- 二一组卷

题型：实验探究题题类：模拟题难易度：困难

四川省宜宾市2022届高三下学期理综物理第二次诊断性测试试卷

某同学设计如图甲的装置来验证机械能守恒定律的实验。

实验器材：铁架台、力传感器（含数据采集器及配套软件、计算机，图中未画出）、量角器、轻质细绳、小球和刻度尺。

实验步骤如下：

①小球静止在位置I时，力传感器的示数为F₀ ，测得细绳悬点O到小球球心的长度为L；

②将小球拉至与竖直方向夹角为θ处静止释放；

③通过软件描绘出细绳拉力随时间变化如图乙；

④改变静止释放时细绳与竖直方向夹角θ值，重复实验，得到多组数据。

（1）、本实验中，小球的重力大小为；

（2）、如图丙，以cosθ为横轴，以F为纵轴描点绘图，当图像斜率k=，纵轴截距b=时，即可验证小球的机械能守恒。（用题中所给物理量符号表示）

举一反三

某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g．

某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，用毫米刻度尺测得相邻两个时刻小球上升的高度分别为s₁=26.3cm、s₂=23.68cm、s₃=21.16cm、s₄=18.66cm、s₅=16.04cm，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表所示（当地重力加速度g=9.8m/s² ，小球质量m=0.10kg）．

时刻	t₂	t₃	t₄	t₅
速度（m/s）		4.48	3.98	3.47

在验证机械能守恒的实验中，打点计时器连接的为4﹣6V低压{#blank#}1{#/blank#}电源（填“交流”或“直流”），频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）．则A、B、C、D、E、F相邻两点间的时间间隔为{#blank#}2{#/blank#} s，查得当地的重力加速度g=9.80m/s² ．我们可以根据纸带求出重锤下落的加速度为{#blank#}3{#/blank#} m/s²；若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为{#blank#}4{#/blank#} J，重锤下落到B时，动能为{#blank#}5{#/blank#} J，得出的结论是{#blank#}6{#/blank#}．产生误差的主要原因是{#blank#}7{#/blank#}．

某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，图中小车中可放置砝码，实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz.

利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的{#blank#}1{#/blank#}.

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量与势能变化量

C．速度变化量与高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、

导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是{#blank#}2{#/blank#}.

A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码)

③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，测得它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ .已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，打点计时器打点的周期为 $\text{[math]}$ .设重物的质量为 $\text{[math]}$ .从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中，重物的重力势能变化量 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#}，动能变化量 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}.