【優(yōu)化方案】2020高中物理 第7章第九節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

1用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面哪些測(cè)量工具是必需的()A天平B彈簧測(cè)力計(jì)C刻度尺 D秒表解析：選C.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，不需用天平測(cè)出重物的質(zhì)量，也不需用秒表和彈簧測(cè)力計(jì)，故正確答案為C.2(2020年福州高一檢測(cè))某位同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列操作步驟中正確的是()A把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線連接到低壓交流電源上B將連有重錘的紙帶穿過(guò)限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度C先釋放紙帶，再接通電源D更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù)解析：選ABD.在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以保證打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶的初速度為零，故只有C錯(cuò)誤，A、B、D均正確3為測(cè)量速度及高度而選擇紙帶時(shí)，較為理想的紙帶具備的特點(diǎn)是()A點(diǎn)跡小而清晰的B點(diǎn)跡粗的C第一、二點(diǎn)距離接近2 mm的D紙帶長(zhǎng)度較長(zhǎng)的(6080 cm)解析：選ACD.點(diǎn)跡小而清晰的紙帶在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差小，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，所以A對(duì)，B錯(cuò)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證的關(guān)系是mghmv2，其中h應(yīng)是從靜止開(kāi)始下落的高度，而重物從靜止開(kāi)始下落的第一個(gè)0.02 s(打點(diǎn)時(shí)間間隔)內(nèi)所下落的高度為h1gt×9.8×0.022 m0.002 m2 mm.因此，紙帶上第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2 mm，表示在打第一個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)重物開(kāi)始下落，C對(duì)；在用直尺量取計(jì)數(shù)點(diǎn)間距時(shí)，距離越大，讀數(shù)的相對(duì)誤差越小，故D對(duì)4在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A選用重錘的質(zhì)量過(guò)大B選用重錘的質(zhì)量過(guò)小C空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不仔細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確解析：選C.在重錘下落過(guò)程中，重錘需克服空氣的阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力做功，重錘減少的重力勢(shì)能在克服阻力做功的過(guò)程中消耗掉一部分，因此重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，故只有C是正確的5(2020年高考四川卷)有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的，為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上選取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為x1、x2、x3.請(qǐng)你根據(jù)下列x1、x2、x3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s2)()A61.0 mm65.8 mm70.7 mmB41.2 mm45.1 mm53.0 mmC49.6 mm53.5 mm57.3 mmD60.5 mm61.0 mm60.6 mm解析：選C.驗(yàn)證機(jī)械能守恒采用重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所以相鄰的0.02 s內(nèi)的位移增加量為xgT29.791×0.022 mm3.9 mm.6如圖797所示的是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶，我們選中n點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面舉出一些計(jì)算n點(diǎn)速度的方法，其中正確的是()圖797An點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vngnTBn點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vng(n1)TCn點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vnDn點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vn解析：選CD.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，所以n點(diǎn)的速度等于(n1)到(n1)之間的平均速度，所以A、B錯(cuò)誤，C、D正確7(1)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：所用重錘的質(zhì)量m500 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，打下的紙帶如圖798所示(圖中的數(shù)據(jù)為從起始點(diǎn)O到該點(diǎn)的距離)，則在打B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度vB_m/s，從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，重錘的勢(shì)能減少量是_J(g取10 m/s2，計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字)圖798(2)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v，量出從O點(diǎn)下落的距離h，則以v2為縱軸，以h為橫軸，畫(huà)出的v2h圖線應(yīng)為_(kāi)圖799解析：(1)vB×103 m/s0.79 m/sEpmg0.16 J.(2)由mghmv2有v22gh，故應(yīng)選C.答案：(1)0.790.16(2)C8(探究創(chuàng)新)如圖7910所示，圖7910兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，已知m1>m2.現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(1)若選定物塊A從靜止開(kāi)始下落的過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，則需要測(cè)量的物理量有_(在橫線上填入選項(xiàng)前的編號(hào))物塊的質(zhì)量m1、m2；物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間；物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時(shí)間；繩子的長(zhǎng)度(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出了以下建議：繩的質(zhì)量要輕；在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃；兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡可能小以上建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有用的是_(在橫線上填入選項(xiàng)前的編號(hào))(3)寫(xiě)出一條上面沒(méi)有提到的對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：_.解析：(1)A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為(m1m2)gl(m1m2)v2，其中l(wèi)t(l表示A下降或B上升的距離，t為A下降或B上升的時(shí)間)，故驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為(m1m2)gl(m1m2)()2，測(cè)量的物理量為m1、m2、l、t，故應(yīng)選或.(2)由上述分析可見(jiàn)，沒(méi)有考慮軟繩機(jī)械能的變化，故采用輕繩以忽略繩的機(jī)械能，計(jì)算A、B速度時(shí)考慮的是二者沿繩方向的速度，故應(yīng)保持兩物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃繩的長(zhǎng)短與m1和m2的質(zhì)量關(guān)系對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，故選.(3)可從實(shí)驗(yàn)條件和測(cè)量的量出發(fā)考慮問(wèn)題：如“對(duì)同一高度進(jìn)行多次測(cè)量取平均值”，以減小偶然誤差；“選取受力后相對(duì)伸長(zhǎng)量小的繩子”，以忽略繩勢(shì)能的變化，且使A、B運(yùn)動(dòng)的距離相同答案：見(jiàn)解析9(新題快遞)用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后如圖7911所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H.滑塊m上面裝l3 cm的擋光框，使它由軌道上端任一處滑下，測(cè)出它通過(guò)光電門G1和G2時(shí)的時(shí)間t1，和t2，就可以算它通過(guò)G1和G2時(shí)的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2這段過(guò)程中動(dòng)能的增加量Ekm(v22v12)；再算出重力勢(shì)能的減少量Epmgh，比較Ek與Ep的大小，便可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒圖7911(1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過(guò)G1時(shí)的高度h如何求出？(2)若測(cè)得圖中L1 m，s0.5 m，H20 cm，m500 g，滑塊通過(guò)G1和G2的時(shí)間分別為5.0×102s和2.0×102s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒解析：(1)因?yàn)閾豕饪驅(qū)挾群苄?l3 cm)，擋光框通過(guò)光電門的時(shí)間極短，故可以認(rèn)為擋光框通過(guò)光電門的平均速度等于通過(guò)G1和G2兩位置的瞬時(shí)速度v；由相似原理，可得，便可求得hs，H、l、s都是事先設(shè)定的(2)v1m/s0.6 m/s，v2m/s1.5 m/s，動(dòng)能增加量Ekm(vv)×0.5×(1.520.62)J0.473 Jhs×0.5 m0.1 m，勢(shì)能減少量Epmgh0.5×9.80×0.1 J0.490 J，在誤差允許范圍內(nèi)可認(rèn)為機(jī)械能守恒答案：見(jiàn)解析