- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

北京市清华大学附属中学2024-2025学年高三上学期10月质量检测物理试卷

图1为“验证机械能守恒定律”的实验装置。

（1）、实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 $\text{[math]}$ ，测得它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 。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 $\text{[math]}$ ，动能变化量 $\text{[math]}$ 。

（2）、如图甲所示，利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验。有一直径为 $\text{[math]}$ 、质量为 $\text{[math]}$ 的金属小球从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 $\text{[math]}$ 间的高度差 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 。则

①多次改变H，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化图像。如图乙所示，当图中已知量 $\text{[math]}$ 和重力加速度 $\text{[math]}$ 及球的直径 $\text{[math]}$ 满足表达式时，可判断小球下落过程中机械能守恒。

②实验中，因受空气阻力的影响，小球的动能增加量 $\text{[math]}$ 总是稍小于重力势能减少量 $\text{[math]}$ ，适当降低下落高度后 $\text{[math]}$ 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：

①某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的四个点，交流电的频率为50Hz，测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s² ，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F_f={#blank#}1{#/blank#}．

②某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是{#blank#}2{#/blank#}（填序号）．

A．重锤下落时受到的阻力过大 B．在计算中误将g取10m/s²

C．重锤的质量测量错误 D．交流电源的频率不等于50H_Z ．

在“验证机械能守恒定律”实验中：

用如图甲实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒，m₂从高处由静止开始下落，m₁拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙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个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，m₁＝50g、m₂ ＝150g，g＝9.8 m/s²。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s² ，测得所用重物的质量为1.00 kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）。按要求将下列问题补充完整。

某同学用如图甲所示的装置，利用重物自由下落来验证机械能守恒定律。

在用重物下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中．(单位：cm)

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