8.5实验：验证机械能守恒定律 同步练习（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（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-06 15:45:14 | ||
图片预览
文档简介
8.5实验：验证机械能守恒定律 同步练习 2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
1．某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律。实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取g=9.8m/s2，注:表格中M为直尺质量）
Δti/（×10-3 s） vi=/（m·s-1） Δhi/m MgΔhi
1 1.21 3.14 — — —
2 1.15 3.30 0.52M 0.06 0.59M
3 1.00 3.80 2.29M 0.24 2.35M
4 0.95 4.00 3.07M 0.32 3.14M
5 0.90 0.41
（1）由表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=求出的，请你简要分析该同学这样做的理由:_______。
（2）请将表格中数据填写完整。______、______、______
（3）通过实验得出的结论是:_______。
（4）根据实验判断下列ΔEk-Δh图像中正确的是______。
A． B．
C． D．
2．某同学利用如图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“v2﹣M”、“v2﹣”或“v2﹣”）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）。
3．小王同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，打点计时器所接电源频率为 50 Hz。
（1）实验中，重物的质量 ____________。
A．必须测量 B．可测可不测
（2）除了图甲所示装置中的器材之外，还必须从图乙中选取实验器材____________。
（3）指出图甲所示装置中一处不合理的地方 _________。
（4）改进实验后，得到如图丙的纸带，则点 2 对应的读数为__________________cm；打下点 2 时纸带速度的大小为 _________m/s。
（5）若实验数据处理结果是从点 0 到点 4 过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，可能是因为_________。
A．存在阻力 B．点 0 的速度不为零 C．点 4 的速度由公式 v=gt 计算
4．某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：
（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
（2）运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
（3）迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化曲线如图10乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为。
（4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：___________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。
（5）若已知铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能___________J（结果保留3位小数）。相对误差___________，据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。
（6）敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果___________（填“有”或“没有”）影响。
5．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，所用学生电源可以输出6 V的交流电压和直流电压。重锤从高处由静止落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点间的距离进行测量，根据测量结果即可验证机械能守恒定律。
（1）下面给出了该实验的几个操作步骤:
A．安装实验仪器
B．将打点计时器接到电源的直流输出端
C．用天平测量出重锤的质量
D．先释放纸带，再接通电源，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重力势能的减少量及相应的动能增加量，看二者是否相等
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并说明原因:______。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，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l0，点A、C间的距离为l1，点C、E间的距离为l2，使用的交流电的频率为f，根据这些条件写出计算重锤下落的加速度a的表达式:_______。
（3）同学们在做“验证机械能守恒定律”的实验时发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，经过认真讨论，得知其原因主要是重锤下落过程中受到阻力的作用，可以通过实验测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度的值为g，为测出该阻力，还需要测量的物理量是______。结合（2）问中给出的物理量，表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小F=______。
6．某实验小组利用甲图所示的实验装置验证机械能守恒定律。（g取 9.80 m/s）
（1）关于本实验，下列说法正确的是（______）
A．必须要称出重物的质量
B．打点计时器应接直流电源
C．应先接通电源，后释放重物
D．需使用秒表测出重物下落的时间
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O 点为打点计时器打下的第一个点，某同学在实验过程中每隔一个点取一个计数点，图中A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为 50 Hz的交变电流。用刻度尺测得 OA=12.48 cm，OB=19.50 cm，OC=28.08 cm，重物的质量为1.00kg，取重力加速度g=9.8m/s2。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_______J；此时重物的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
7．如甲图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，打下一条理想的纸带如图乙所示，O为下落起始点，A、B、C为纸带上打出的连续点迹，若重物质量为m，相邻两点打点时间间隔为T，则
