高考物理知识点总结《机械能守恒定律》考点预测（2017年强化版） - 高考物理题库

1、填空题用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，据此验证机械能守恒定律．
（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”上；
C．用天平测出重锤的质量
D．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2---h的图象应是______，才能验证机械能守恒定律；v2---h图象的斜率等于______的数值．

参考答案：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C错误．
D：因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故D错误．
故选：BCD．
（2）利用v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=12mv2，
即v2=2gh
所以以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．
那么v2-h图线的斜率就等于2g．
故答案为：（1）BCD；（2）过原点的倾斜直线，2g．

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．
现有器材：
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
电压表
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（量程6V，内阻约为4×104Ω）；
电流表

（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表

（量程600mA，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
电子键S，导线若干．
①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是______．
②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
（2）某同学用如图2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6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤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．
①他进行了下面几个操作步骤：
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”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度______m/s，计算出该对应的

1
2

v2=______?m2/s2，gh=______?m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式______，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8m/s2）
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以

v2
2

为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图4中的______．
④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______．如果d、t、h、g存在关系式______，也可验证机械能守恒定律．
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：______．
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参考答案：（1）①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
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②测小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，电流表应采用外接法，如图
（2）①B：将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当．
C：因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．
故答案为：C，B．
②匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为：
vB=xACtAC=1.84m/s
对应的12v2=1.69?m2/s2，gh=1.74m2/s2，
可认为在误差范围内存在关系式12v2=gh，即可验证机械能守恒定律．
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以v22为纵轴、以h为横轴画出的图象，
根据12v2=gh，所以应是图4中的C．
④光电门测速度的原理是用平均速度代替瞬时速度，因此有：
v=dt
由于12v2=gh，所以d22t2=gh
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，提高了测量的精确程度，实验误差减小了．?
故答案为：
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（1）①

?②如图?
（2）①C、B?
②1.84、1.69、1.74、12v2=gh
③C
④dt，d22t2=gh
⑤没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，提高了测量的精确程度，实验误差减小了．

本题解析：

本题难度：一般

3、填空题用打点计时器在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中可用工具测量的有? ，通过计算得到的有? 。
A．重锤的质量
B．重力加速度
C．重锤下落的高度
D．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度

参考答案：C，D

本题解析：

本题难度：简单

4、实验题利用图1装置验证机械能守恒定律。
（1）打点计时器应接______________（填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验部分步骤如下：
A．按图1装置沿竖直方向固定好打点计时器，把纸带下端挂上重物，穿过打点计时器。
B．将纸带下端靠近打点计时器附近静止，_______________，______________打点计时器在纸带上打下一系列的点。
C．图2为打出的一条纸带，用________________测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3。

（3）设打点计时器的周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，则重物下落到B点时的速度________________。研究纸带从O下落到B过程中增加的动能________________，减少的重力势能_________________。
（4）由于纸带受到的摩擦，实验测得的____________（填“大于”或“小于”）。