高考物理总复习机械能、实验 验证机械能守恒定律练习1(带答案)

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高考物理总复习机械能、实验 验证机械能守恒定律练习1(带答案)

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验证机械能守恒定律 (1)
1. 利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中,下面叙述正确的是(  ) A.应该用天平称出物体的质量 B.应该选用点迹清晰,特别是第一点没有拉成长条的纸带 C.操作时应在接通电源的同时放开纸带 D.打点计时器应接在电压为4~6 V的直流电源上
2. 用落体法验证机械能守恒定律,下列关于实验误差的说法中,正确的是(  ) A.重物的质量称量不准,会造成较大误差 B.重物的质量选用大些,有利于减小误差 C.重物的质量选用小些,有利于减小误差 D.释放纸带与接通电源开始打点不同步会造成较大误差
3. 同学为验证机械能守恒定律设计了如下实验步骤: A.用天平称出重物的质量 B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度 C.拆掉导线,整理仪器 D.断开电源,调整纸带,重做两次
E.用秒表测出重物下落的时间
F.用毫米刻度尺测出各计数点与起始点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论
G.把打点计时器接到低压交流电源上
H.接通电源,释放纸带
I.把打点计时器接到低压直流电源上
J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上
上述实验步骤中错误的是________________,不必要的是______________,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列应是__________________.(均只需填步骤的代号)
4. 用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的(   ) A. 天平        B. 弹簧秤      C. 刻度尺      D. 秒表
5. 在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)有下列器材可供选择:(A)铁架台(和铁夹);(B)打点计时器;(C)复写纸、纸带(和铁夹);(D)低压直流电源;(E)天平;(F)秒表;(G)导线、电键。其中不必要的器材是:         、         、          (填:上述代号);缺少的器材是                   、                    、                   。
(2)下面列出的实验步骤是用来验证机械能守恒定律的:
(A)让纸带穿过打点时器,并用手提着纸带,使重物在靠近打点计时器处于静止;
(B)接通电源,第一个点打出来后,再松开纸带,让重物与纸带自由落下;
(C)把打点计时器竖直地架在铁架台上,将纸带固定在重物上;
(D)测出重物的质量 m;          (E)用秒表测出重物下落的时间。
以上多余的实验步骤是:             、            。(填写序号,下同)
实验步骤的正确排列顺序是             、              、             。
6. 在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:_____(填代号). A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来 B.用天平称出重锤的质量 C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度 D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的_____,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是_____.
7. 在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法或做法正确的是(      ) A.选用质量大、体积小的重锤可减小实验误差 B.实验结果总是动能增加略大于势能减小 C.固定好打点计时器,用手拿住穿过限位孔的纸带一端并静止使重锤靠近打点计时器处 D.先松开纸带,再接通电源,重物自由下落时纸带上就能打出一系列点
8. 我们在用自由落体法来“验证机械能守恒定律”的实验中,应该(      ) A.选用秒表来计时 B.选用打点计时器计时 C.用交流电源给打点计时器供电 D.用直流电源给打点计时器供电
9. (1)有下面三个力学实验:A.验证牛顿第二定律;B.研究碰撞中的动量守恒;C.验证机械能守恒定律.在这三个实验中:
①需要平衡摩擦力的是_____.
②需要使用天平测量物体质量的是_____.
③需要使用刻度尺测量长度的是_____.
④需要使用打点计时器的是_____.
⑤需要求物体通过某点瞬时速度的是_____.
(2)实验表明:密度大于液体的固体球,在液体中开始是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉.
下表示是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”的实验中得到的数据记录
次序 固体球的半径
r/10-3m 固体球的密度
ρ/103kg?m-3 固体球匀速下沉
的速度v/m?s-1
1 0.5 2.0 0.55
2 1.0 2.0 2.20
3 1.5 2.0 4.95
4 0.5 3.0 1.10
5 1.0 3.0 4.40
6 0.5 4.0 1.65
7 1.0 4.0 6.60
①分析第1、2、3三组数据可知:固体球在水中匀速下沉的速度与_____成正比.
②若要研究固体球在水中匀速下沉的速度与固体球密度的关系可以选用上表中第_____组数据进行分析,根据该组数据所反映的规律可推断,若一个半径为1.00×10-3m、密度为3.5×103kg?m-3的固体球在水中匀速下沉的速度应为_____m/s.
10. 在用打点计时器和重锤做验证机械能守恒定律实验时,以下说法正确的是(  ) A.选用重锤时,重的比轻的好,体积小的比体积大的好 B.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸袋的阻力 C.操作时应先放纸袋再通电 D.做实验时,应将打点计时器竖直地架稳