（1）在O到B的过程中，重物增加的动能为___________；
（2）在O到B的过程中，重物减小的重力势能为___________；
（3）某同学在实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的___________（填序号），做出图像后，判断机械能是否守恒的依据是___________。
A． B．
C． D．
8．为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺（图中未画出），启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m，当地重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测量橡胶球直径d，如图乙所示，则小球直径d = ______mm；
（2）从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值l1、l2。将小橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间t1；
（3）要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，只需比较_____与______是否相等即可；（用上面测得数据符号表示）
（4）该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间t2，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为________。
9．（1）在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，当所有器材的安装、连接都完成后，应先________，再释放纸带。在打出的若干条纸带中应选点迹清晰，且第一、二两点间距离接近______mm的纸带进行测量；
（2）在利用重锤自由下落做“验证机械能守恒律”的实验中，下列物理量中需要测量的有_______，通过计算得到的有________。
A．重锤质量 B．重力加速度
C．重锤下落高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
10．兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根轻绳分别固定于O1、O2两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出）。实验时，将小球和两轻绳拉至与水平轻杆同一水平面处，使两轻绳刚好拉紧，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。
(1)本实验需要测量小球的直径，他们用游标卡尺进行了多次测量，其中某次的测量结果如图乙所示，图丙是游标尺上读数关键部分的放大图，则小球的直径为d=_______mm。
(2)下列说法中正确的是（____________）
A．固定小球的两根轻绳一定要互相垂直
B．若两根轻绳不等长，则小球的摆动就不在竖直平面内
C．应选用密度较大的小球做实验
D．必须用天平测出小球的质量
(3)如果测得小球自然下垂时球的上沿到轻杆下沿的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为t，当地重力加速度为g，当实验所得数据满足关系式________时，可以验证机械能是守恒的；如果实验测得小球在最低点的动能总是大于小球减少的重力势能，则可能的原因是______。（写出一条合理的即可）
11．做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g = 9.80m/s2，通过推算，他们选择了编号为__________的纸带进行研究。
在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量=_______J，重锤势能的减少量=_______J，重锤下落的实际加速度a = _________m/s2，g的原因是_______________。（结果保留3位有效数字）
12．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）。
13．如图所示，附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在滑块上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的槽码使小车在槽码的牵引下运动，利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验。
（1）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是_________；
A．使小车获得较大的加速度
B使细线的拉力等于小车受到的合外力
C．使小车最终能匀速运动
D．使槽码的重力近似等于细线的拉力
（2）实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，则应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）；
（3）用此装置可以进行多个力学实验，下列说法正确的是___________。
A．“研究匀变速直线运动”时，不需要平衡摩擦力
B．“验证牛顿第二定律”时，槽码的质量应远小于小车质量
C．“研究恒力做功与速度变化关系时”，不需要平衡摩擦力
D．倾斜木板平衡摩擦力后，可用该装置进行“验证机械能守恒定律”的实验
14．某同学利用竖直上抛小球在上升过程中的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所示数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=1kg，结果保留3位有效数字）
时刻
速度（m/s） 5.00 4.48 3.98
（1）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度，______m/s。
（2）从到的时间内，重力势能增加量______J，动能减少量______J；
（3）在误差允许的范围内，若______（填“>”或“<”或“=”），则说明______。
15．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。
16．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=__________。
17．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是______；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则______；
（3）在误差允许范围内，若h1－h2＝______（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒。
参考答案
1．（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度；
（2）根据
vi=
得
v5=4.22 m/s
根据
ΔEki=
得
ΔEk5=3.97M
重力势能减少量为
MgΔh5=4.02M
（3）[5]在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量；
（4）[6]根据动能定理得
