【優(yōu)化方案】2020浙江高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知能優(yōu)化演練 大綱人教版

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1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中需要測出的量有()A重錘的質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與重錘下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度解析：選C.由機(jī)械能守恒定律列方程，等式兩邊都有質(zhì)量可消去，故不用測質(zhì)量，只需測重錘下落高度，計(jì)算出對應(yīng)點(diǎn)的速度，故選C.2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

2、，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能的減少量大，D正確3關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”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，長度測量的相對誤差增大，故

3、A錯(cuò)誤；由mv2mgh知，只需驗(yàn)證v2gh即可，不必測重錘質(zhì)量，故B錯(cuò)；對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Ekmvmv與mghMN比較，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，用毫米刻度尺測量完全可以，不必采用“計(jì)數(shù)點(diǎn)”法，故D正確4.(2020年高考安徽理綜卷)利用圖565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)了以下四種測量方案：圖565a用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下

4、落時(shí)間t通過vgt計(jì)算出瞬時(shí)速度v.b用刻度尺測出物體下落的高度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：d5.(2020年高考課標(biāo)全國卷)圖566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：

5、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566(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C012 V的直流電源D012 V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有_.(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：摩擦阻力；測量誤差答案：(1)AD(2)紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差6.(2020年廣東惠州調(diào)研)如圖567所示，是用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，請回答下列問題：圖56

6、7(1)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的，其編號(hào)為_A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶)；B重錘；C天平；D毫米刻度尺；E秒表(2)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的摩擦阻力，使重錘獲得的動(dòng)能往往_它所減小的重力勢能(填“大于”、“小于”或“等于”)(3)如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2/2h圖線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該直線的斜率是_解析：(1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，只需驗(yàn)證v2與gh近似相等，故無需測量重錘質(zhì)量，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量重錘下落高度即下落的時(shí)間，故無需秒表，正確選項(xiàng)為ABD；(2)由于重錘下落過程中有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱，故重錘

7、獲得的動(dòng)能稍小于減小的重力勢能；(3)由v2gh可知，以v2為縱軸，h為橫軸，所繪圖線的斜率為重力加速度g.答案：(1)ABD(2)小于(3)重力加速度7(2020年金華模擬)用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：(1)運(yùn)用公式mgh對實(shí)驗(yàn)條件的要求是_，為此，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)中所用重物的質(zhì)量m1 kg.打點(diǎn)紙帶如圖568所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，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)時(shí)重物的重力勢能減少量是_，由此可得出的結(jié)論是_(g取9.8 m/s2)圖568(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以為縱

8、軸、以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是如圖569中的_圖569解析：(1)物體自由下落時(shí)，在0.02 s內(nèi)的位移應(yīng)為hgT29.8(0.02)2 m2 mm.所以對實(shí)驗(yàn)條件的要求是打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零(2)vB m/s0.59 m/s.此時(shí)重物的動(dòng)能為Ekmv1(0.59)2 J0.17 J.重物的重力勢能減少量為Epmgh19.817.6103 J0.17 J.故機(jī)械能守恒(3)由機(jī)械能守恒定律可知，mghmv2，即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立，只需驗(yàn)證v2gh即可如以縱坐標(biāo)為、橫坐標(biāo)為h，則圖象應(yīng)為過原點(diǎn)，且斜率為g的直線，故C圖正確答案：(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零2 mm(2)0.59

9、m/s0.17 J0.17 J機(jī)械能守恒(3)C8利用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后依圖5610所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H，滑塊m上面裝l3 cm的擋光框，使它由軌道上端任一處滑下，測出它通過電門G1和G2時(shí)的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2這段過程中動(dòng)能的增加量Ekm(vv)，再算出重力勢能的減少量Epmgh，比較Ek與Ep的大小，便可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒圖5610(1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過G1時(shí)的高度h如何求出？(2)若測得圖中L1 m，x0.5 m，H20 cm，m500 g，滑塊通過G1和G2的時(shí)間分別為5.0102 s和2.0102 s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒解析：(1)因?yàn)閾豕饪虻膶挾群苄3 cm而滑塊通過電門的時(shí)間極短，故可以認(rèn)為滑塊通過電門時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，則通過兩電門時(shí)的平均速度就等于通過G1和G2兩位置的瞬時(shí)速度，v1，v2；由相似原理可知，可求得hx，H、L、x都是事先設(shè)定的(2)v1 m/s0.6 m/s.v2 m/s1.5 m/s，hx0.5 m0.1 m動(dòng)能增加量Ekm(vv)0.5(1.520.62)J0.473 J.重力勢能減少量Epmgh0.59.800.1 J0.490 J，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為機(jī)械能守恒答案：見解析