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1、【安徽省,人教版】2014屆物理一輪小題精練(51,含答案)
1.如圖實(shí)-6-6所示是用自由落體法驗(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)算打N點(diǎn)時(shí)紙帶下落速度的方法,其中正確的是(T為打點(diǎn)周期) ( )
圖實(shí)-6-6
A.N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn),則vN=gnT
B.N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn),則vN=g(n-1)T
C.vN=
D.vN=
解析:物體下落的實(shí)際加速度小于g,不能采用公式v=gt計(jì)算打N點(diǎn)時(shí)紙帶下落速度,
N點(diǎn)的速度為xn和xn+1段的
2、平均速度,vN=,C項(xiàng)正確.
答案:C
2.在用圖實(shí)-6-7所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某同學(xué)的以下說(shuō)法中正確的是 ( )
圖實(shí)-6-7
A.必須用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
B.實(shí)驗(yàn)操作時(shí),注意手提著紙帶使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,然后松開紙帶
C.如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直,重物下落時(shí),其重力勢(shì)能有一部分消耗在紙帶摩擦上,就會(huì)造成重力勢(shì)能的變化小于動(dòng)能的變化
D.驗(yàn)證時(shí),可以不測(cè)量重物的質(zhì)量或重力
解析:因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中使用打
3、點(diǎn)計(jì)時(shí)器,不需要測(cè)時(shí)間,A錯(cuò)誤;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直,重物下落時(shí),其重力勢(shì)能有一部分消耗在紙帶摩擦上,造成重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)時(shí),為節(jié)約紙帶,便于測(cè)量,應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,應(yīng)先通電后放手,B正確;因?yàn)閯?dòng)能和勢(shì)能表達(dá)式中都含有質(zhì)量,可以消去,故不需測(cè)質(zhì)量,D正確.
答案:BD
3.(2013·廣州模擬)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖實(shí)-6-8所示的甲或乙方案來(lái)進(jìn)行.甲方案為用自由落體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,乙方案為用斜面小車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
圖實(shí)-6-8
(1)比較這兩種方案,________(填“甲”或“乙”)方案好一些,理由是
___
4、_____________________________________________________________________.
(2)圖丙所示是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,測(cè)得每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,已知每
兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1 s.物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=________;該紙帶是采用
__________(填 “甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)方案得到的.簡(jiǎn)要寫出判斷依據(jù)
______________________________.
解析:(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功,實(shí)際操作的方案中應(yīng)該使摩擦力越小越
好.故甲方案好一些.
(2)a=≈4.8 m/s2
5、
因a遠(yuǎn)小于g,故為斜面上小車下滑的加速度.所以該紙帶采用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案.
答案:(1)甲 因?yàn)檫@個(gè)方案摩擦阻力小,誤差小,操作方便,所用實(shí)驗(yàn)器材少
(2)4.8 m/s2(4.7 m/s2~4.9 m/s2) 乙 因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的加速度比重力加速度小得多
4.(2013·煙臺(tái)模擬)用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中:
(1)運(yùn)用公式=mgh對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是________;
(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1 kg.打點(diǎn)紙帶如圖實(shí)-6-9所示,打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s,則記錄B點(diǎn)時(shí),重物速度vB=________,重物動(dòng)能Ek=________,從開始下落起至B點(diǎn)時(shí)重物
6、的重力勢(shì)能減少量是__________,由此可得出的結(jié)論是__________________________;(g取9.8 m/s2)
圖實(shí)-6-9
(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是圖實(shí)-6-10中的 ( )
圖實(shí)-6-10
解析:(1)重物自由下落時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零.
(2)vB== m/s=0.59 m/s
此時(shí)重物的動(dòng)能為
Ek=mvB2=×1×(0.59)2 J≈0.17 J
重物的重
7、力勢(shì)能減小量為
ΔEp=mgh=1×9.8×17.6×10-3J≈0.17 J
故機(jī)械能守恒.
(3)由機(jī)械能守恒定律可知,mgh=mv2,即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立,只需驗(yàn)證v2=
gh即可.如果縱坐標(biāo)為,橫坐標(biāo)為h,則圖象應(yīng)為過原點(diǎn)且斜率為g的直線,故C圖
正確.
答案:(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零
(2)0.59 m/s 0.17 J 0.17 J 機(jī)械能守恒
(3)C
5.利用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平,然后依圖實(shí)-6-11所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H,滑塊m上面裝l=3 cm的擋光框,使它由軌道上端任一處滑下,測(cè)出它通過電門G1和
8、G2時(shí)的速度v1和v2,就可以算出它由G1到G2這段過程中動(dòng)能的增加量ΔEk=m(v22-v12),再算出重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mgh,比較ΔEk與ΔEp的大小,便可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
圖實(shí)-6-11
(1)滑塊的速度v1、v2如何求出?滑塊通過G1時(shí)的高度h如何求出?
(2)若測(cè)得圖中L=1 m,x=0.5 m,H=20 cm,m=500 g,滑塊通過G1和G2的時(shí)間分
別為5.0×10-2s和2.0×10-2s,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)閾豕饪虻膶挾群苄=3 cm,而滑塊通過電門的時(shí)間極短,故可以認(rèn)為滑
塊通過電
9、門時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則通過兩電門時(shí)的平均速度就等于通過G1和G2兩位置的瞬
時(shí)速度,v1=,v2=;由相似原理可知=,便可求得h=x,H、L、x都是事
先設(shè)定的.