MgΔh=ΔEk
所以ΔEk-Δh图线的斜率
k==Mg
应该是一条过原点的倾斜直线，故选C。
2．根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；
要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为
F=mg
因此弹簧的形变量为
△x=△x1+△x2=
不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；
选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有
整理可知
为得到线性关系图线，因此应作出的图像；
由上表达式可知
解得：
k=
3．(1)本实验要验证机械能守恒定律，即通过实验要得到的表达式为
等式两边消去质量m，得
所以实验中，重物的质量可测可不测。
故选B。
(2)图甲中已经有铁架台、打点计时器、纸带和重物，所以要想完成本实验，还需要刻度尺来测量纸带的长度，而打点计时器本来就是每隔0.02s打一个点，所以不需要另外的计时工具，故选B。
(3)重物离打点计时器太远，有可能出现纸带上没点或者点太少，不利于测量，所以应该让重物离打点计时器近一些，应该往上提一提。
(4)由刻度尺的读数规则可得，点2对应的读数为；
打下点2时纸带速度的大小为点1到点3之间的平均速度，即
(5)若实验数据处理结果是从点0到点4过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，可能是因为重物下落过程中要克服阻力做功，消耗机械能；而如果忽略了点 0 的速度，或者用v=gt计算点4的速度，都会使动能的增加量大于重力势能的减少量。
故选A。
4．
[1]铁球下落的速度为
根据初速度为0的匀变速直线运动的公式有
解得铁球下落时间t的速度为
若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式
代入数据解得
或
[2]下落过程中增加的动能
[3]相对误差
[4]根据运动的独立性，敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，不影响铁球竖直方向的运动，对实验测量结果没有影响。
5．
（1）B中操作错误，应该将打点计时器接到电源的交流输出端；D中操作错误，应该先接通电源，再释放纸带；C操作没有必要，因为根据实验原理，重力势能的减少量和动能的增加量都包含了质量m，不测出m，也可以进行比较。
（2）根据匀变速直线运动的推论
Δx=at2
得
（3）根据牛顿第二定律有
mg-F=ma
所以
F=mg-ma=
故需要测量的物理量是重锤质量m。
6．
（1）A.实验要验证的关系是
两边消掉了m则实验中不需要称出重物的质量，选项A错误；
B.打点计时器应接交流电源，选项B错误；
C.应先接通电源，后释放重物，选项C正确；
D.打点计时器本身就是计时仪器，则不需使用秒表测出重物下落的时间，选项D错误。
故选C。
（2）当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了
打B点时重物的速度
此时重物的动能比开始下落时增加了
7．
(1)到B点时的速度为
在O到B的过程中，重物增加的动能为
(2)在O到B的过程中，重物减小的重力势能为
(3)如果机械能守恒，由增加的动能等于减少的重力势能，有
即
则与h为正比关系，故ABD错误，C正确。
故选C。
由（3）中分析可知，如果-h图像为过原点的直线且斜率等于，即说明，说明机械能守恒。
8．
（1）根据游标卡尺的读数规则有
0.6cm + 12 × 0.05mm = 6.60mm
（3）要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，则只需满足
根据上面测得数据符号表示
（4）第二次通过光电门时的速度为
则根据能量守恒有
9．
（1）为了提高纸带的利用率，尽量多的在纸带上打点，要先接通电源后释放纸带；
因为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，在0.02s内的位移为
所以选用点迹清晰，第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量；
（2）在“验证机械能守恒律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺直接测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量。重力加速度与实验无关，通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度。
10．
(1)小球的直径为d=10mm+0.02mm×22=10.44mm。
(2) A．固定小球的两根轻绳不一定要互相垂直，选项A错误；
B．若两根轻绳不等长，则小球的摆动也可在竖直平面内，选项B错误；
C．应选用密度较大的小球做实验，从而减小阻力的影响，选项C正确；
D．要验证的关系
两边消掉m，则实验时不必用天平测出小球的质量，选项D错误。
故选C。
(3) 小球在最低点时的速度
小球动能增加量
重力势能减小量
则要验证的关系是
即
如果实验测得小球在最低点的动能总是大于小球减少的重力势能，则可能的原因是光电门的高度偏高或者偏低，小球的球心没有通过光电门，则遮光时间偏小，测得的速度偏大。
11．
[1]做验证机械能守恒的实验时，让重物做自由落体运动，则起始两点距离为
故选③；
[2]打下第“n”点时，物体的速度为
从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量
[3]重锤势能的减少量
[4]由逐差法可得重锤下落的实际加速度
[5]物体下落过程受到空气阻力、纸带与打点计时器之间的阻力。
12．
(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
13．
（1）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，使小车重力在沿长木板方向的分力能够与摩擦力平衡，从而使细线的拉力等于小车受到的合外力。
故选B；
（2）小车运动的加速度为
（3）A．“研究匀变速直线运动”时，只需要小车做匀变速运动即可，不需要平衡摩擦力，故A正确；
B．“验证牛顿第二定律”时，需要用槽码重力来表示小车所受合外力，设小车质量为M，槽码质量为m。对小车根据牛顿第二定律有
对槽码同理有
联立解得
由上式可知只有当时才近似等于，故B正确；
C．“研究恒力做功与速度变化关系时”，需要小车所受恒力等于合外力，所以需要平衡摩擦力，故C错误；
D．平衡摩擦力只是将摩擦力的效果消除，但小车实际仍受摩擦力作用，机械能不守恒，故D错误。
故选AB。
14．
（1）小球匀速下落，则由平均速度等于时间中点速度可得
（2）从到的时间内，重力势能增加量
动能减少量
（3）在误差允许范围内，重力势能增加量等于动能减少量，即，则重力势能与动能之和不变，可说明小球在上升过程中机械能守恒。
15．
（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。
16．（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
17．
（1）验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，需要通过光电门测量滑块运动速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
由此可知，①③⑤⑥⑦⑧是必要的，不符合题意，②④是不必要的，符合题意。
