- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

安徽省”皖南八校“2019-2020学年高三上学期物理摸底考试试卷

为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方固定于B处的光电门，测得A、B间的高度差为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于H．则：

（1）、用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示，则d=mm；

（2）、若小球经过光电门的时间t=0.00251s，则速度v_B=m/s（结果保留两位有效数字）；

（3）、多次改变H，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ -H图象如图丙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则图线斜率k=（用已知量g、d表示）；

（4）、实验发现小球动能增加量△E_k总是稍小于重力势能减少量△E_p ，增加下落高度后，重力势能减少量与动能增加量的差值△E_p-△E_k将（选填“增加”“减少”或“不变”）．

举一反三

在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出一条纸带如图所示．其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过50Hz的交流电源，用毫米刻度尺测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．

用如图1实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒．m₂从高处由静止开始下落，m₁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．图2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个打下的点（图2中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m₁=50g、m₂=150g，则（计算结果保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v={#blank#}1{#/blank#}m/s；

②在记数点0～5过程中系统动能的增量△E_K={#blank#}2{#/blank#}J．为了简化计算，设g=10m/s² ，则系统势能的减少量△E_P={#blank#}3{#/blank#}J．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图1所示．

图甲是用来验证机械能守恒定律的实验装置。图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取B、F两点来验证实验，已知电火花打点计时器每隔0.02s打一个点。

请回答下列问题：

在利用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”的实验中：

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