- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

江苏省扬州中学2018-2019学年高二下学期物理开学考试试卷

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g.

（1）、下面列举了该实验的几个操作步骤：

A .按照图示的装置安装器件；

B .将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C .用天平测量出重锤的质量；

D .先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；

E .测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F .根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是(填写选项对应的字母).

（2）、如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅、h₆ ，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为.

（3）、在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出（2）问中纸带各点对应的速度，分别记为v₁至v_6，并作v_n²—h_n图象，如图所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为.

举一反三

看图，按要求填空

根据所学知识完成填空：

在“验证机械能守恒定律”的实验中，将夹有纸带的重锤由静止释放，所打纸带如图所示。并以起点为计数点 O，后隔一段距离，取连续点为计数点 A、B、C、D、E、F，已知重锤质量为 0.40kg，打点计时器所用电源的频率为 50Hz，（取重力加速度 g=9.8m/s² ，计算结果保留三位有效数字）。

学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）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E_P、动能E_k或机械能E．试回答下列问题：

某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。PQ为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画，记录小车通过时的遮光时间t）。实验时将一小车（其上固定有宽度为d的遮光条）从高度h处由静止释放，重力加速度为g。

某小组同学利用如图（a）所示实验装置验证机械能守恒定律，所用电源的频率为50Hz。已知当地重力加速度大小。 $\text{[math]}$

（1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是{#blank#}1{#/blank#}。

A．打点计时器应接交流电源

B．需要精确测量出重物的质量

C．重物下落的起始位置要靠近打点计时器

D．可测量某点到O点的距离h，再根据公式 $\text{[math]}$ 计算出打该点时重物速度v

（2）小组同学挑选出一条点迹清晰的纸带，如图（b）所示．从打出的第一个点O点后某个点开始，依次标为1、2、3、…，O点与计时点1之间还有若干个点未画出，分别测出计时点到O点的距离，则打计时点“4”时重物的速度 $\text{[math]}$ ={#blank#}2{#/blank#}（结果保留三位有效数字）

（3）若重物的质量m=1kg，从重物开始下落到打计时点“4”时，重物减少的重力势能 $\text{[math]}$ ={#blank#}3{#/blank#}（保留二位有效数字）；实验中发现重物重力势能的减少量 $\text{[math]}$ ，总是略大于其动能的增加量 $\text{[math]}$ ，这个误差属于{#blank#}4{#/blank#}（选填“系统误差”或“偶然误差”），请写出一条减小该误差的措施{#blank#}5{#/blank#}。

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