2017届高考一轮总复习课标版物理随堂训练2-5-6含答案

随堂训练
1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是( )
A ．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小
B ．实验时需称出重物的质量
C ．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm ，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大
D ．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法
[解析] A 选项中，纸带过短，长度测量的相对误差较大，故A 错误；由12m v 2
＝mgh 知，只需验证12v 2＝gh 即可，不必测重物质量，故B 错误；对C 选项中的
纸带，可选点迹清晰、距离合适的任意两点M 、N ，通过计算ΔE k ＝12m v 2N －12m v 2M
与mgh MN 比较，实验误差不一定大，故C 错误；由于自由落体加速度较大，因此除去1、2两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于2 mm ，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故D 正确．
[答案] D
2．利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，正确的是( )
A ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v ＝gt 计算出
瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两
点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝v2
2g计算出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v [解析]在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看作g，只能把它当作未知的定值，所以正确方案只有D项．
[答案] D
3．(2015·珠海模拟)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：
(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；
(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p＝________ J，动能增加量ΔE k＝________ J(结果取三位有效数字)；
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v
及物体下落的高度h，则以v2
2为纵轴，以h为横轴画出的图象是如图中的
________．
[解析](1)由题中所给数据，只可求出B点的速度，故选取OB段来验证机械能守恒定律．
(2)ΔE p ＝mg ·OB ＝1.00×9.80×0.1920 J ＝1.88 J
ΔE k ＝12m v 2B ＝12×1.00×⎣⎢⎡⎦
⎥⎤(23.23－15.55)×10－2
2×0.022 J ＝1.84 J. (3)由mgh ＝12m v 2得：v 22∝h ，故A 正确．
[答案] (1)B (2)1.88 1.84 (3)A
4．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A 、B ，滑块P 上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A 、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间t 变化的图象．
(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt 1________Δt 2(填“>”、“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．
(2)用游标卡尺测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d ＝________ mm.
(3)滑块P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q 相连，钩码Q 的质量为m .将滑块P 由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt 1、Δt 2和d 已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)．
(4)若上述物理量间满足关系式________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．
[解析] (1)导轨水平时，滑块做匀速运动，Δt 1＝Δt 2.
(2)d ＝5 mm ＋0×0.1 mm ＝5.0 mm.
(4)滑块通过光电门的速度为v 1＝d Δt 1，v 2＝d Δt 2
，M 、m 组成的系统机械能守恒，则mgL ＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝ ⎛⎭
⎪⎫d Δt 12. [答案] (1)＝ (2)5.0 (3)滑块质量M 两光电门间距L (4)mgL ＝12(M ＋
m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝ ⎛⎭
⎪⎫d Δt 12 5．(2015·山东临沂二模)一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h 的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m 的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s .
(1)小钢球离开桌面时的速度大小为v 0＝________，弹簧的弹性势能E p 与小钢球质量m 、桌面离地面高度h 、小钢球飞行的水平距离s 等物理量之间的关系式为E p ＝________.
(2)弹簧的压缩量x 与对应的钢球在空中飞行的水平距离s 的实验数据如下表所示：
p 式中k 为比例系数)．
A ．E p ＝kx
B ．E p ＝k x
C ．E p ＝kx 2
D ．
E p ＝k 1x
[解析] (1)小球离开桌面后做平抛运动，水平方向有s ＝v 0t ，竖直方向有h ＝12gt 2，联立解得v 0＝s g 2h ；
根据功能关系有E p ＝12m v 20，代入数据解得E p ＝mgs 2
4h . (2)根据表格中数据，x 与s 成正比，可得出弹性势能E p 与弹簧的压缩量x 的关系为E p ＝kx 2，故A 、B 、D 错误，C 正确．本题也可利用代入法进行逐项排除．
[答案] (1)s g
2h
mgs 24h (2)C。