知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是______点。在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为______m/s²（保留2位有效数字）。

难度：较易

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2．甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。
（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是______。（填正确答案标号）
A．米尺 B．秒表 C．光电门 D．天平
（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答：______。
（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=______m/s²．（保留2位有效数字）

难度：较易

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3．利用图$1$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 ______ ．
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
$②$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 ______
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$2$所示的一条纸带$.$在纸带上选取三个连续打出的点$A$、$B$、$C$，测得它们到起始点$O$的距离分别为$h_{A}$、$h_{B}$、$h_{C}$．

已知当地重力加速度为$g$，打点计时器打点的周期为$T.$设重物的质量为$m.$从打$O$点到打$B$点的过程中，重物的重力势能变化量$∆ E_{p}=$ ______ ，动能变化量$∆ E_{k}=$ ______ ．
$④$大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 ______
A.利用公式$v=gt$计算重物速度
B.利用公式$v= \sqrt {2gh}$计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响
D.没有采用多次试验去平均值的方法．
$⑤$根据以下方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点$O$的距离$h$，计算对应计数点的重物速度$v$，描绘$v^{2}-h$图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒$.$请你分析论证该同学的判断依据是否正确．

难度：较难

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4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图$1$连接起来进行探究。
$(1)$某次测量如图$2$，指针示数为______$cm$。
$(2)$在弹性限度内，将$50g$的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针$A$、$B$的示数$L_{A}$、$L_{B}$如表。用表数据计算弹簧$I$的劲度系数为______$N/m($重力加速度$g=10m/s^{2}).$由表数据______$($填“能”或“不能”$)$计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。

钩码数 $1$ $2$ $3$ $4$

$L_{A}/cm$ $15.71$ $19.71$ $23.66$ $27.76$

$L_{B}/cm$ $29.96$ $35.76$ $41.51$ $47.36$

难度：较易

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5．某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．

$(1)$如图$(a)$，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数$k=$______$N/m(g$取$9.8m/s^{2}).$

砝码质量$(g)$ $50$ $100$ $150$

弹簧长度$(cm)$ $8.62$ $7.63$ $6.66$

$(2)$取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图$(b)$所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小______．
$(3)$用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量$x$；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度$v$，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为______．
$(4)$重复$③$中的操作，得到$v$与$x$的关系如图$(c).$有图可知，$v$与$x$成______关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的______成正比．

难度：较难

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6．某同学利用图$(a)$所示的实验装置探究物块速度随时间的变化$.$物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码$.$打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为$50Hz.$纸带穿过打点计时器连接在物块上$.$启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动$.$打点计时器打出的纸带如图$(b)$所示$($图中相邻两点间有$4$个点未画出$)$．

根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动$.$回答下列问题：
$(1)$在打点计时器打出$B$点时，物块的速度大小为______$m/s.$在打出$D$点时，物块的速度大小为______$m/s$；$($保留两位有效数字$)$
$(2)$物块的加速度大小为______$m/s^{2}$。$($保留两位有效数字$)$

难度：较难

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7．学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。
（1）重力加速度大小可表示为g=______（用s、n、t表示）；
（2）如果某次实验中，s=0.90m，n=30，t=13.0s，则测得的重力加速度大小g=______m/s²；（保留2位有效数字）
（3）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______。

难度：较易

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8．如图甲所示，一位同学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d、质量为m的金属小球由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间的距离为H（H＞＞d），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．则：

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d= ______ mm．
（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出 $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7Bt%5E%7B2%7D%7D$ 随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式： ______ 时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
（3）实验中发现动能增加量△E_K总是稍小于重力势能减少量△E_P，增加下落高度后，则△E_p-△E_k将 ______ （选填“增加”、“减小”或“不变”）．

难度：较易

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9．某同学用如图1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，输出电压可为6v的交流电或直流电．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；
E．在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离；
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）实验中，他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图2所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.02s．根据这些数据，当打点计时器打B点时重锤的速度v_B= ______ m/s．（保留三位有效数字）

（3）他根据纸带算出各点的速度v，测量出下落距离h，并以 $%20%5Cfrac%20%7Bv%5E%7B2%7D%7D%7B2%7D$ 为纵轴，以h为横轴画出图象，图象应是图3中的 ______ ．

难度：中等

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10．某同学用如图$1$所示的装置验证机械能守恒定律。
一根细线系住钢球，悬挂着铁架台上，钢球静止于$A$点，光电门固定在$A$的正下方$.$在钢球底部竖直地粘住一片宽带为$d$的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间$t$时由计时器测出，取$v= \dfrac{d}{t} $作为钢球经过$A$点时的速度。记录钢球每次下落的高度$h$和计时器示数$t$，计算并比较钢球在释放点和$A$点之间的势能变化大小$∆{E}_{p} $与动能变化大小$∆{E}_{k} $，就能验证机械能是否守恒。

$(1)∆{E}_{p}=mgh $计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度$h$应测量释放时的钢球球心到 ______ 之间的竖直距离。
$(A)$钢球在$A$点时的顶端
$(B)$钢球在$A$点时的球心
$(C)$钢球在$A$点时的底端
$(2)$用$∆{E}_{k}= \dfrac{1}{2}m{v}^{2} $计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图$2$所示，其读数为 ______ $cm$。某次测量中，计时器的示数为$0.0100s$，则钢球的速度为$v=$ ______ $m/s$。
$(3)$下表为该同学的实验结果：
$∆ E_{p}(×10^{-2}J)$ $4.892$ $9.786$ $14.69$ $19.59$ $29.38$
$∆ E_{k}(×10^{-2}J)$ $5.04$ $10.1$ $15.1$ $20.0$ $29.8$
他发现表中的$∆{E}_{p} $与$∆{E}_{k} $之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由。
$(4)$请你提出一条减小上述差异的改进建议。

难度：中等

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