8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 856.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-12 18:23:18 | ||
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文档简介
8.5 实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．必须用秒表测重物下落的时间
B．选用质量小的重物可减小实验误差
C．实验时必须先用天平测出重物的质量
D．实验中不得用公式v＝ 求下落高度h时的速度
2．用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看是否等于（n为计时点的编号）。下列说法不正确的是（ ）
A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为0
B．hn是计时点n到第一个点0的距离
C．m为重物的质量，需用天平称量
D．不可以用vn=gtn计算vn，其中tn=（n－1）T（T为打点周期）
3．利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，有以下几个主要步骤：
①开启电源；
②处理数据；
③松开纸带；
④安装纸带并悬挂重锤；
⑤把打点计时器固定在铁架台上
以上步骤合理的顺序是（ ）
A．⑤④①③② B．①②④⑤③
C．⑤④③①② D．④⑤③①②
4．用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量均为M的物块A、B，B上放一质量为m的金属片C，在B的正下方铁架台上固定一金属圆环。开始时金属片C与圆环间的高度为h，由静止释放B，运动一段时间后金属片C被搁置在圆环上（C与轻绳间无接触），测得B通过两数字计时器的时间间隔为t，已知两数字计时器的竖直间距为d。改变h重复实验得到多组数据，为了直观反映数据关系，应绘制（ ）
A．t-h图象 B．图象 C．图象 D．图象
5．小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是（ ）
A．电火花计时器工作电压约为8V
B．实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器
C．实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大
D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒
二、多选题
6．下列是我们高中阶段常用的实验器材，在实验①“探究小车速度随时间的变化规律”、实验②“探究加速度与力、质量的关系”、实验③“探究做功与速度变化的关系”、实验④“验证机械能守恒定律”中都要用到的器材是（ ）
A． B．
C． D．
三、填空题
7．在“用实验系统研究机械能守恒定律”实验中使用__________传感器来测量小球通过该点的__________。
8．某实验小组利用如图甲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。
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平。
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=___________cm，实验时将滑块从图示位置静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为___________m/s；在实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、___________和___________（文字说明并用相应的字母表示）。
（3）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。
9．如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；
(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。
四、实验题
10．下图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置。
（1）该实验中没有必要进行的操作是_______
A．用天平测出重物的质量
B．用秒表测出重物下落的时间
C．先接通电源再释放纸带
D．用纸带记录测量出重物下落的高度
（2）该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，如图所示：A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个相邻计数点之间的时间间隔T=_______s，可计算出打点计时器在打下计数点B时物体的下落速度为_______m/s（本空保留三位有效数字），进而可以表示出对应动能。
（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量______（选填“”“”或“”）动能的增加量。
11．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为T，打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为已知重锤的质量为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：
①重锤重力势能的减少量为_____；
②重锤在C点时的瞬时速度______，动能的增加量为______；
③正常来说_____（填“＞”、“＜”或“=”）。
12．某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。其中，A、B是由跨过定滑轮的细线连接着的两个物体，C是水平固定在A上的遮光条，1、2是水平固定在铁架台上的两个光电门。实验中，该同学先用手握住质量较大的A物体使细线绷直，接着由静止释放A，记录遮光条C通过光电门1、2的时间。
（1）关于该实验，下列说法正确的是__________和__________。（填选项序号字母）
A．可以用橡皮筋替代细线
B．A、B应选密度较大的实心物体
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．光电门1、2间的高度差应适当大一些
（2）若实验中已测出A、B、C的质量分别为M、m、m0，遮光条的宽度为d，光电门1、2间的高度差为h；还测出了某次实验中遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2；且查出当地重力加速度的大小为g。则物体A到达光电门1的速度大小为__________；实验中要验证的关系为（M+m0-m）gh=__________。