参考答案:
1. 答案: B
解析: 
2. 答案: B
解析: 本实验中不需要知道重物的质量来验证定律,故选项A错误;本实验中空气阻力以及装置对纸带的阻力都会带来误差,故重物的质量大些可以减小相对误差,选项B正确、C错误;实验中一般要求先接通电源再释放纸带,选项D错误.
3.答案: EIA  JGBHDCF
解析: 上述实验步骤中错误的是E和I,因为实验中不需要测定时间,打点计时器应使用低压交流电源(电火花打点计时器用220 V交流电源);不必要的实验步骤是A;其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是:JGBHDCF.
4. 答案: C
5. 答案: (1)D、E、F;低压交流电源,重物,刻度尺。
(2)D、E;C、A、B。
解析: (1)由“验证机械能守恒定律”的实验中的器材可知,其中不必要的器材是低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是低压交流电源,重物,刻度尺;
(2)由“验证机械能守恒定律”的实验步骤可知,以上多余的实验步骤是测出重物的质量 m;用秒表测出重物下落的时间。实验步骤的正确排列顺序是C、A、B。
6. 答案: ACGEF  B  g
7. 答案: AC
解析: A、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,故A正确. B.由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的电气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.故B错误. C.固定好打点计时器,用手拿住穿过限位孔的纸带一端并让重锤靠近打点计时器,以便在纸带上打出更多的点,故C正确. D.先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,在纸.上打出一系列点,利于数据的采集和处理,故D错误.
8. 答案: BC
解析: 在实验中选择打点计时点测量时间,打点计时电使用交流电源.
解供在用自由落体法来“验证机械能守恒量律”的实验中,应该选用打点计时器计时,用交流电源给打点计时器供电.故B、C正确、A、D错误.
9. 答案: (1)①A   ②A、B  ③A、B、C ④A、C   ⑤C    (2)①固体球半径的平方;   ②1、4、6(或2、5、7);5.50
解析: (1)①平衡摩擦力只有验证牛顿第二定律,而研究碰撞中的动量守恒与验证机械能守恒定律要尽量减小摩擦力作用.
②需要使用天平测量物体质量,有验证牛顿第二定律与碰撞中动量守恒,而验证机械能守恒定律,动能与重力势能都有质量,所以可以不测量.
③需要使用刻度尺测量长度,三个实验中均需要测量长度,都需要长度来算出瞬时速度.
④需要使用打点计时器只有用到纸带才需要,因此验证牛顿第二定律与机械能守恒定律.
⑤需要求物体通过某点瞬时速度是验证机械能守恒定律,要知道某点的动能.
(2)①根据表格中的数据,使用控制变量法(控制其中一个量不变,去研究其他量与这个量的关系).
来探究水中匀速下沉的速度与>么因素有关,结果可知,固体球在水中匀速下沉的速度与固体球半径的平方成正比.
②研究固体球在水中匀速下沉的速度与固体球密度的关系,要么控制半径为0.5×10-3m,要么控制为1.0×10-3m,这样来下沉速度与密度的关系.
从表格可知,当半径为1.0×10-3m,密度为2×103kg?m-3时,下沉的速度为2.20m/s;
而当半径为1.0×10-3m,密度为3×103kg?m-3时,下沉的速度为4.40m/s;
若当半径为1.0×10-3m,密度为4×103kg?m-3时,下沉的速度为6.60m/s;
所以当半径为1.0×10-3m,密度为3.5×103kg?m-3时,下沉的速度为5.50m/s;
10. 答案: ABD
解析: 考点: 验证机械能守恒定律.
专题: 实验题;机械能守恒定律应用专题.
分析: 机械能守恒定律的条件是只有重力做功,所以本实验的关键是想法减少重锤受到阻力的影响,减少措施有选取密度大的、质量大体积小的重锤.
解答: 解:A、根据机械能守恒的条件可知,在用重锤自由落体运动验证机械能守恒定律实验时,必须尽量减少摩擦力影响.
所以选用重锤时,重的比轻的好,体积小的比体积大的好,故A正确. B.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸袋的阻力,故B正确; C.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故C错误; D.做实验时,应将打点计时器竖直地架稳,故D正确;
故选:ABD.
点评: 解决本题的关键要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒.知道能够减小实验误差的方法.
 

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