高中物理链式反应及其发生条件实验题

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间


（1）某同学用游标卡尺测得遮光条（图丙）的宽度d = cm
（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为=1.2×10^-2s ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为（用游标卡尺的测量结果计算） m/s．
（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、__________和 （用文字说明并用相应的字母表示）。
（4）本实验，通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。

某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．
（1）某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为 cm．图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v_A、v_B，其中v_A= m/s．

（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较 和 是否相等，就可以验证机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（3）通过多次的实验发现，小球通过光电门A的时间越短，（2）中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是 ．

在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在频率为f=50Hz的交流电源上，从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图乙所示，O点为第一个点，A、B、C、D点时从合适位置选取的连续的四个点，各点距第一点O的距离分别为，，，。已知重锤的质量为m，从打下第一个点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量=____________，重锤动能的增加量=_____________（结果保留2位有效数字，）。

亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的。为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图。甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……。由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去。

设计这个理想实验的科学家是 ，这个理想实验说明亚里士多德的力是_______物体运动的原因的结论是错误的。

为了验证机械能守恒定律，某同学在墙壁上固定了竖直的标尺，让小钢球在标尺附近无初速释放，然后启动数码相机的连拍功能，连拍两张照片的时间间隔为T，得到了如右图所示的照片。测量出A、B、C、D、E相邻两点间的距离依次为L₁、L₂、L₃、L₄，当地重力加速度为g。

（1）为了获得钢球在C位置的动能，需要求得经C位置时的速度v_c，则v_c=___ __。
（2）钢球经E位置时的速度表示为_______。（填序号）
A．v_E=4gT B．v_E= C．v_E=
（3）用B、E两点验证钢球的机械能是否相等，实际得到的关系式为_______mg（L₂+L₃+L₄）（填“>”、“<”或“=”），原因是_______________________________________________________________。

在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。在实验数据处理中，某同学取A.B两点来验证实验。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，g取9.8 m/s²，图中测量结果记录在下面的表格中。

项目	x1/cm	A点瞬时 速度/(m·s^－1)	x2/cm	B点瞬时 速度/(m·s^－1)	AB两点间距离/cm
数据	3.92	0.98	12.80		50.00

(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________端；(选填“左”或“右”)
(2)将表格中未填项目填写完整；
(3)若重物和夹子的总质量为0.6 kg，那么在A到B运动过程中，动能的增加量为____ J，重力势能的减少量为______J。

某活动小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A.B，计时装置测出钢球通过A.B的时间分别为t_A.t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d＝__________cm。
（2）要验证机械能守恒，只要比较__________。
A.与gh是否相等
B.与2gh是否相等
C.与gh是否相等
D.与2gh是否相等
（3）钢球通过光电门的平均速度______。（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速
度，由此产生的误差______（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg，选择好的纸带如图10所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s，长度单位是 cm，g取9.8 m/s².则打点计时器打下点B时，重物的速度v_B＝________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔE_p＝________J，动能的增加量ΔE_k＝________J．(结果保留三位有效数字)

在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选的纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中不符合读数要求的是________（选填“A”“B”“C”“D”或“E”）点读数。
（2）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用v_C=计算与C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法___________（选填“对”或“不对”）。
（3）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为_________。

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如下图所示(相邻记时点时间间隔为0.02s),那么:（结果保留2位有效数字）

(1)纸带的________(用字母表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度v_B=____________;
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_P=_______,此过程中物体动能的增加量△E_k=________;(g取9.8m/s²)
(4)通过计算,数值上△E_P________△E_k(填“<”、“>”或“=”),这是因为________________________;
(5)实验的结论是__________________________.

某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，
设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：

（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。
（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。
①该实验中，M和m大小关系必需满足M _____ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_________(选填“相
同”或“不同”)
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“”、“”或“”)
图线。
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为__________（用题给的已知量表
示）。

某同学用图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：

（1）在安装实验器材时斜槽的末端应．
（2）小球a、b质量m_a、m_b的大小关系应满足m_am_b，两球的半径应满足r_ar_b（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的点和点．
（4）在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的．
A．m_a=m_a+m_b B．m_a=m_a+m_b C．m_a=m_a+m_b．

某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt₁Δt₂（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。
（2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d =mm。
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出和（写出物理量的名称及符号）。
（4）若上述物理量间满足关系式，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

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：

⑴如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d =mm.
⑵小球经过光电门B时的速度表达式为
⑶多次改变高度H，重复上述实验，作出随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。
⑷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，则将(选填“增加”、“减小”或“不变”)。

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，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，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点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。
（1）某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为，系统的重力势能减少量可表示为，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒；(用题中字母表示)

（2）在上次实验中，某同学改变、间的距离，作出的图象如图所示，并测得，则重力加速度＝m/s²。