黑龙江省高考物理一轮复习：23 实验：验证机械能守恒定律C卷

黑龙江省高考物理一轮复习：23 实验：验证机械能守恒定律C卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、实验探究题 (共12题；共49分)
1. （5分）(2020·莆田模拟) 某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。

已知当地重力加速度为g。

⑴用游标卡尺测量立方体小钢块的边长d，测量结果如图乙，则d=________cm。

⑵用电磁铁吸住小钢块，保持小钢块底面与水平面平行。

用刻度尺测量小钢块与光电门的高度差h。

⑶将电磁铁断电，小钢块由静止开始下落，测得小钢块通过光电门的时间t=3.20 ms。

则小钢块通过光电门时的速度v=________m/s。

⑷改变小钢块与光电门的高度差h，重复步骤(2)(3)，得到多组数据。

⑸利用实验数据作出v2一h图像。

若v2一h图线为一条过原点的直线，且直线的斜率k=________，则说明小钢块下落过程中机械能守恒。

（用题中给出的物理量符号表示）
2. （5分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________.
A . 打点计时器（包括纸带）
B . 重物
C . 天平
D . 毫米刻度尺
E . 秒表
F . 运动小车
（2）打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时的时候，应先________，然后________.
（3）实验中产生系统误差的原因主要是________，使重物获得的动能往往________.为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择________.
（4）如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的－h图线是________，该线的斜率等于________.
3. （2分） (2017高三上·会宁期末) 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s2 ，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
时刻t2t3t4t5
速度（m/s） 4.99 4.48 3.98
（1）
由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=________m/s；
（2）
从t2到t5时间内，重力势能增量为△Ep=________J，动能减少量为△Ek=1.28J；
（3）
在误差允许的范围内，若△Ep与△E k近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算可得△Ep________△Ek（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是________．
4. （6分） (2017高一下·厦门期中) 利用重物做自由落体运动，做《验证机械能守恒定律》的实验：
（1）
已备好的器材有：带夹子的铁架台、电火花打点计时器，另外还有下列器材可供选择：A、毫米刻度尺、B、带夹子的重物、C、220V交流电源、D秒表．则：
①其中不必要的一种器材是________（写出器材前的字母代号）
②还缺少的一种器材是________．
（2）
做此实验时，有同学按以下步骤进行
①用天平称出物体的质量
②固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住纸带末端，让手尽量靠近打点计时器
③先接通电源，再松开纸带，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带
④取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O，在离O点适当距离处选择几个连续的计数点（或计时点）并计算出各个点的速度值
⑤测出各点距O点的距离，即为对应的下落高度
⑥计算出mghn和，看是否相等
ⅰ、在上述步骤中，有一项多余的步骤是________，（填序号）
ⅱ、在上述步骤中，有一项错误的步骤是________（填序号）；
（3）
在一次实验中，质量为m的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图2所示，（相邻计数点的时间间隔为T），纸带的左端与重物相连，测出h1，h2，h3，当地的重力加速度为g，则：①打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB=________．②从初速为零的起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量△EP=________，③此过程中物体的动能的增加量△Ek=________．
5. （4分） (2018高一下·伊春期末) 在验证机械能守恒定律的实验中，质量 m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，O点为打的第一个点，如图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2 ，结果均保留三位有效数字。

求：
（1）打点计时器打下记数点B时，物体的速度VB=________m/s
（2）从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量ΔEP=________J，动能的增加量ΔEK=________J （3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔEP也一定略大于ΔEK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因。

________
6. （2分） (2019高三上·河北月考) 某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验中交流电的频率为f.该同学选择了一条合适的纸带，如图乙所示，纸带上的点为实际打出的点。

该同学选择B、E两点验证机械能守恒定律。

（重力加速度为g）
（1）在打点计时器打B点时，重物下落的速度大小为________；打E点时重物下落的速度大小为________。

（用频率f以及纸带中所给量表示）
（2）下落过程中，如果重物机械能守恒，应满足的表达式为________（用题中及纸带中所给量表示）。

7. （4分） (2017高一下·正定期末) 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A，B，C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/S2 ．那么：
（1）纸带的端________（选填“左”或“右”）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律；
（3）从0点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=________J，动能增加量△Ek=________J．（结果取3位有效数字）
8. （7分） (2019高一下·新野月考) 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量ｍ＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点. 如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，可以认为打O点时纸带的速度为0，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2.
（1）从O点到B点，重物重力势能减少量ΔEP=________J，动能增加量ΔEK=________J；（以上两空要求保留3位有效数字）
（2）上问中，重物重力势能减少量________（选填“大于”、“小于”或“等于”）动能增加量，其原因是________.
9. （3分）(2019·端州模拟) 如图甲所示的实验装置，可用来验证机械能守恒定律．在铁架台的顶端有一电磁铁，下方某位置固定一光电门，电磁铁通电后小铁球被吸起，此时小铁球距离光电门h，电磁铁断电后小铁球下落，小铁球经过光电门的时间为△t．已知当地重力加速度值为g．请回答下列问题
（1）用游标卡尺（20等分）测得小铁球的直径为d，如图乙所示，则该示数为________cm；
（2）当满足关系式________时小铁球的机械能守恒．
（3）为减小实验误差，下列措施可行的是（___________）
A . 选用直径稍小一些的小铁球
B . 选用直径稍大一些的小铁球
C . 适当增大小铁球与光电门距离h
D . 适当减小小铁球与光电门距离h
10. （2分） (2018高一下·黑龙江期末) 如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。

重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A .按照图示的装置安装器件；
B .将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C .用天平测量出重锤的质量；
D .接通电源开关，同时放开悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；
E .测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F .根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
指出其中操作不恰当的和没有必要进行的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上________．
（2）如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算下落到C 点的速度表达式为：v=________．
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是：________．
11. （4分） (2017高一下·成都期末) 在“验证机械能守恒定律”的实验中，将夹有纸带的重物由静止释放，
所打纸带如图所示，相邻点迹间的时间间隔为0.02s（图中数据单位是cm）．
（1）
纸带的________（填“左”或“右”）端与重物相连；
（2）
打点计时器打B点时，重物下落的速度vB为________m/s．
12. （5分） (2017高二下·淄川期末) 如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德（GAtwood1746﹣1807）创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究．物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m= M，求：
（1）
物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？
（2）
物体C对B的拉力等于多少？（用M表示）
参考答案一、实验探究题 (共12题；共49分)
1-1、
2-1、
2-2、
2-3、
2-4、
3-1、
3-2、
3-3、
4-1、
4-2、
4-3、5-1、5-2、5-3、6-1、6-2、7-1、7-2、7-3、8-1、8-2、9-1、9-2、
9-3、10-1、10-2、10-3、11-1、11-2、
12-1、12-2、。