衡水金卷先享题 2023届调研卷 文数(全国甲卷B)(三)3试题答案

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14.(10分)利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(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。(填正打点确答案标号)》计时器纸带A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量夹子C.速度变化量与高度变化量重物(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，在下列器甲材中，还必须使用的两种器材是(填正确答案标号)A.交流电源B.刻度尺C.天平（含砝码）话(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。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hA、hB、hc。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。=。,动能变化量△Ek=(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(填正确答案标号)A.利用公式v=gt计算重物速度的大小B.利用公式v=√2gh计算重物速度的大小C.空气阻力和摩擦力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个点，测量它们到起始点O的距离，计算对应点处的重物速度大小v,描绘2-h图像，并做如下判断：若图像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是否正确：(填“正确”或“不正确”)。【答案】(1)A(1分)(2)AB(全选对得3分，漏选得1分，错选不得分)m (hc-h)?(3)mghB(1分)(2分)》8T2(4)C(2分)(5)不正确(1分)【解析】(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动能变化量和重力势能的变化量，A正确，B、C错误。(2)打点计时器需接交流电源；验证动能的增加量和重力势能的减少量是否相等，两边都有质量，可以约去，不需要用天平测量重物质量，实验时需要用刻度尺测量纸带上点迹间的距离，从而得出下落的高度，计算出瞬时速度，A、B正确，C错误。(3)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为△E。=mghB,B点的瞬时速度大小为VB=c-hA,则重物动能的增加量为△Ek=号mu=m(he一hA）2T8T2(4)实验中重物重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦力的影响，C正确，A,B、D错误。(5)该同学的判断不正确。在重物下落h的过程中，若阻力Fa恒定，根据mgh一Fh=弓mm,可得2一2(g-)h,则此时口h图像也是一条过原点的直线，所以要想通过可h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。

13.(4分)如图甲所示的装置叫作阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示。光电门(1)实验时，该同学进行了如下步骤：①将质量均为M的重物A、B(A含遮光条、B含挂钩)用轻绳连接后，跨放在自定滑轮上，处于静止状态。测量出(填“A的上表面”“A的下表面”或“遮光条中心”)到光电门中心的竖直距离为h;遮光条②在B的下端挂上质量为m的物块C(图乙中未画出)，让由重物A、B及物甲乙块C组成的系统中的各个物体由静止开始运动，光电门记录遮光条遮光的时间为△；③测出遮光条的宽度为d,计算有关物理量，验证机械能守恒定律。(2)如果由重物A、B及物块C组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为(用题中各物理量的符号表示，已知重力加速度为g)。(3)引起该实验系统误差的原因可能是(写一条即可)。【答案】(1)遮光条中心(1分)(2)mgh=2(2M+m)(）(2分)(3)轻绳有一定的质量、滑轮与轻绳之间有摩擦、重物受到空气阻力作用等（写一条即可）(1分)》【解析】(1)需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出遮光条中心到光电门中心的竖直距离h;系统的末速度大小为v=d△t(2)系统重力势能的减少量△E,mgh,动能的增加量为△E,=2(2M十m)w=2(2M+m)(),若系统机械能守恒，则有mgh=2(2M+m)((3)该系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：轻绳有一定的质量、滑轮与轻绳之间有摩擦、重物受到空气阻力作用等。