2020年高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題22 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

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1、2020年高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題22 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律姓名:_ 班級(jí):_ 成績(jī):_一、 單選題 (共2題；共4分)1. （2分） (2017如東會(huì)考) 圖示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）A . 固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，其限位孔必須在同一豎直面內(nèi)B . 手抓紙帶的位置越靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器越好C . 實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)出重錘的質(zhì)量D . 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源2. （2分） (2017高二上徐州期末) 如圖所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）A . 應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源B . 重物應(yīng)選用密度小的物體C .

2、 開始時(shí)，應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D . 需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間二、 多選題 (共3題；共9分)3. （3分） 某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過研究紙帶上第一個(gè)點(diǎn)到某一個(gè)點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)存在較大的誤差，為此改用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置：通過電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中球心正好經(jīng)過光電門B時(shí)，通過與光電門B相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄擋光時(shí)間t，用毫米刻度尺測(cè)出A、B之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小鐵球的直徑 ，重力加速度為g。請(qǐng)回答下列問題： （1） 小鐵球經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v=_（用題中所給字母表示）。 （2） 如果d

3、、t、h、g滿足關(guān)系式 _，就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 （3） 比較兩個(gè)方案，改進(jìn)后的方案相比原方案主要的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是_。 A . 不需要測(cè)出小鐵球的質(zhì)量B . 電磁鐵控制小鐵球，更易保證小鐵球的初速度為0C . 消除了紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力影響D . 數(shù)據(jù)處理大大簡(jiǎn)化4. （3分） (2019高三上浙江月考) 如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。 （1） 實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選擇_較好（填“電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”）。 （2） 安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示

4、。圖中0點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E作為計(jì)數(shù)點(diǎn)。其中測(cè)出A、B、C、D、E點(diǎn)距起始點(diǎn)0的距離如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T=0.02s。由此可計(jì)算出物體下落到C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vC=_m/s.（結(jié)果 保留三位有效數(shù)字） （3） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)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(cè)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(gè)小物塊來平衡阻力進(jìn)而消除該誤差C . 該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過多次測(cè)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

5、，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差（4） 某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)0的距離L并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過描繪v2 -h圖象去研究機(jī)械能是否守恒。若實(shí)驗(yàn)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(gè)。（填選填圖下對(duì)應(yīng)的字母） A . B . C . D . 5. （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(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下列說法正確的是（ ） A . 該實(shí)驗(yàn)中，重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料B . 該實(shí)驗(yàn)中，可以由公式v=gt求出打某點(diǎn)的紙帶的速度C . 該實(shí)驗(yàn)中，

6、應(yīng)先接通電源后釋放重物D . 該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上三、 填空題 (共1題；共3分)6. （3分） (2017高一下安達(dá)期末) 利用自由落體來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)：若已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，其中0為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量EP=_J；動(dòng)能增加量Ek=_J，產(chǎn)生誤差的主要原因是_四、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共4題；共15分)7. （4分） (2017甘谷模擬) 如圖1所示是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能

7、守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電（1） 甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點(diǎn)為重物剛要下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)已知重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s2在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢(shì)能的減少量Ep=_J；重物的動(dòng)能增加量Ek=_J（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（2） 該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實(shí)驗(yàn)的_誤差（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）由此看，甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是Ep

8、_Ek（選填“大于”、“等于”或“小于”）（3） 乙同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人虺隽艘粭l紙帶后，利用紙帶測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的速度為零的點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以 為縱軸畫出了如圖3所示的圖線由于圖線沒有過原點(diǎn)，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測(cè)量和計(jì)算都沒有出現(xiàn)問題，其原因可能是：_乙同學(xué)測(cè)出該圖線的斜率為k，如果不計(jì)一切阻力，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭_k（選填“大于”、“等于”或“小于”）（4） 丙同學(xué)利用該實(shí)驗(yàn)裝置又做了其它探究實(shí)驗(yàn)，分別打出了標(biāo)號(hào)為、的4條紙帶，其中只有一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的為了找出該紙帶，丙同學(xué)在每條紙帶上

9、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)間的距離依次為x1、x2、x3請(qǐng)你根據(jù)下列x1、x2、x3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為_（選填標(biāo)號(hào)）（取g=9.80m/s2）6.13cm，6.52cm，6.91cm6.05cm，6.10cm，6.15cm4.12cm，4.51cm，5.30cm6.10cm，6.58cm，7.06cm8. （4分） (2017高一上天門期末) 某高一同學(xué)寒假時(shí)，在教材中查到木質(zhì)材料與金屬材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，為了準(zhǔn)確驗(yàn)證這個(gè)數(shù)據(jù)，他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，如圖甲所示，圖中長(zhǎng)鋁合金板水平固定（1） 下列哪些操作是必要的A . 調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與水平鋁合金板平

