析，求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達(dá)式：進(jìn)行驗(yàn)證E本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定

7、是mgh略大于，不可能出現(xiàn)略大于mgh 3.（2013年3月湖北省黃岡市質(zhì)檢）某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一寬度為d的遮 光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出髙電壓，兩光 電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī) 相連。滑塊在細(xì)線的牽引下向 左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電 傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)箅機(jī)可 以得到如圖乙所示的電壓U隨 時(shí)間t變化的圖象。(1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的t1_t2(選填“ >”、“=”或“<”)時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水

8、平。(2)滑塊P用細(xì)線跨過定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放， 通過計(jì)算機(jī)得到電壓圖象如圖乙所示，若t1、t2、d和m已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出的物理量是_和_。4 (5分) （2013山東省淄博市一模）如圖，某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用水平氣墊導(dǎo)軌和兩光電門計(jì)時(shí)器A和B驗(yàn)證滑塊M和鉤碼m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，已知遮光條的寬度為d，先后通過A、B光電門的時(shí)間分別為、，滑塊運(yùn)動(dòng)通過光電門B時(shí)，鉤碼未落地本實(shí)驗(yàn)中需要用到的器材有 （填字母序號(hào)）.A.天平 B.刻度尺 C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 D.秒表 E.測(cè)力計(jì)驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒的原理表達(dá)式為 （用已知量和

9、能直接測(cè)量的量表示）下列因素中可能增大實(shí)驗(yàn)誤差的是 （填字母序號(hào)）.A氣墊導(dǎo)軌未調(diào)水平B滑塊質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m不滿足C遮光條寬度太小D兩光電門間距過小答案：(1) AB(2分)圖a5、（10分）（2013年浙江省六校聯(lián)考）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，有三個(gè)同學(xué)做了如下的實(shí)驗(yàn)：張三同學(xué)安裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示，實(shí)驗(yàn)得到紙帶上留下的打點(diǎn)痕跡情況如圖b所示,這樣的操作可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大，從圖中可以看出安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)明顯存在的問題是 。1.9 5.8 9.6 13.4 單位：mm圖b圖c圖d（2）李四同學(xué)用正確安裝的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取一張紙帶如圖c所示，但起始點(diǎn)模糊不清。取后面連續(xù)打出的清晰點(diǎn)

10、來研究，測(cè)出B、C、D、E、F到A點(diǎn)的距離為hB、hC、hD、hE、hF，然后分別計(jì)算出B、C、D、E點(diǎn)的速度vB、vc、vD、vE ，最后在v2-h坐標(biāo)系中，描出B、C、D、E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，如圖d所示。如果這些點(diǎn)可連成一條直線，要判斷重物下落過程中機(jī)械能是否守恒，還需要_ 。（3）王五同學(xué)也用正確安裝的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來探究重物下落過程中動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化問題。圖e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)。取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能為零，計(jì)算出該重錘下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能EP。建立坐標(biāo)系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)數(shù)據(jù)在圖f中繪出圖線I和圖線II。已求

11、得圖線I斜率的絕對(duì)值k1=2.94J/m，請(qǐng)計(jì)算圖線II的斜率k2= J/m（保留3位有效數(shù)字）。重物和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 （用k1和k2表示）。l mg= k1。=0.50m時(shí)， -1.5J，Ek= k2h，EP+Ek=-fh，聯(lián)立解得重物和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為f/mg=。5. (6分）（2013安徽省江南十校聯(lián)考）小明所在學(xué)習(xí)小組，用中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見器材設(shè)計(jì)了如圖所 示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中a、b為兩重物，用輕繩相連，b 的質(zhì)量大于a的質(zhì)量，滑輪為輕質(zhì)光滑滑輪。實(shí)驗(yàn)時(shí)從圖示位置靜止釋放 b, b下降且落到桌面后不再反彈，

