2020高考物理二轮复习 力学实验专题预测4

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2020高考物理二轮复习 力学实验专题预测4

‎2020高考物理二轮复习 力学实验专题预测4 ‎ ‎1.如图实-6-6所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,我们选N点来验证机械能守恒定律.下面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法,其中正确的是(T为打点周期) (  )‎ 图实-6-6‎ A.N点是第n个点,则vN=gnT B.N点是第n个点,则vN=g(n-1)T C.vN= D.vN= 解析:物体下落的实际加速度小于g,不能采用公式v=gt计算打N点时纸带下落速度,‎ N点的速度为xn和xn+1段的平均速度,vN=,C项正确.‎ 答案:C ‎2.在用图实-6-7所示的实验装置来验证机械能守恒定律时,某同学的以下说法中正确的是 (  )‎ 图实-6-7‎ A.必须用秒表测出重物下落的时间 B.实验操作时,注意手提着纸带使重物靠近打点计时器,先接通打点计时器电源,然后松开纸带 C.如果打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,就会造成重力势能的变化小于动能的变化 D.验证时,可以不测量重物的质量或重力 ‎3.(2020·广州模拟)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图实-6-8所示的甲或乙方案来进行.甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律,乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律.‎ 图实-6-8‎ ‎(1)比较这两种方案,________(填“甲”或“乙”)方案好一些,理由是 ‎________________________________________________________________________.‎ ‎(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图所示,已知 每两个计数点之间的时间间隔T=0.1 s.物体运动的加速度a=________;该纸带是 采用__________(填 “甲”或“乙”)实验方案得到的.简要写出判断依据 ‎______________________________.‎ 解析:(1)机械能守恒的前提是只有重力做功,实际操作的方案中应该使摩擦力越小越 好.故甲方案好一些.‎ ‎(2)a=≈‎4.8 m/s2‎ 因a远小于g,故为斜面上小车下滑的加速度.所以该纸带采用图乙所示的实验方 案.‎ 答案:‎ ‎(1)甲 因为这个方案摩擦阻力小,误差小,操作方便,所用实验器材少 ‎(2)‎4.8 m/s2(‎4.7 m/s2~‎4.9 m/s2) 乙 因为物体运动的加速度比重力加速度小得多 ‎4.(2020·烟台模拟)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:‎ ‎(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是________;‎ ‎(2)若实验中所用重物的质量m=‎1 kg.打点纸带如图实-6-9所示,打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是__________,由此可得出的结论是 ‎_____________________;(g取‎9.8 m/s2)‎ 图实-6-9‎ ‎(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是图实-6-10中的 (  )‎ 图实-6-10‎ ‎5.利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时,先非常仔细地把导轨调成水平,然后依图实-6-11所示用垫块把导轨一端垫高H,滑块m上面装l=‎3 cm的挡光框,使它由轨道上端任一处滑下,测出它通过电门G1和G2时的速度v1和v2,就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk=m(v22-v12),再算出重力势能的减少量ΔEp=mgh,比较ΔEk与ΔEp的大小,便可验证机械能是否守恒.‎ 图实-6-11‎ ‎(1)滑块的速度v1、v2如何求出?滑块通过G1时的高度h如何求出?‎ ‎(2)若测得图中L=‎1 m,x=‎0.5 m,H=‎20 cm,m=‎500 g,滑块通过G1和G2的时间分 别为5.0×10-2s和2.0×10-2s,当地重力加速度g=‎9.80 m/s2,试判断机械能是否守恒.‎ 解析:(1)因为挡光框的宽度很小l=‎3 cm,而滑块通过电门的时间极短,故可以认为滑 块通过电门时做匀速运动,则通过两电门时的平均速度就等于通过G1和G2两位置的瞬 时速度,v1=,v2=;由相似原理可知=,便可求得h=x,H、L、x都是事 先设定的.[来源:]‎ ‎6.(2020·珠海调研)如图实-6-12所示,用包有白纸的质量为‎1.00 kg的圆柱棒替代纸带和重物;蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器.烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号,如图实-6-13所示.设毛笔接触棒时不影响棒的运动,测得记号之间的距离依次为‎26.0 mm、‎50.0 mm、‎74.0 mm、‎98.0 mm、‎122.0 mm、‎146.0 mm,由此可验证机械能守恒定律.已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样.根据以上内容回答下列问题:‎ 图实-6-12‎ 图实-6-13‎ ‎(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T=________s.‎ ‎(2)根据图实-6-13所给的数据可知:毛笔画下记号“‎3”‎时,圆柱棒下落的速度v3=‎ ‎________m/s;画下记号“‎6”‎时,圆柱棒下落的速度v6=______m/s;在毛笔画下记号“‎‎3”‎ 到画下记号“6”的这段时间内,棒的动能的增加量为______J,重力势能的减少量为 ‎____________J.由此可得出的结论是____________________.(g=‎9.8 m/s2,结果保留 三位有效数字)‎ 解析:(1)由于电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样,所以电动机的转动周期为T= s=0.05 s.‎ ‎(2)毛笔画相邻两条线的时间间隔为0.05 s.根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,则画记号“‎3”‎时,圆柱棒下落的速度为v3=‎ m/s=‎1.24 m/s,同理可求得画记号“‎6”‎时,圆柱棒下落的速度v6=‎2.68 m/s.由此可得棒的动能的增加量为ΔEk=mv62-mv32≈2.82 J,重力势能的减少量为ΔEp=mg(h6-h3)≈2.88 J.根据求得的数据,在实验误差允许的范围内,圆柱棒在下落过程中机械能守恒.‎ 答案:(1)0.05 (2)1.24 2.68 2.82 2.88 在误差允许的范围内圆柱棒在下落过程中机 械能守恒 ‎7.某同学利用如图实-6-14所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为x.‎ 图实-6-14‎ ‎(1)若轨道完全光滑,x2与h的理论关系应满足x2=________(用H、h表示).‎ ‎(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:‎ h(10-‎1m)‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ ‎4.00‎ ‎5.00‎ ‎6.00‎ x2(10-‎1m2‎)‎ ‎2.62‎ ‎3.89‎ ‎5.20‎ ‎6.53‎ ‎7.78‎ 请在图实-6-15所示的坐标纸上作出x2-h关系图.‎ 图实-6-15‎ ‎(3)对比实验结果与理论计算得到的x2-h关系图线(图实-6-15中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率________(填“小于”或“大于”)理论值.‎ ‎(4)从x2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差 的可能原因是_____________________________________________________________.‎ 解析:(1)设钢球从轨道末端抛出的速度为v0,则有mgh=mv02,在平抛过程中有H=‎ gt2,x=v0t,由以上三式可解得x2=4Hh.‎ ‎(2)依次描点、连线,如下图所示.‎ ‎(3)由图象可知,对应同一个h值,x测
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