13．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，当地的重力加速度g=9.80m/s2，操作步骤如下：
①用天平测量物块a的质量m1和物块b的质量m2；
②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b；
③把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先_________，再_________；
④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示；
⑤更换物块重复实验。
（1）请把步骤③补充完整；
（2）所用交变电源的频率为50Hz，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为x1=6.00cm、x2=8.39cm、x3=10.81cm、x4=13.20cm、x5=15.59cm、x6=18.01cm，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小vA=________m/s，打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小vE=________m/s；（结果均保留三位有效数字）
（3）用天平测出物块a和物块b的质量分别为m1、m2（m114．某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下：
a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，都与小铁球处于同一竖直位置；
b.用测量工具测得小铁球的直径d，光电门A、B之间的距离为h；
c.切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为、。
已知重力加速度大小为g，请回答下列问题：
（1）小铁球经过光电门A的速度大小可表示为___________（用测量的物理量符号表示）。
（2）在误差允许的范围内，若满足关系式___________（用测量的物理量和已知的物理量符号表示），即可验证机械能守恒定律。
15．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得纸带如图所示，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要求的是（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vC=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______（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___。
（4）若重锤质量m=2.00×10-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_______ J，而动能的增加量为______ J（均保留三位有效数字）。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
A．实验中可通过打点计时器测量时间，不需要秒表，A错误；
B．实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，B错误；
C．因为是比较mgh和的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量，C错误；
D．若用公式
求下落高度h时的速度，表明就已经承认了机械能守恒，这与“验证机械能守恒定律”实验的目的相矛盾，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
ABD．实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零。hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，vn应利用纸带上的数据求出，若用
求vn，则已默认机械能守恒，验证实验也就变得无意义了，故ABD正确；
C．本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式
的两边都有m，故只要
成立，则
就成立，机械能守恒定律也就被验证了，故C错误。
由于本题选择错误的，故选C。
3．C
【详解】
用打点计时器验证机械能守恒定律的实验，首先要把打点计时器固定在铁架台上，其次安装纸带并悬挂重锤，接着开启电源松开纸带，最后关闭电源处理数据。故ABD错误，C正确。
故选C。
4．B
【详解】
在金属片搁置之前，系统做匀加速直线运动，搁置后，系统做匀速直线运动，则有
为了直观反映数据关系，应绘制图象。
故选B。
5．D
【详解】
A．电火花计时器工作电压为220V，故A错误；
B．实验中应先启动电火花计时器，再释放纸带，故B错误；
C．由于纸带和限位孔之间存在摩擦以及空气阻力的作用，实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍小，故C错误；
D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用剩余部分纸带，通过测量任意两点A、B之间的高度差和计算出这两点的速度，根据
也能验证机械能守恒，故D正确。
故选D。
6．AC
【详解】
秒表B是四个实验都不需要用的，时间是用打点计时器来记录的。
天平D可以用来测质量，在探究加速度与力、质量的关系的实验要用到，其他实验不需要。
四个实验均要测速度（或加速度），所以均必须要有打点计时器和刻度尺。
故选AC。
7．光电门 瞬时速度
【详解】
在“用实验系统研究机械能守恒定律”实验中使用光电门传感器来测量小球通过该点的瞬时速度。
8．0.48 0.4 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M
【详解】
遮光条宽度
设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了mgs，系统动能增加了
所以我们可以通过比较mgs和的大小来验证机械守能守恒定律。
需要测量的物理量有：滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M。
9． 小于 增加 错误
【详解】
(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度。
(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于。
(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。
(4)这种作法错误，因为用公式计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
10．AB 0.1 2.36