12、a上升但不與滑輪相碰。小明的學(xué)習(xí)小 組已測(cè)量了 a上升的總高度h1,要研究b從下落到剛要與桌面相碰這一過 程中，a、b組成系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒，他們還需要測(cè)量的物理量有：_、_、_。(填被測(cè)的三個(gè)物理量，及表示這三個(gè)物理量的字母)。若表達(dá)式_ _成立（用設(shè)定的字母表示），即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立。6（6分）（2013山東省威海質(zhì)檢）用如圖所示裝置驗(yàn)證小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒。斜面的末端與水平桌面相切，小球從離桌面高h(yuǎn)處由靜止釋放，小球離開桌面后落在水平地面上，此過程的水平位移用s表示，桌面高H。改變小球釋放的位置，記錄多組h、s值。（1）若小球在運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，則h與s2間應(yīng)

13、滿足的關(guān)系是_hsH hs2O（2）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出了hs2圖象如上圖所示。圖象不過原點(diǎn)，并且隨著s的增大圖象有彎曲的跡象。下列關(guān)于產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因及改進(jìn)措施的論述正確的是 a.小球與斜面和桌面間有摩擦，改用動(dòng)摩擦因數(shù)更小的斜面和桌面b.小球運(yùn)動(dòng)過程中受到空氣阻力的作用，換用密度小一點(diǎn)的空心球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)c.小球運(yùn)動(dòng)過程中受到空氣阻力的作用，換用密度大一點(diǎn)的實(shí)心球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)d.小球與斜面和桌面間有摩擦，在原基礎(chǔ)上適當(dāng)減小一下斜面的傾角 7.（2013烏魯木齊二診）用如圖裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物塊A、B，物塊B上放置一金屬片C。鐵架臺(tái)上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B

14、正下方。系統(tǒng)靜止時(shí)，金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h。由此釋放，系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊B穿過圓環(huán)時(shí)，金屬片C被擱置在圓環(huán)上。兩光電門固定在鐵架臺(tái)P1、P2處，通過數(shù)字計(jì)時(shí)器可測(cè)出物塊B通過P1、P2這段時(shí)間。（1）若測(cè)得P1、P2之間的距離為d，物塊B通過這段距離的時(shí)間為t，則物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度v= 。（2）若物塊A、B的質(zhì)量均為M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了下面哪個(gè)等式成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。正確選項(xiàng)為 。Amgh=Mv2 Bmgh=Mv2Cmgh=(2M+m)v2 Dmgh=(M+m)v2 （3）本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量儀器除了刻度尺、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器外，還需要 。（4）改變

15、物塊B的初始位置，使物塊B由不同的高度落下穿過圓環(huán)，記錄各次高度差h以及物塊B通過P1、P2這段距離的時(shí)間為t，以h為縱軸，以 （填“t2”或“1/ t2”）為橫軸，通過描點(diǎn)作出的圖線是一條過原點(diǎn)的直線。該直線的斜率k= (用m、M、d表示)。8（12分）、（2013浙江瑞安四校聯(lián)考）現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖19所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h

16、表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用g表示重力加速度完成下列填空和作圖：(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_，動(dòng)能的增加量可表示為_若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為 _. (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.445.855.43/104s21.481.952.412.

17、923.39以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖110的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k_×104 m1·s2(保留3位有效數(shù)字)由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出s直線的斜率k0 ，將k和k0 進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律動(dòng)能的增加量可表示為(M+m)()2。由機(jī)械能守恒定律，mgs=(M+m)()2，可得=(-)s。s直線的斜率k=2.4×104 m1·s2。9（10分）（2013四川資陽診斷）某校兩個(gè)課外活動(dòng)小組分別用以下兩種方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。請(qǐng)閱讀下列兩段材料，完成后面問題。第1小組：利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖所示所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，t0時(shí)刻剛好對(duì)應(yīng)拋出點(diǎn)，該小組同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度和速度的平方值如下表，當(dāng)他們要計(jì)算重力勢(shì)能的改變量時(shí)，發(fā)現(xiàn)不知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，?qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照下列要求計(jì)算出重力加速度。時(shí)刻t1t2t3t4t5速度v(m/s)4.524.043.563.082.60v2(m2/s2)20.4316.3212.679.496.76（1）在所給的坐標(biāo)紙上作出v2h圖象；（2）分析說明，圖象斜率的絕對(duì)值表示的物理意義是：_；（3）由圖象求得的重力加速度是