10、行B . 將鋁合金板墊起一個(gè)角度C . 選盡量光滑的滑輪D . 砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量（2） 如圖乙所示為木塊在水平鋁合金板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖乙所示，則木塊加速度大小a=_m/s2（電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3） 該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，將測(cè)量原理寫為：根據(jù)mgMg=Ma，得= 其中M為木塊的質(zhì)量，m為砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量，a為木塊的加速度，重力加速度為g判斷該同學(xué)的做法是否正確，如不正確，請(qǐng)寫出的正確表達(dá)式：_ （4） 若m=70g，M=100g，則可測(cè)得=_（g取9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字） 9. （3分） (2017

11、高二上鄭州開學(xué)考) 圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡（1） 以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有_a安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2） 圖2是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距x為40.0cm則平拋小球的初速度v0為_m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為_m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)

12、字，g取10m/s2） 10. （4分） (2017高一下水富期末) 利氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝示意圖如圖1所示：（1） 實(shí)驗(yàn)步驟：將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度L，結(jié)果如圖所示，由此讀出L=_mm由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離x將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間t1和t2用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m（2） 用表示直接測(cè)量量的字寫出下列所求物理量的表達(dá)式：當(dāng)滑塊通過

13、光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和碼）的總動(dòng)能分別為Ek1=_和Ek2=_如果表達(dá)式_成立，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律五、 實(shí)驗(yàn)題 (共6題；共36分)11. （7分） (2017高二下大連期末) 用如圖1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)械能守恒定律圖2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2所示已知m1=50g、m2=150g，則（g取10m/s2 ， 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1） 在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)

14、5時(shí)的速度v=_m/s；（2） 在打點(diǎn)05過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量EK=_J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量EP=_J，由此得出的結(jié)論是_；（3） 若某同學(xué)作出 v2h圖象如圖3，則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=_m/s212. （7分） (2017高二下南昌期末) 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：（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，有選錯(cuò)或不答的得0分） A . 米尺B . 秒表C . 012V的直流電源D . 0I2V的交流電源（2） 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

15、瞬時(shí)速度v和下落高度h某同學(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A 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度vB 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C 根據(jù)做勻速直線運(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hD 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻速直線運(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_（填入正確選項(xiàng)前的字母）13. （5分） (2017黑龍江模擬) 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

16、圖1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(zhǎng)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的小球相連；遮光片兩條長(zhǎng)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)到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，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，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)（1） 用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b，結(jié)果如圖2所示，由此讀出b=_mm；（2） 滑塊通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為_；（3） 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角=30，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為E

17、k=_，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為Ep=_，在誤差允許的范圍內(nèi)，若Ek=Ep則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；（4） 在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2d圖象如圖3所示，并測(cè)得M=m，則重力加速度g=_m/s214. （6分） (2017高一下岳陽期末) 用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：（g取9.8m/s2）（1） 運(yùn)用公式 mv2=mgh時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是_為此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近_ （2） 若實(shí)驗(yàn)中所用重物質(zhì)量m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物速度vB=_，重物動(dòng)能Ek=_；從開始下落起至B點(diǎn)，重物的重力勢(shì)

18、能減小量是_，由此可得出的結(jié)論是_15. （7分） (2018高一下河口期中) 某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1） 小組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是_（選填甲、乙即可） （2） 若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s，請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速度大小為_m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） （3） 該小組內(nèi)同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出v2h圖線如圖丁所示，請(qǐng)根據(jù)圖

19、線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 = _m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 16. （4分） (2016高二上贛州開學(xué)考) 在用重錘自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清楚，可舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)比較清楚的紙帶，同樣可以驗(yàn)證如圖所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，相鄰各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)注在紙帶上，若已知：所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間（1） 根據(jù)紙帶提供的物理量計(jì)算，vA=_； vF=_；（2） 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自打A點(diǎn)到打出F點(diǎn)過程中：重力勢(shì)能的減少量EP=_動(dòng)能的增加量為Ek=_（用vA、vF表示）第 17 頁 共 17 頁參考答案一、 單選題 (共2題；共4分)1-1、2-1、二、 多選題 (共3題；共9分)3-1、3-2、3-3、4-1、4-2、4-3、4-4、5-1、三、 填空題 (共1題；共3分)6-1、四、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共4題；共15分)7-1、7-2、7-3、7-4、8-1、8-2、8-3、8-4、9-1、9-2、10-1、10-2、五、 實(shí)驗(yàn)題 (共6題；共36分)11-1、11-2、11-3、12-1、12-2、13-1、13-2、13-3、13-4、14-1、14-2、15-1、15-2、15-3、16-1、16-2、