故选②④。
（2）由图可知,此游标卡尺为20分度的,且游标的0刻度与主尺对齐,故游标卡尺的示数
（3）根据（1）可知
在误差允许的范围内，满足该等式则认为滑块下滑过程中机械能守恒。
试卷第25页，共1页
1．某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律。实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取g=9.8m/s2，注:表格中M为直尺质量）
Δti/（×10-3 s） vi=/（m·s-1） Δhi/m MgΔhi
1 1.21 3.14 — — —
2 1.15 3.30 0.52M 0.06 0.59M
3 1.00 3.80 2.29M 0.24 2.35M
4 0.95 4.00 3.07M 0.32 3.14M
5 0.90 0.41
（1）由表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=求出的，请你简要分析该同学这样做的理由:_______。
（2）请将表格中数据填写完整。______、______、______
（3）通过实验得出的结论是:_______。
（4）根据实验判断下列ΔEk-Δh图像中正确的是______。
A． B．
C． D．
2．某同学利用如图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“v2﹣M”、“v2﹣”或“v2﹣”）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）。
3．小王同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，打点计时器所接电源频率为 50 Hz。
（1）实验中，重物的质量 ____________。
A．必须测量 B．可测可不测
（2）除了图甲所示装置中的器材之外，还必须从图乙中选取实验器材____________。
（3）指出图甲所示装置中一处不合理的地方 _________。
（4）改进实验后，得到如图丙的纸带，则点 2 对应的读数为__________________cm；打下点 2 时纸带速度的大小为 _________m/s。
（5）若实验数据处理结果是从点 0 到点 4 过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，可能是因为_________。
A．存在阻力 B．点 0 的速度不为零 C．点 4 的速度由公式 v=gt 计算
4．某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：
（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
（2）运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
（3）迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化曲线如图10乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为。
（4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：___________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。
（5）若已知铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能___________J（结果保留3位小数）。相对误差___________，据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。
（6）敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果___________（填“有”或“没有”）影响。
5．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，所用学生电源可以输出6 V的交流电压和直流电压。重锤从高处由静止落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点间的距离进行测量，根据测量结果即可验证机械能守恒定律。
（1）下面给出了该实验的几个操作步骤:
A．安装实验仪器
B．将打点计时器接到电源的直流输出端
C．用天平测量出重锤的质量
D．先释放纸带，再接通电源，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重力势能的减少量及相应的动能增加量，看二者是否相等
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并说明原因:______。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，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l0，点A、C间的距离为l1，点C、E间的距离为l2，使用的交流电的频率为f，根据这些条件写出计算重锤下落的加速度a的表达式:_______。
（3）同学们在做“验证机械能守恒定律”的实验时发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，经过认真讨论，得知其原因主要是重锤下落过程中受到阻力的作用，可以通过实验测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度的值为g，为测出该阻力，还需要测量的物理量是______。结合（2）问中给出的物理量，表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小F=______。
6．某实验小组利用甲图所示的实验装置验证机械能守恒定律。（g取 9.80 m/s）
（1）关于本实验，下列说法正确的是（______）
A．必须要称出重物的质量
B．打点计时器应接直流电源
C．应先接通电源，后释放重物
D．需使用秒表测出重物下落的时间
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O 点为打点计时器打下的第一个点，某同学在实验过程中每隔一个点取一个计数点，图中A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为 50 Hz的交变电流。用刻度尺测得 OA=12.48 cm，OB=19.50 cm，OC=28.08 cm，重物的质量为1.00kg，取重力加速度g=9.8m/s2。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_______J；此时重物的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
7．如甲图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，打下一条理想的纸带如图乙所示，O为下落起始点，A、B、C为纸带上打出的连续点迹，若重物质量为m，相邻两点打点时间间隔为T，则
（1）在O到B的过程中，重物增加的动能为___________；
（2）在O到B的过程中，重物减小的重力势能为___________；
