【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)六知能優(yōu)化演練 新人教版必修2

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1、知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 1．下列關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說法中，正確的是(　　) A．重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差 B．重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差 C．重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差 D．紙帶下落和打點(diǎn)不同步會(huì)造成較大誤差 解析：選BD.從需要驗(yàn)證的關(guān)系式ghn＝看，與質(zhì)量無關(guān)，A錯(cuò)誤．當(dāng)重物質(zhì)量大一些時(shí)，空氣阻力可以忽略，B正確，C錯(cuò)誤．紙帶先下落而后打點(diǎn)．此時(shí)，紙帶上最初兩點(diǎn)的點(diǎn)跡間隔較正常時(shí)略大，用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其結(jié)果是重物在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)就有了初動(dòng)能，因此重物動(dòng)能的增加量比重物重力勢(shì)能的減少量大，D正確． 2．關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定

2、律”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因?yàn)榧垘г蕉?，克服摩擦力做的功就越小，誤差就越小 B．稱出重錘的質(zhì)量，是不可缺少的步驟 C．紙帶上第1、2兩點(diǎn)間距若不接近2 mm，無論怎樣處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)誤差一定較大 D．處理打完點(diǎn)的紙帶時(shí)，可以直接利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)跡，而不必采用“計(jì)數(shù)點(diǎn)”的方法 解析：選D.A選項(xiàng)中，沒有考慮紙帶過短，長度測(cè)量的相對(duì)誤差增大，故A錯(cuò)誤；由mv2＝mgh知，只需驗(yàn)證v2＝gh即可，不必測(cè)重錘質(zhì)量，故B錯(cuò)；對(duì)C項(xiàng)中的紙帶，可選點(diǎn)跡清晰的距離合適的任兩點(diǎn)(M、N)，通過計(jì)算ΔEk＝mv－mv與mghMN比較

3、，實(shí)驗(yàn)誤差不一定大，故C錯(cuò)；由于自由落體加速度較大，因此除去第1、2兩點(diǎn)距離可能很小，其他相鄰兩點(diǎn)間的距離均大于或遠(yuǎn)大于2 mm，用毫米刻度尺測(cè)量完全可以，不必采用“計(jì)數(shù)點(diǎn)”法，故D正確． 3．(2020·高考四川卷)有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的．為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為s1、s2、s3.請(qǐng)你根據(jù)下列s1、s2、s3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?9.791 m/s2)(　　) A．61.0 mm　65.8 mm

4、　70.7 mm B．41.2 mm　45.1 mm　53.0 mm C．49.6 mm　53.5 mm　57.3 mm D．60.5 mm　61.0 mm　60.6 mm 解析：選C.驗(yàn)證機(jī)械能守恒采用重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所以相鄰的0.02 s內(nèi)的位移增加量為Δs＝gT2＝9.791×0.02 2≈3.9 (mm)，只有C符合要求，故選C. 4．(2020·高考安徽卷)利用圖5－6－6所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案： 圖5－6－6 a．用刻度尺測(cè)出

5、物體下落的高度h，并測(cè)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(cè)出物體下落的高度h，并通過v＝計(jì)算出瞬時(shí)速度v. c．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過h＝計(jì)算出高度h. d．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(cè)算出瞬時(shí)速度v. 以上方案中只有一種正確，正確的是________．(填入相應(yīng)的字母) 解析：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有d項(xiàng)． 答案：d 5.

6、(2020·高考課標(biāo)全國卷)圖5－6－7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)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題： 圖5－6－7 (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．米尺 B．秒表 C．0～12 V的直流電源 D．0～12 V的交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有________________________________________________________________________ __________________________

7、______________________________________________.(寫出兩個(gè)原因) 解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，測(cè)量高度h和紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離需要米尺．所以選A、D. (2)此實(shí)驗(yàn)主要誤差來源有兩方面：①摩擦阻力；②測(cè)量誤差． 答案：(1)AD (2)紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦；用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差． 6．(2020·佛山質(zhì)檢)(1)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，打出的紙帶如圖5－6－8所示．設(shè)重錘質(zhì)量為m、交流電周期為T，則打點(diǎn)4時(shí)重錘的動(dòng)能可以表示為__________． 圖5－6－8 (2)為了求起點(diǎn)0到點(diǎn)4重錘

8、的重力勢(shì)能變化量，需要知道重力加速度g的值，這個(gè)g值應(yīng)該是__________(填選項(xiàng)的序號(hào)即可)． A．取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值 B．根據(jù)打出的紙帶，用Δs＝gT2求出 C．近似取10 m/s2即可 D．以上說法均錯(cuò)誤 解析：(1)打點(diǎn)4的速度v4＝，因此動(dòng)能Ek＝mv＝m2.(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中要求起點(diǎn)0到點(diǎn)4重錘的重力勢(shì)能變化量，不能用機(jī)械能守恒來計(jì)算g值，應(yīng)取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值． 答案：(1)m2或m2　(2)A 7．(2020·珠海模擬)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，使質(zhì)量為m＝1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合

9、實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖5－6－9所示．O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.80 m/s2，那么： 圖5－6－9 (1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到__________點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律； (2)從O點(diǎn)到(1)問中所取的點(diǎn)，重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝__________ J，動(dòng)能增加量ΔEk＝__________J(結(jié)果取三位有效數(shù)字)； (3)若測(cè)出紙帶上所有各點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離，根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v及物體下落的高度h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象是下圖中的_________

10、_． 圖5－6－10 解析：(1)由圖中所給數(shù)據(jù)，只能計(jì)算出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故選OB做研究． (2)vB＝＝×10－2m/s＝1.92 m/s ΔEk＝mv＝×1.00×1.922 J＝1.84 J ΔEp＝mg ＝1.00×9.80×19.20×10－2J＝1.88 J. (3)由mgh＝mv2得：∝h，故A對(duì)． 答案：(1)B　(2)1.88　1.84　(3)A 8．(2020·徐州調(diào)研)用如圖5－6－11實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖5－6－12

11、給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖5－6－11 圖5－6－12 (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟： A．按照?qǐng)D5－6－11所示的裝置安裝器件； B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上； C．先釋放m2，再接通電源打出一條紙帶； D．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離； E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，分別計(jì)算系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能 其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是__________(填選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母)． (2)在紙帶上打下計(jì)數(shù)

12、點(diǎn)5時(shí)的速度v＝__________m/s； (3)在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝__________J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝____________J，由此得出的結(jié)論是__________； (4)若某同學(xué)作出v2－h(huán)圖象如圖5－6－13所示，寫出計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達(dá)式____________，并計(jì)算出當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝ __________m/s2. 圖5－6－13 解析：(1)應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流電源上，B錯(cuò)誤；應(yīng)先接通電源，再釋放m2，C錯(cuò)誤． (2)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝×10－2m/s＝2.4 m/s. (3)ΔEk＝(m1＋m2)v2＝0.58 J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.60 J，因此可得出在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． (4)因(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh整理得：g＝v2，整理也可得到v2＝h，所以v2－h(huán)圖象的斜率表示＝g，即＝ m/s2，g＝9.7 m/s2. 答案：(1)BC　(2)2.4　(3)0.58　0.60　在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒　(4)g＝v2　9.7