2020高考物理二轮复习 力学实验专题预测4 10页

‎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