2021高物理(安徽专用)二轮专题题组训练之综合模拟卷12bWord版含答案.docx
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1、Z专题检测素能提升1.2022武汉武昌调研为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行试验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不行伸长且其质量可以忽视,重力加速度为g。该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:(1)试验开头应先调整气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平。请在以下空白处填写试验要求。在不
2、增加其他测量器材的状况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调整导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间_,则导轨水平;(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的试验操作中,以下操作合理的是_;A. 挡光片的宽度D应尽可能选较小的B. 选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量MC. 为了减小试验误差,光电门G1、G2的间距x应当尽可能大一些D. 用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行(3)在每次试验中,若表达式_(用M、g、m、t1、t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成
3、立。解析本题考查利用气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律的试验,意在考查考生对机械能守恒定律的理解,以及对该试验的把握状况。(1)由题意可知M分别通过两个光电门的时间相等,即表示轨道水平。(2)由题意可得,挡光片越小,速度计算越精确,选项A正确;考虑到m的作用,不需要m远小于M,选项B错误;光电门间距更大一些,距离测量误差会减小,速度差距更大,误差会减小,选项C正确;牵引滑行器的细绳应当与导轨平行,选项D错误。(3)要使机械能守恒,以M和m为争辩对象,可知需要公式mgx(Mm)()2(Mm)()2成立。答案(1)(在误差允许的范围内)相等(2)AC(3)mgx(Mm)()2(Mm)()22202
4、2天津高考某同学把附有滑轮的长木板平放在试验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还预备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的试验装置如图所示。(1)若要完成该试验,必需的试验器材还有哪些_。(2)试验开头时,他先调整木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)。A避开小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清楚C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后
5、,当他用多个钩码牵引小车时,发觉小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本试验的器材提出一个解决方法:_。(4)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次试验发觉拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一状况可能是下列哪些缘由造成的_(填字母代号)。A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力解析(1)计算小车的动能变化需用天平测质量;在计算小车通过的位移、小车的瞬时速度时都需用刻度尺测距离。(2)只有绳与板面平行时,才能保证小车
6、运动中与板面间的压力不变,才能保证小车所受摩擦力不变,才能保证平衡摩擦力后绳的拉力等于小车所受合力,故D正确。(3)要增加纸带上所打下点的数目,只有减小小车运动的加速度。在所挂钩码数目不变的状况下只有增大小车的质量,即在车上增加砝码或钩码。(4)当将钩码重力作为小车所受合力时,需满足几个条件:一是摩擦力被平衡,二是绳与板面平行,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,但车加速运动时钩码加速下降,钩码重力大于绳上拉力,则只有当钩码质量远小于小车质量时二者才近似相等,故此状况可能是由C、D缘由造成的。答案(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD3. 现
7、要通过试验验证机械能守恒定律。试验装置如图所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图。(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增
8、加量可表示为_。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为_。(2)多次转变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如表所示:12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.445.855.43/104 s21.481.952.412.923.39以s为横坐标,为纵坐标,在坐标纸中描出第1和第5个数据点;依据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k_104 m1s2(保留3位有效数字)。由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出s直线的斜率k0,将k和k0进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定
9、律。解析(1)当滑块运动到B点时下降高度设为h,此时砝码上升的高度为s,由几何关系可知h,故系统削减的重力势能为EpMghmgs。由于系统从静止开头运动,运动至B点时的速度vB,故动能的增加量Ek(Mm)v。由EpEk可解得。(2)描点及作直线见图。在图中直线上取相距较远的两点,读出两点坐标,由k可得k2.40104 m1s2。答案(1)(2)描点与作图见解析2.4042022石家庄二模某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦。试验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,转变C处钩码个数,测出C处不同
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