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赢在微点 高考复习顶层设计 大一轮物理配套学生练习含答案
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1.(2025·抚州模拟)在“验证机械能守恒定律”实验中,小王用如图甲所示的装置,让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点,A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
(1)为了减小实验误差,对体积和形状相同的重物,实验时选择密度大的。理由是
。
(2)已知交流电频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度g=9.80 m/s2,则从O点到C点,重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|= J,C点的动能EkC= J。(均保留3位有效数字)。
(3)比较EkC与|ΔEp|的大小,出现这一结果的原因可能是 (填选项字母)。
A.工作电压偏高
B.接通电源前释放了纸带
C.存在空气阻力和摩擦力
2.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=dt作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。
(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 (填选项字母)之间的竖直距离。
A.钢球在A点时的顶端
B.钢球在A点时的球心
C.钢球在A点时的底端
(2)用ΔEk=12mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为 cm。
某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s,则钢球的速度为v= m/s。
(3)下表为该同学的实验结果:
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由空气阻力造成的。你是否同意他的观点?请说明理由。
。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。
。
3.用如图甲所示的实验装置验证A、B组成的系统机械能守恒。B从高处由静止开始下落,A上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙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(图中未标出),所用电源的频率为50 Hz。已知A的质量m1=50 g,B的质量m2=150 g。(均保留2位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5= m/s。
(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk= J,系统重力势能的减少量ΔEp= J。(当地的重力加速度g取10 m/s2)
(3)若某同学作出v22-h图像如图丙所示,则当地的重力加速度g= m/s2。
4.某实验小组利用如图甲所示的实验装置,探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,光滑水平桌面距地面高为h,一轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于原长时,将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,在弹簧弹力的作用下,小球从桌子边缘水平飞出,小球落到位于水平地面的复写纸上,从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹。(已知重力加速度为g)
(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、l、mg之间的关系式为 。
(2)改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在图乙坐标纸上作出x-l图像。
(3)由图像得出x与l的关系式为 ;由实验得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的关系式为 。
5.某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图甲所示。实验的主要步骤如下:
A.用天平测出滑块的质量m=0.2 kg;
B.将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角θ=24°的倾斜状态(sin 24°=0.4);
C.将滑块从导轨的顶端由静止释放,使用频闪照相机对滑块进行拍摄,频闪照相机每隔T=0.05 s拍摄一次。某次拍摄后得到的照片如图乙所示,该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为s1=2.42 cm,s2=3.41 cm,s3=4.37 cm,s4=5.34 cm。已知当地的重力加速度g=9.8 m/s2。
结合以上实验数据,完成下列填空:(均保留3位有效数字)
(1)滑块在位置B时的速度大小为 m/s。
(2)滑块由B运动至D,重力势能的减小量为 J,动能的增加量为 J,在误差允许的范围内,认为滑块下滑过程机械能守恒。
(3)写出两条产生误差的可能原因:① ;② 。 ΔEp/(10-2 J)
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk/(10-2 J)
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
弹簧压缩量
x/m
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
小球飞行的
水平距离
l/m
0.5
1.0
1.5
2.4
2.6
3.0
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