【详解】
（1）A．因为我们是比较和的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量，故A错误；
B．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故B错误；
C．在实验中，为了减小误差先接通电源再释放纸带，故C正确；
D．用纸带记录的点来测量重物下落的高度，故D正确。
（２） 每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔
根据匀变速直线运动的规律,中间时刻速度等于这段时间中的平均速度，得
（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量大于动能的增加量。
11． ＞
【详解】
①重锤重力势能的减少量为
②由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
则动能的增加量为
③由于实验中存在摩擦力阻力，所以正常来说
12．B D
【详解】
（1）若用橡皮筋替代细线，由牛顿第二定律知，释放A后的加速运动过程中，橡皮筋的伸长量大于系统静止时，即橡皮筋的弹性势能会增大，A、B组成的系统机械能不守恒，A错误；若A、B是密度较大的实心物体，则质量一定的情况下物体体积较小，运动过程中，空气阻力较小，造成系统机械能的损失较小，B正确；遮光条的宽度若较大，则A通过光电门时的瞬时速度测量误差较大，C错误；光电门1、2间的高度差大一些，高度测量的偶然误差会减小，D正确。故选BD。
（2）A到达光电门1的速度可近似认为等于遮光条通过光电门1的平均速度，即
同理
实验中要验证的关系为A、B组成的系统机械能守恒，也可表述为A、B组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即
13．接通电源 释放物块a和物块b 0.720 1.68
【详解】
（1）实验过程中应先接通电源，再释放物块a和物块b；
（2）由题可知，每相邻计数点间的时间间隔为
T=0.02s×5=0.1s
打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小
打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小
（3）从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能为
增加的动能为
14．
【详解】
（1）由于经过光电门的时间极短，可用经过光电门的平均速度表示瞬时速度，可得小铁球经过光电门A的速度大小可表示为
小铁球经过光电门B的速度大小可表示为
（2）根据匀速变直线运动速度位移关系得
整理得
即满足在误差允许的范围内，若满足关系式
即可验证机械能守恒定律。
15．B 不对 v2=2gh 0.380 0.376
【详解】
(1)刻度尺读数应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读，即保留到小数点后的两位12.40cm，所以B点读数不符合要求；
(2)在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不能用重力加速度g来表示某位置的速度，故这种做法不对；
(3)可得出从O到某点，重锤重力势能的减少量为mgh，动能的增加为，根据机械能守恒，减少的重力势能应等于增加的动能，即
整理得
(4)从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为
打下D点的速度值为纸带上C到E的平均速度，有
动能的增加量为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．必须用秒表测重物下落的时间
B．选用质量小的重物可减小实验误差
C．实验时必须先用天平测出重物的质量
D．实验中不得用公式v＝ 求下落高度h时的速度
2．用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看是否等于（n为计时点的编号）。下列说法不正确的是（ ）
A．打点计时器打第一个点0时，重物的速度为0
B．hn是计时点n到第一个点0的距离
C．m为重物的质量，需用天平称量
D．不可以用vn=gtn计算vn，其中tn=（n－1）T（T为打点周期）
3．利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，有以下几个主要步骤：
①开启电源；
②处理数据；
③松开纸带；
④安装纸带并悬挂重锤；
⑤把打点计时器固定在铁架台上
以上步骤合理的顺序是（ ）
A．⑤④①③② B．①②④⑤③
C．⑤④③①② D．④⑤③①②
4．用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量均为M的物块A、B，B上放一质量为m的金属片C，在B的正下方铁架台上固定一金属圆环。开始时金属片C与圆环间的高度为h，由静止释放B，运动一段时间后金属片C被搁置在圆环上（C与轻绳间无接触），测得B通过两数字计时器的时间间隔为t，已知两数字计时器的竖直间距为d。改变h重复实验得到多组数据，为了直观反映数据关系，应绘制（ ）
A．t-h图象 B．图象 C．图象 D．图象
5．小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是（ ）
A．电火花计时器工作电压约为8V
B．实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器
C．实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大
D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒
二、多选题
6．下列是我们高中阶段常用的实验器材，在实验①“探究小车速度随时间的变化规律”、实验②“探究加速度与力、质量的关系”、实验③“探究做功与速度变化的关系”、实验④“验证机械能守恒定律”中都要用到的器材是（ ）
A． B．
C． D．
三、填空题
7．在“用实验系统研究机械能守恒定律”实验中使用__________传感器来测量小球通过该点的__________。
8．某实验小组利用如图甲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。
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平。
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=___________cm，实验时将滑块从图示位置静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为___________m/s；在实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、___________和___________（文字说明并用相应的字母表示）。