（3）某同学在实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的___________（填序号），做出图像后，判断机械能是否守恒的依据是___________。
A． B．
C． D．
8．为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺（图中未画出），启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m，当地重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测量橡胶球直径d，如图乙所示，则小球直径d = ______mm；
（2）从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值l1、l2。将小橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间t1；
（3）要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，只需比较_____与______是否相等即可；（用上面测得数据符号表示）
（4）该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间t2，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为________。
9．（1）在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，当所有器材的安装、连接都完成后，应先________，再释放纸带。在打出的若干条纸带中应选点迹清晰，且第一、二两点间距离接近______mm的纸带进行测量；
（2）在利用重锤自由下落做“验证机械能守恒律”的实验中，下列物理量中需要测量的有_______，通过计算得到的有________。
A．重锤质量 B．重力加速度
C．重锤下落高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
10．兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根轻绳分别固定于O1、O2两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出）。实验时，将小球和两轻绳拉至与水平轻杆同一水平面处，使两轻绳刚好拉紧，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。
(1)本实验需要测量小球的直径，他们用游标卡尺进行了多次测量，其中某次的测量结果如图乙所示，图丙是游标尺上读数关键部分的放大图，则小球的直径为d=_______mm。
(2)下列说法中正确的是（____________）
A．固定小球的两根轻绳一定要互相垂直
B．若两根轻绳不等长，则小球的摆动就不在竖直平面内
C．应选用密度较大的小球做实验
D．必须用天平测出小球的质量
(3)如果测得小球自然下垂时球的上沿到轻杆下沿的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为t，当地重力加速度为g，当实验所得数据满足关系式________时，可以验证机械能是守恒的；如果实验测得小球在最低点的动能总是大于小球减少的重力势能，则可能的原因是______。（写出一条合理的即可）
11．做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g = 9.80m/s2，通过推算，他们选择了编号为__________的纸带进行研究。
在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量=_______J，重锤势能的减少量=_______J，重锤下落的实际加速度a = _________m/s2，g的原因是_______________。（结果保留3位有效数字）
12．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）。
13．如图所示，附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在滑块上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的槽码使小车在槽码的牵引下运动，利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验。
（1）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是_________；
A．使小车获得较大的加速度
B使细线的拉力等于小车受到的合外力
C．使小车最终能匀速运动
D．使槽码的重力近似等于细线的拉力
（2）实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，则应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）；
（3）用此装置可以进行多个力学实验，下列说法正确的是___________。
A．“研究匀变速直线运动”时，不需要平衡摩擦力
B．“验证牛顿第二定律”时，槽码的质量应远小于小车质量
C．“研究恒力做功与速度变化关系时”，不需要平衡摩擦力
D．倾斜木板平衡摩擦力后，可用该装置进行“验证机械能守恒定律”的实验
14．某同学利用竖直上抛小球在上升过程中的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所示数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=1kg，结果保留3位有效数字）
时刻
速度（m/s） 5.00 4.48 3.98
（1）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度，______m/s。
（2）从到的时间内，重力势能增加量______J，动能减少量______J；
（3）在误差允许的范围内，若______（填“>”或“<”或“=”），则说明______。
15．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。
16．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=__________。
17．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是______；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则______；
（3）在误差允许范围内，若h1－h2＝______（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒。
参考答案
1．（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度；
（2）根据
vi=
得
v5=4.22 m/s
根据
ΔEki=
得
ΔEk5=3.97M
重力势能减少量为
MgΔh5=4.02M
（3）[5]在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量；
（4）[6]根据动能定理得
MgΔh=ΔEk
所以ΔEk-Δh图线的斜率
k==Mg
应该是一条过原点的倾斜直线，故选C。
2．根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；