(2)v1== m/s=0.6 m/s,
v2== m/s=1.5 m/s,
h=x=×0.5 m=0.1 m
動(dòng)能增加量ΔEk=m(v22-v12)=×0.5×(1.52-0.62) J≈0.473 J.
重力勢(shì)能減少量ΔEp=mgh=0.5×9.80×0.1 J=0.490 J,
在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為機(jī)械能守恒.
答案:見解析
6.(2013·珠海調(diào)研)如圖實(shí)-6-12所示,用包有白紙的質(zhì)量為1.00 kg的
10、圓柱棒替代紙帶和重物;蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)的飛輪上并隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng),以替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號(hào),如圖實(shí)-6-13所示.設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng),測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為26.0 mm、50.0 mm、74.0 mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm,由此可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200 r/min”字樣.根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題:
圖實(shí)-6-12
11、圖實(shí)-6-13
(1)毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔T=________s.
(2)根據(jù)圖實(shí)-6-13所給的數(shù)據(jù)可知:毛筆畫下記號(hào)“3”時(shí),圓柱棒下落的速度v3=
________m/s;畫下記號(hào)“6”時(shí),圓柱棒下落的速度v6=______m/s;在毛筆畫下記號(hào)“3”
到畫下記號(hào)“6”的這段時(shí)間內(nèi),棒的動(dòng)能的增加量為______J,重力勢(shì)能的減少量為
____________J.由此可得出的結(jié)論是____________________.(g=9.8 m/s2,結(jié)果保留
三位有效數(shù)字)
解析:(1)由于電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200 r/min”字樣,所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T=
s=
12、0.05 s.
(2)毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔為0.05 s.根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度,則畫記號(hào)“3”時(shí),圓柱棒下落的速度為v3= m/s=1.24 m/s,同理可求得畫記號(hào)“6”時(shí),圓柱棒下落的速度v6=2.68 m/s.由此可得棒的動(dòng)能的增加量為ΔEk=mv62-mv32≈2.82 J,重力勢(shì)能的減少量為ΔEp=mg(h6-h(huán)3)≈2.88 J.根據(jù)求得的數(shù)據(jù),在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),圓柱棒在下落過程中機(jī)械能守恒.
答案:(1)0.05 (2)1.24 2.68 2.82 2.88 在誤差允許的范圍內(nèi)圓柱棒在下落過程中機(jī)
械能守恒
7.(2013·江蘇高考)某
13、同學(xué)利用如圖實(shí)-6-14所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.弧形軌道末端水平,離地面的高度為H.將鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為x.
圖實(shí)-6-14
(1)若軌道完全光滑,x2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足x2=________(用H、h表示).
(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到一組數(shù)據(jù),如下表所示:
h(10-1m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
x2(10-1m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
請(qǐng)?jiān)趫D實(shí)-6-15所示的坐標(biāo)紙上作出x2-h(huán)關(guān)
14、系圖.
圖實(shí)-6-15
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的x2-h(huán)關(guān)系圖線(圖實(shí)-6-15中已畫出),自同一高度靜止釋放的鋼球,水平拋出的速率________(填“小于”或“大于”)理論值.
(4)從x2-h(huán)關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,你認(rèn)為造成上述偏差
的可能原因是_____________________________________________________________.
解析:(1)設(shè)鋼球從軌道末端拋出的速度為v0,則有mgh=mv02,在平拋過程中有H=
gt2,x=v0t,由以上三式可解得x2=4Hh.
(2)依次描點(diǎn)、連線,如下圖
15、所示.
(3)由圖象可知,對(duì)應(yīng)同一個(gè)h值,x測(cè)
16、v2=mgh.直接測(cè)量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難.現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動(dòng),利用平拋的特性來(lái)間接地測(cè)出v.如圖實(shí)-6-16所示,懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置的熾熱的電熱絲,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng).在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡.用重垂線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止
釋放),球的落點(diǎn)痕跡如圖實(shí)-6-17所示,圖中米尺水平放置,零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離,再量出M、C之間的距離x,即可驗(yàn)證機(jī)
17、械能守恒定律.已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m.
圖實(shí)-6-16 圖實(shí)-6-17
(1)根據(jù)圖實(shí)-6-16可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為________cm;
(2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0=______;
(3)用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過程中,重力勢(shì)能的減少量ΔEp=__________,
動(dòng)能的增加量ΔEk=________.
解析:(1)將記錄點(diǎn)用較小的圓圈起來(lái),讀出圓心處的位置為65.0(64.0~65.5).
(2)根據(jù)自由落體下落的距離可求出小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t= ,小球平拋的初速度為
v0==x .
(3)小球從A下降到B的距離為h1-h(huán)2,重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mg(h1-h(huán)2),根據(jù)第(2)
問求得的速度得動(dòng)能的增加量為ΔEk=mv02=m(x)2=.
答案:(1)65.0(64.0~65.5) (2)x
(3)mg(h1-h(huán)2)