高中物理链式反应及其发生条件实验题

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。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g＝9.80 m/s²，测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图实－4－9所示)，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________ J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．

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=   ▲   。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取9.8m/s²，O是打的第一个点，O、A之间有几个计数点没画出。

（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度 v_B=      m/s。
（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量ΔE_P=       J，此过程中物体动能的增加量ΔE_K=      J。
（3）造成ΔE_P和ΔE_K不相等的主要原因是              _______。

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）。

如图6-10所示，一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h，U形管中液柱总长为 4h,去盖板，液体开始流动.当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小是____________.

图6-10

如图7-6-7所示，总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时底端相齐.当略有拉动时其一端下落，则铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度为________________________.

图7-6-7

将物体由地面竖直上抛，不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H.当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为________________________.（取地面为参考面）

气球以10 m/s的速度匀速上升，当它上升到离地15 m高时，从气球里掉下一个物体，如果不计空气阻力，则物体落地时的速度为______________m/s.

如图所示，ABC是一段竖直平面内的光滑的圆弧形轨道，圆弧半径为R，O为圆心，OA水平，CD是一段水平光滑轨道．一根长为2R、粗细均匀的细棒，开始时正好搁在圆弧轨道两个端点上，现由静止释放细棒，则此棒最后在水平轨道上滑行的速度为__________．
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如图所示，A、B质量均为m，杆水平且光滑，滑轮距杆高度为H，开始时拉A的细绳与杆成α=45°．释放B后，A能获得的最大动能为__________．（滑轮质量、摩擦及绳子质量均不计，B未与杆相撞）

如图所示，轻弹簧k一端与墙相连，质量为4kg的木块沿着光滑的水平面以5m/s的速度运动并压缩弹簧k，则弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能为__________；当木块的速度减为3m/s时弹簧的弹性势能为____________．

在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）打点计时器的放置要求是__________；开始打点记录时，应__________.
（2）如果以v²/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线是__________，该线的斜率是__________.