要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为
F=mg
因此弹簧的形变量为
△x=△x1+△x2=
不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；
选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有
整理可知
为得到线性关系图线，因此应作出的图像；
由上表达式可知
解得：
k=
3．(1)本实验要验证机械能守恒定律，即通过实验要得到的表达式为
等式两边消去质量m，得
所以实验中，重物的质量可测可不测。
故选B。
(2)图甲中已经有铁架台、打点计时器、纸带和重物，所以要想完成本实验，还需要刻度尺来测量纸带的长度，而打点计时器本来就是每隔0.02s打一个点，所以不需要另外的计时工具，故选B。
(3)重物离打点计时器太远，有可能出现纸带上没点或者点太少，不利于测量，所以应该让重物离打点计时器近一些，应该往上提一提。
(4)由刻度尺的读数规则可得，点2对应的读数为；
打下点2时纸带速度的大小为点1到点3之间的平均速度，即
(5)若实验数据处理结果是从点0到点4过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，可能是因为重物下落过程中要克服阻力做功，消耗机械能；而如果忽略了点 0 的速度，或者用v=gt计算点4的速度，都会使动能的增加量大于重力势能的减少量。
故选A。
4．
[1]铁球下落的速度为
根据初速度为0的匀变速直线运动的公式有
解得铁球下落时间t的速度为
若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式
代入数据解得
或
[2]下落过程中增加的动能
[3]相对误差
[4]根据运动的独立性，敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，不影响铁球竖直方向的运动，对实验测量结果没有影响。
5．
（1）B中操作错误，应该将打点计时器接到电源的交流输出端；D中操作错误，应该先接通电源，再释放纸带；C操作没有必要，因为根据实验原理，重力势能的减少量和动能的增加量都包含了质量m，不测出m，也可以进行比较。
（2）根据匀变速直线运动的推论
Δx=at2
得
（3）根据牛顿第二定律有
mg-F=ma
所以
F=mg-ma=
故需要测量的物理量是重锤质量m。
6．
（1）A.实验要验证的关系是
两边消掉了m则实验中不需要称出重物的质量，选项A错误；
B.打点计时器应接交流电源，选项B错误；
C.应先接通电源，后释放重物，选项C正确；
D.打点计时器本身就是计时仪器，则不需使用秒表测出重物下落的时间，选项D错误。
故选C。
（2）当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了
打B点时重物的速度
此时重物的动能比开始下落时增加了
7．
(1)到B点时的速度为
在O到B的过程中，重物增加的动能为
(2)在O到B的过程中，重物减小的重力势能为
(3)如果机械能守恒，由增加的动能等于减少的重力势能，有
即
则与h为正比关系，故ABD错误，C正确。
故选C。
由（3）中分析可知，如果-h图像为过原点的直线且斜率等于，即说明，说明机械能守恒。
8．
（1）根据游标卡尺的读数规则有
0.6cm + 12 × 0.05mm = 6.60mm
（3）要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，则只需满足
根据上面测得数据符号表示
（4）第二次通过光电门时的速度为
则根据能量守恒有
9．
（1）为了提高纸带的利用率，尽量多的在纸带上打点，要先接通电源后释放纸带；
因为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，在0.02s内的位移为
所以选用点迹清晰，第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量；
（2）在“验证机械能守恒律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺直接测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量。重力加速度与实验无关，通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度。
10．
(1)小球的直径为d=10mm+0.02mm×22=10.44mm。
(2) A．固定小球的两根轻绳不一定要互相垂直，选项A错误；
B．若两根轻绳不等长，则小球的摆动也可在竖直平面内，选项B错误；
C．应选用密度较大的小球做实验，从而减小阻力的影响，选项C正确；
D．要验证的关系
两边消掉m，则实验时不必用天平测出小球的质量，选项D错误。
故选C。
(3) 小球在最低点时的速度
小球动能增加量
重力势能减小量
则要验证的关系是
即
如果实验测得小球在最低点的动能总是大于小球减少的重力势能，则可能的原因是光电门的高度偏高或者偏低，小球的球心没有通过光电门，则遮光时间偏小，测得的速度偏大。
11．
[1]做验证机械能守恒的实验时，让重物做自由落体运动，则起始两点距离为
故选③；
[2]打下第“n”点时，物体的速度为
从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量
[3]重锤势能的减少量
[4]由逐差法可得重锤下落的实际加速度
[5]物体下落过程受到空气阻力、纸带与打点计时器之间的阻力。
12．
(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
13．
（1）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，使小车重力在沿长木板方向的分力能够与摩擦力平衡，从而使细线的拉力等于小车受到的合外力。
故选B；
（2）小车运动的加速度为
（3）A．“研究匀变速直线运动”时，只需要小车做匀变速运动即可，不需要平衡摩擦力，故A正确；
B．“验证牛顿第二定律”时，需要用槽码重力来表示小车所受合外力，设小车质量为M，槽码质量为m。对小车根据牛顿第二定律有
对槽码同理有
联立解得
由上式可知只有当时才近似等于，故B正确；
C．“研究恒力做功与速度变化关系时”，需要小车所受恒力等于合外力，所以需要平衡摩擦力，故C错误；
D．平衡摩擦力只是将摩擦力的效果消除，但小车实际仍受摩擦力作用，机械能不守恒，故D错误。
故选AB。
14．
（1）小球匀速下落，则由平均速度等于时间中点速度可得
（2）从到的时间内，重力势能增加量
动能减少量
（3）在误差允许范围内，重力势能增加量等于动能减少量，即，则重力势能与动能之和不变，可说明小球在上升过程中机械能守恒。
15．
（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。
16．（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
17．
（1）验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，需要通过光电门测量滑块运动速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
由此可知，①③⑤⑥⑦⑧是必要的，不符合题意，②④是不必要的，符合题意。
故选②④。
（2）由图可知,此游标卡尺为20分度的,且游标的0刻度与主尺对齐,故游标卡尺的示数
（3）根据（1）可知
在误差允许的范围内，满足该等式则认为滑块下滑过程中机械能守恒。
试卷第25页，共1页