高中物理链式反应及其发生条件实验题

某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律．该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0．02s．其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s₁是l、3两点的距离，s₃是4、6两点的距离，s₂是2、5两点的距离．


（1）实验过程中，下列操作正确的有           

A．电磁打点计时器应接在220V交流电源上

B．实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器

C．实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带

D．纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直

（2）测s_l、s₂、s₃后，点2速度的表达式v₂=           
（3）该同学测得的数据是s₁=4．00cm，s₂=16．00cm，s₃=8．00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为       m，势能减少量为      m ．（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s²）

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾
斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨
过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离， b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。

⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=mm；
⑵滑块通过B点的瞬时速度可表示为；
⑶某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔE_k=，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=，在误差允许的范围内，若ΔE_k = ΔE_p则可认为系统的机械能守恒；
⑷在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g＝m/s²。

用图甲所示装置验证机械能守恒定律
①电火花计时器的工作电压为          
②下列做法正确的有　           　
A．图甲中两限位孔必须在同一直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
③实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的_______端（选填“左”或“右”）应和重物相连接。重物质量为m，若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是　  　（当地重力加速度为g）。

“验证机械能守恒定律”的实验中．图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______．
②用刻度尺测量距离时如图(乙)，读出A、C两点间距为_________ cm，B点对应的速度v_B＝_________m/s（保留三位有效数字）；
③若H点对应的速度为v_H，重物下落的高度为h_BH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较与_________________大小（用字母表示）．

用图甲所示装置验证机械能守恒定律

①电火花计时器的工作电压为          
②下列做法正确的有　           　
A．图甲中两限位孔必须在同一直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
③实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的_______端（选填“左”或“右”）应和重物相连接。重物质量为m，若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是　  　（当地重力加速度为g）。

为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示．
（1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为         ；测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为      ；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g）
（2）具体操作步骤如下：
A．用天平测定小铁块的质量m；
B．用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d；
C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h（h＞＞d）；
D．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端；
E．断开电源，让小铁块自由下落；
F．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t，计算出相应速度v；
G．改变光电门的位置，重复C、D、E、F等步骤，得到七组（h_i，v_i²）数据；
H．将七组数据在v²-h坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图乙所示直线．
上述操作中有一步骤可以省略，你认为是
（填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v=          
（3）若v²-h图线满足条件                                                         ，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．

某同学利用打点计时器(频率50Hz)记录下质量为m=lkg物体从一定高度下落的运动情况，通过打出的纸带他想判断在此过程中机械能是否守恒？(当地的重力加速度g=9.8m/)

(1)请计算A点速度____m/s，A到B过程中重力势能的变化量　　　　　J
(2)请根据你的计算分析在误差允许的范围内此过程机械能是否守恒　　　　　（填“机械能守恒”或“机械能不守恒”）

在“验证机械能守恒定律” 的实验中，所用电源的频率为50H_Z，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示，（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D是间隔一段所取的点，图中单位为厘米），根据实验并结合纸带回答以下问题：（注：4.5.6三题结果小数点后面保留两位）

（1）现有器材是：电磁打点计时器；低压交流电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中该实验不需要的器材是     ；
（2）实验时，释放纸带与接通电源的合理顺序是                      ；
（3）实验中，要从几条打上点的纸中挑选第一、二两点间的距离接近    mm并且点迹清晰的纸带进行测量。
（4）由纸带计算得重锤下落的加速度为    m/s²；
（5）若重锤质量为1kg，则重锤从开始下落到B点时，减少的重力势能为   J；
（6）若重锤质量为1kg，则重锤从开始下落到B点时，重锤的动能为      J。

用如图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的图像应是________________________________，才能验证机械能守恒定律；
v²---h 图像的斜率等于________________________的数值。

为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示．
（1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为　　　　；测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为      ；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g）

（2）具体操作步骤如下：
　A．用天平测定小铁块的质量m；
B．用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d；
C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h（）；
D．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端；
E．断开电源，让小铁块自由下落；
F．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t，计算出相应速度v；
G．改变光电门的位置，重复C、D、E、F等步骤，得到七组（h_i，）数据；
H．将七组数据在坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图乙所示直线．
上述操作中有一步骤可以省略，你认为是        （填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v=        ．

（3）若图线满足条件                               ，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．

用如图（甲）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的交流电和直流电两种，重锤从高处由静止开始落下，重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能定恒定律。

（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端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．调整错误后，再接通电源开关，释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
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．
指出其中没有必要进行的步骤是    ▲   ；操作错误的步骤是    ▲   。
（2）如图（乙）所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s₀，点A、C间的距离为s₁，点C、E间的距离为s₂，使用交流电的频率为f，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P＝     ▲   ，重锤动能的增加量为△E_K＝     ▲   。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，则根据这些条件和数据计算重锤下落的加速度a的表达式：a=   ▲   。

用如图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并计算，即可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．释放悬挂纸带的夹子，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）在一次实验中，质量的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），单位cm．那么

①纸带的_________（选填“左”或“右”）端与重物相连；
②从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE_p=_________J，此过程中物体动能的增加量ΔE_k=_________J （g取9.8m/s²）。

用如图5－8甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。


实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图5－9所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02S,重力加速度g=10m/s²;重锤的质量为m=1kg,已知S₁=0.98cm,S₂=1.42cm,S₃="1.78cm," S₄=2.18cm,重锤从B点到C点重力势能变化量是                    J，动能变化量是          J.  (结果保留三位有效数字) 

若实验小组B在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小. 根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，电源的频率为f,用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、 S_1、 S₂、S₃、S₄表示）.