（3）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。
9．如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则
(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；
(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；
(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；
(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。
四、实验题
10．下图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置。
（1）该实验中没有必要进行的操作是_______
A．用天平测出重物的质量
B．用秒表测出重物下落的时间
C．先接通电源再释放纸带
D．用纸带记录测量出重物下落的高度
（2）该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，如图所示：A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个相邻计数点之间的时间间隔T=_______s，可计算出打点计时器在打下计数点B时物体的下落速度为_______m/s（本空保留三位有效数字），进而可以表示出对应动能。
（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量______（选填“”“”或“”）动能的增加量。
11．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为T，打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为已知重锤的质量为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：
①重锤重力势能的减少量为_____；
②重锤在C点时的瞬时速度______，动能的增加量为______；
③正常来说_____（填“＞”、“＜”或“=”）。
12．某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。其中，A、B是由跨过定滑轮的细线连接着的两个物体，C是水平固定在A上的遮光条，1、2是水平固定在铁架台上的两个光电门。实验中，该同学先用手握住质量较大的A物体使细线绷直，接着由静止释放A，记录遮光条C通过光电门1、2的时间。
（1）关于该实验，下列说法正确的是__________和__________。（填选项序号字母）
A．可以用橡皮筋替代细线
B．A、B应选密度较大的实心物体
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．光电门1、2间的高度差应适当大一些
（2）若实验中已测出A、B、C的质量分别为M、m、m0，遮光条的宽度为d，光电门1、2间的高度差为h；还测出了某次实验中遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2；且查出当地重力加速度的大小为g。则物体A到达光电门1的速度大小为__________；实验中要验证的关系为（M+m0-m）gh=__________。
13．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，当地的重力加速度g=9.80m/s2，操作步骤如下：
①用天平测量物块a的质量m1和物块b的质量m2；
②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b；
③把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先_________，再_________；
④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示；
⑤更换物块重复实验。
（1）请把步骤③补充完整；
（2）所用交变电源的频率为50Hz，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为x1=6.00cm、x2=8.39cm、x3=10.81cm、x4=13.20cm、x5=15.59cm、x6=18.01cm，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小vA=________m/s，打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小vE=________m/s；（结果均保留三位有效数字）
（3）用天平测出物块a和物块b的质量分别为m1、m2（m1
a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，都与小铁球处于同一竖直位置；
b.用测量工具测得小铁球的直径d，光电门A、B之间的距离为h；
c.切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为、。
已知重力加速度大小为g，请回答下列问题：
（1）小铁球经过光电门A的速度大小可表示为___________（用测量的物理量符号表示）。
（2）在误差允许的范围内，若满足关系式___________（用测量的物理量和已知的物理量符号表示），即可验证机械能守恒定律。
15．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得纸带如图所示，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要求的是（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vC=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______（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___。
（4）若重锤质量m=2.00×10-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_______ J，而动能的增加量为______ J（均保留三位有效数字）。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
A．实验中可通过打点计时器测量时间，不需要秒表，A错误；
B．实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，B错误；
C．因为是比较mgh和的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量，C错误；
D．若用公式
