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每日一练 | 高考物理专题训练突破! (171)

北京市一兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽,N为水平放置可上下调节的挡板,白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放,从末端飞出后,落到N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置,使钢球多次释放(钢球均可以无阻碍地通过两光电门)。记录光电门1的挡光时间t0,光电门2的挡光时间t(多组数据),测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。

(1)关于本实验,下列说法正确的是 (填字母)。
A.必须测量钢球的质量
B.斜槽M必须光滑
C.必须将斜槽M末端调至水平
D.钢球必须从斜槽M上同一位置由静止释放
(2)用螺旋测微器测量钢球的直径d,其读数如图乙所示,则d=mm。
(3)钢球通过光电门1的速度vp=(用题中给出字母表示)。
(4)测量两光电门间的高度差h,查得当地重力加速度为g。该兴趣小组根据多组实验数据,作出
的关系图像如图丙所示,发现图像是倾斜直线并求得图像斜率k,若k=(用已知物理量的字母表示);则可验证机械能守恒定律。
(5)兴趣小组作出图像后,发现图像的斜率略小于理论值,原因可能是 (填字母)。
A.钢球要克服阻力做功
B.钢球通过光电门的平均速度略小于球心经过光电门的速度
C.误将北极重力加速度记为当地重力加速度
D.误将赤道重力加速度记为当地重力加速度
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【考点】验证机械能守恒定律
【答案】(1)D;(2)2.332;(3)
;(4)
;(5)ABC。
【分析】
BCD.根据实验原理和正确的操作步骤以及注意事项分析作答;
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm。根据螺旋测微器的读数规则读数;
(3)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求解作答;
(4)根据机械能守恒定律求解
函数,结合图像斜率的含义求解作答;
(5)根据小球实际运动中阻力不可忽略,瞬时速度的测量以及重力加速度的影响等因素分析作答。
【解答】
解:
(1)A.根据机械能守恒定律,
则钢球从光电门1到光电门2满足
,
即只需满足
,不需要测量质量,故A错误;
BD.要保证每次运动轨迹都相同,所以钢球必须从M上同一位置由静止释放,斜槽无须光滑,故B错误,D正确;
C.该实验验证机械能守恒定律,不需要保证钢球做平抛运动,所以M末端不一定要水平,故C错误。
故选:D。
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,
直径d=2mm+33.2×0.01mm=2.332mm;
(3)钢球通过光电门1的速度
通过光电门2的瞬时速度
(4)根据上述分析,若小球做平抛运动时机械能守恒,满足
代入数据整理得
函数图像的斜率
(5)A.钢球要克服阻力做功,使图像的斜率偏小,故A正确;
B.根据匀变速运动规律可知,中间时刻的瞬时速度小于中间位移的瞬时速度可知,钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度,使图像的斜率偏小,故B正确;
C.将北极重力加速度记为当地重力加速度,使理论值偏大,故C正确;
D.误将赤道重力加速度记为当地重力加速度,使理论值偏小,故D错误。
故选:ABC。
故答案为:(1)D;(2)2.332;(3)
;(4)
;(5)ABC。
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