2015届高考物理知识点总复习限时检测题39.doc

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训练高效提能
1．(2014·太原调研)一位同学做“用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验．
(1)现有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、4～6 V低压交流电源、天平、秒表、导线、电键、重锤．其中不必要的器材是：______________；缺少的器材是________________．
(2)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的________．

解析　(1)“用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中不需要测质量，而时间是由打点计时器打出的纸带测量的，要测速度还需要用刻度尺测出计数点间距，因此不必要的器材是天平、秒表，缺少的器材是毫米刻度尺．
(2)由mgh＝mv2得gh＝，因此画出的图线应该是C.
答案　(1)天平、秒表　毫米刻度尺　(2)C
2．(2014·湖南十二校联考)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图实Ⅵ－9中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留三位有效数字)：
时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m·s－1)
5.59
5.08
4.58

(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s.
(2)从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝______J，动能减少量ΔEk＝________J.
(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定 图实Ⅵ－9
律．由上述计算得ΔEp________ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是______________．
解析　(1)v5＝ cm/s＝408 cm/s＝4.08 m/s.
(2)由题给条件知：
h25＝(26.68＋24.16＋21.66) cm＝72.5 cm＝0.725 m.
ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×0.725 J＝1.42 J
ΔEk＝mv－mv＝×0.2×(5.592－4. 082) J＝1.46 J.
(3)由(2)中知ΔEp＜ΔEk，因为存在空气摩擦等原因，导致重力势能的增加量小于动能的减少量．
答案　(1)4.08　(2)1.42　1.46
(3)＜　原因见解析
3．(2014·烟台三模)如图实Ⅵ－10甲所示是光电门传感器的示意图．它的一边是发射器，另一边是接收器，当光路被物体挡住的时候，它就开始计时，当光路再次恢复的时候，它就停止计时．这样就可以测出挡光片挡光的时间．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球下落过程中机械能是否守恒的实验．实验装置如图实Ⅵ－10乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器．实验时让半径为R的小球从某一高度处由静止释放，让小球依次从A、B两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为t1、t2.为了证明小球通过A、B过程中的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明．

乙
图实Ⅵ－10
(1)选出下列还需要的实验测量步骤
A．测出A、B两传感器之间的竖直距离h1
B．测出小球释放时离桌面的高度H
C．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间Δt
D．测出小球由静止释放位置与传感器A之间的竖直距离h2
(2)如果能满足__________关系式，即能证明小球通过A、B过程中的机械能是守恒的．
解析　实验目的是验证机械能守恒，即验证表达式：mgh1＝mv－mv成立，光电门传感器测速度的原理是利用平均速度来代替瞬时速度，可得vB＝，vA＝，因此除了需要测量小球的直径以及记录挡光时间外，还需要计算重力势能的减小量，因此需要测量两个光电门之间的距离h1，如果能满足mgh1＝m()2－m()2，即()2－()2＝2gh1，即能证明小球通过A、B过程中的机械能是守恒的．
答案　(1)A　(2)()2－()2＝2gh1
4．(2014·四川省广元市第二次诊断)(1)用如图实Ⅵ－11所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图实Ⅵ－12所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，g取10 m/s2，交流电源的频率为50 Hz不考虑各处摩擦力的影响，结果保留两位 图实Ⅵ－11
有效数字．

图实Ⅵ－12
(1)在纸带上打下计数点5时m2的速度v＝________m/s；
(2)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________J；
(3)若某同学作出v2－h图象如图实Ⅵ－13所示，则该同学测得的重力加速度g＝________m/s2.

图实Ⅵ－13
答案　(1)2.4　(2)0.58　0.60　(3)9.7
5．(2014·四川省树德中学模拟)某同学利用如图实Ⅵ－14所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连．

图实Ⅵ－14
(1)实验时要调整气垫导轨水平．不挂钩码和细线，接通气源，如果滑块________，则表示气垫导轨调整至水平状态．
(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．实施下列措施能够达到实验调整目标的是________．
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节Q使轨道右端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
E．气源的供气量增大一些
(3)实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m.由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是________．
答案　(1)能在气垫导轨上静止或做匀速运动或滑块经两个光电门的时间相等
(2)AB　(3)mgL＝(m＋M)()2－(m＋M)()2
6．(2014·四川省名校模拟)DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．老师上课时“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图实Ⅵ－15甲所示，在某次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图实Ⅵ－15乙所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.试回答下列问题：

图实Ⅵ－15
(1)图实Ⅵ－15乙的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图象分别是________(按顺序填写相应图线所对应的文字)．
(2)根据图实Ⅵ－15乙所示的实验图象，可以得出的结论是______________________________
________________________________________________________________________________.
解析　(1)小球由A到D过程中重力势能减小，动能增加，由题图乙的图象知机械能总量不变，故表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲．
(2)由实验结果知：在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
答案　(1)乙、丙、甲　(2)在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒

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