《2025年高中总复习优化设计高中物理》

1. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　
A　　　　B　　　　　　　　　　　D
　0|1||23　1|9202|12|2甲2|32|42526甲2|7甲2|829|303132³34cm 乙
(1) 为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的重物的理由是____________。
(2) 已知交变电流频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度为9.80m/s²，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp| = ________ J，C点的动能EkC = ________ J。（计算结果均保留3位有效数字）比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是________。
A. 工作电压偏高
B. 存在空气阻力和摩擦力
C. 接通电源前释放了纸带

答案：
(1)阻力与重力之比更小(或其他合理解释)
(2)0.547　0.588　C

2. (2023湖南长沙二模)某兴趣小组用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律，实验中将一钢球从与课桌桌面等高处的O点自由释放，在频闪仪拍摄的照片上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位置，拍到整个下落过程的频闪照片如图所示。
　　　　　　　　　　　
(1) 若已知频闪仪的闪光频率为f，重力加速度为g，再结合图中所给下落高度的符号，为验证从O点到A点过程中钢球的机械能守恒成立，需验证的关系式为2gs7 = ________。
(2) 结合实际的实验场景，请估算闪光频率f应为________（g取10m/s²）。
A. 1Hz
B. 5Hz
C. 20Hz
D. 100Hz

答案：
(1)$\frac {1}{4}f^{2}(s_{8}-s_{6})^{2}$
(2)C

3. 某物理兴趣小组在实验室中找到的实验器材有：光电计时器（配两个光电门），铁架台，小钢球，游标卡尺，电磁铁，铅垂线，电源及导线若干。利用这些器材设计如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1) 利用铅垂线调整铁架台、光电门等，使电磁铁、光电门1、光电门2的中心在同一竖直线上。用游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d = ________ cm。
　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2) 切断电磁铁的电源，小球由静止自由下落，计时器记录小球通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1和Δt2，同时记录小球从光电门1到光电门2的时间为t。则小球通过光电门1时的速度为________（用题中给出的物理量符号表示）。
(3) 当地重力加速度大小为g，若满足关系式______（用题中给出的物理量符号表示），则表明该过程中小球的机械能守恒。

答案：
(1)0.975　
(2)$\frac {d}{\Delta t_{1}}$
(3)$gt=d\frac {\Delta t_{1}-\Delta t_{2}}{\Delta t_{1}\Delta t_{2}}$

4. (2023四川成都模拟)某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，他将质量分别为mA、mB的A、B两小球用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，mA＞mB，在B上端分布有两个光电门，光电门中心间距是h，重力加速度为g。实验步骤如下：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1) 用游标卡尺测出小球直径d，如图乙所示，则d = ________ mm。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2) 将A球由静止释放，记录B小球依次通过光电门1和光电门2的遮光时间t1和t2。
(3) 计算从光电门1到光电门2过程中系统动能的增量ΔEk = ________，系统势能的减少量ΔEp = ________。（用题中给出的物理量d、t1、t2、mA、mB、h、g表示）
(4) 改变小球B位置，重复实验，并得出结论。

答案：
(1)17.5
(3)$\frac{(m_{A}+m_{B})d^{2}}{2}(\frac{1}{t_{2}^{2}} - \frac{1}{t_{1}^{2}})$　$(m_{A}-m_{B})gh$