求下落高度h时的速度，表明就已经承认了机械能守恒，这与“验证机械能守恒定律”实验的目的相矛盾，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
ABD．实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零。hn与vn分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，vn应利用纸带上的数据求出，若用
求vn，则已默认机械能守恒，验证实验也就变得无意义了，故ABD正确；
C．本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式
的两边都有m，故只要
成立，则
就成立，机械能守恒定律也就被验证了，故C错误。
由于本题选择错误的，故选C。
3．C
【详解】
用打点计时器验证机械能守恒定律的实验，首先要把打点计时器固定在铁架台上，其次安装纸带并悬挂重锤，接着开启电源松开纸带，最后关闭电源处理数据。故ABD错误，C正确。
故选C。
4．B
【详解】
在金属片搁置之前，系统做匀加速直线运动，搁置后，系统做匀速直线运动，则有
为了直观反映数据关系，应绘制图象。
故选B。
5．D
【详解】
A．电火花计时器工作电压为220V，故A错误；
B．实验中应先启动电火花计时器，再释放纸带，故B错误；
C．由于纸带和限位孔之间存在摩擦以及空气阻力的作用，实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍小，故C错误；
D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用剩余部分纸带，通过测量任意两点A、B之间的高度差和计算出这两点的速度，根据
也能验证机械能守恒，故D正确。
故选D。
6．AC
【详解】
秒表B是四个实验都不需要用的，时间是用打点计时器来记录的。
天平D可以用来测质量，在探究加速度与力、质量的关系的实验要用到，其他实验不需要。
四个实验均要测速度（或加速度），所以均必须要有打点计时器和刻度尺。
故选AC。
7．光电门 瞬时速度
【详解】
在“用实验系统研究机械能守恒定律”实验中使用光电门传感器来测量小球通过该点的瞬时速度。
8．0.48 0.4 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M
【详解】
遮光条宽度
设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了mgs，系统动能增加了
所以我们可以通过比较mgs和的大小来验证机械守能守恒定律。
需要测量的物理量有：滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M。
9． 小于 增加 错误
【详解】
(1)根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度。
(2)由机械能的表达式可知
联立可得
分析上面的表达式可知斜率等于。
(3)由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增加。
(4)这种作法错误，因为用公式计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。
10．AB 0.1 2.36
【详解】
（1）A．因为我们是比较和的大小关系，故m可约去，不需要测出重物的质量，故A错误；
B．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故B错误；
C．在实验中，为了减小误差先接通电源再释放纸带，故C正确；
D．用纸带记录的点来测量重物下落的高度，故D正确。
（２） 每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔
根据匀变速直线运动的规律,中间时刻速度等于这段时间中的平均速度，得
（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量大于动能的增加量。
11． ＞
【详解】
①重锤重力势能的减少量为
②由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
则动能的增加量为
③由于实验中存在摩擦力阻力，所以正常来说
12．B D
【详解】
（1）若用橡皮筋替代细线，由牛顿第二定律知，释放A后的加速运动过程中，橡皮筋的伸长量大于系统静止时，即橡皮筋的弹性势能会增大，A、B组成的系统机械能不守恒，A错误；若A、B是密度较大的实心物体，则质量一定的情况下物体体积较小，运动过程中，空气阻力较小，造成系统机械能的损失较小，B正确；遮光条的宽度若较大，则A通过光电门时的瞬时速度测量误差较大，C错误；光电门1、2间的高度差大一些，高度测量的偶然误差会减小，D正确。故选BD。
（2）A到达光电门1的速度可近似认为等于遮光条通过光电门1的平均速度，即
同理
实验中要验证的关系为A、B组成的系统机械能守恒，也可表述为A、B组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即
13．接通电源 释放物块a和物块b 0.720 1.68
【详解】
（1）实验过程中应先接通电源，再释放物块a和物块b；
（2）由题可知，每相邻计数点间的时间间隔为
T=0.02s×5=0.1s
打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小
打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小
（3）从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能为
增加的动能为
14．
【详解】
（1）由于经过光电门的时间极短，可用经过光电门的平均速度表示瞬时速度，可得小铁球经过光电门A的速度大小可表示为
小铁球经过光电门B的速度大小可表示为
（2）根据匀速变直线运动速度位移关系得
整理得
即满足在误差允许的范围内，若满足关系式
即可验证机械能守恒定律。
15．B 不对 v2=2gh 0.380 0.376
【详解】
(1)刻度尺读数应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读，即保留到小数点后的两位12.40cm，所以B点读数不符合要求；
(2)在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不能用重力加速度g来表示某位置的速度，故这种做法不对；
(3)可得出从O到某点，重锤重力势能的减少量为mgh，动能的增加为，根据机械能守恒，减少的重力势能应等于增加的动能，即
整理得
(4)从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为
打下D点的速度值为纸带上C到E的平均速度，有
动能的增加量为
答案第1页，共2页
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