高中物理人教版必修第二册第八章5实验：验证机械能守恒定律基础巩固拓展练习（word版含答案）

2019人教版必修第二册 第八章 5 实验：验证机械能守恒定律 基础巩固 拓展练习
一、单选题
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，不是必需的实验仪器是（　　）
A．交流电源 B．天平 C．打点计时器 D．带夹子的铁架台
2．如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，利用该装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．需要用秒表测出重物下落的时间
B．需要测出重物的质量
C．打点计时器应接直流电源
D．应先接通电源，后释放纸带
3．如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是
A．必须测出重物的质量
B．应先释放纸带，再接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．即使纸带起始端点迹模糊，也可用来验证机械能守恒定律
二、多选题
4．如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，有关尺寸在图中已注明。我们选中n点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算n点速度的方法，其中正确的是(　　)
A．vn＝gnT B．vn＝g(n－1)T
C． D．
5．某同学用如图甲所示的装置，来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是
A．该实验中，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料
B．该实验中，可以由公式v=gt求出打某点的纸带的速度
C．该实验中，应先接通电源后释放重物
D．该实验中，打点计时器接到电源的直流输出端上
三、实验题
6．某兴趣小组利用如图（a）装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)有关重物的质量，下列说法正确的是_______
A．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C．可以不测量出重物的质量
D．必须称量重物的质量，而且要估读到0.01g
(2)某同学做实验时，不慎将一条挑选出的纸带的前端的一部分损坏，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图（b）中，单位为cm。（打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字。）
①设重物质量为m=0.2kg，重物在2点的速度_____m/s，在5点的速度_____m/s，由2点到5点的过程中动能增加量_____J，重力势能减少量_____J。由以上可得出实验结论：__________。
②重物获得的动能往往_____（填“大于”“小于”或“等于”）减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是_____。
7．某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系．
（1）关于该实验，下列说法正确的是_____．
A．拉小车的细线要与木板平行
B．打点计时器要与6V直流电源连接
C．沙桶和沙的质量要远小于小车和传感器的质量
D．平衡摩擦力时，纸带要穿过打点计时器后连在小车上
（2）图乙中的两种穿纸带方法，你认为_____（选填“左”或“右”）边的打点效果好．
（3）实验中得到一条如图丙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz．
由图中实验数据可知，打点计时器打下B点时小车的速度vB=____m/s，小车的加速度a =____m/s2．（结果保留两位有效数字）
（4）某同学根据测量数据作出的a-F图象如图丁所示．该直线不过坐标原点的原因可能是_____．
8．在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，
（1）请按正确的实验顺序填写下列步骤：_____．
①开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”软件界面
②卸下“定位挡片”和“小标尺盘”，安装光电门传感器并接入数据采集器
③摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处
④把光电门传感器放在大标尺盘最底端的D点，并以此作为零势能点．A、B、C点相对于D点的高度已事先输入，作为计算机的默认值
⑤点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能
⑥依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据
（2）（多选题）除了以上实验步骤，该实验还需要测量的物理量有_________。
A．摆线的长度 B．摆锤的直径 C．摆锤的质量 D．摆锤下落的时间．
9．某实验小组利用如图装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门，光电门连接数字毫秒计，滑块上固定宽度为d遮光条。把导轨的右端垫高，测出倾角为θ，已知当地重力加速度为g：
(1)实验时，将滑块从某处由静止释放，若测得滑块遮光条通过某光电门的时间，则滑块通过光电门的瞬时速度_______。
(2)若通过光电门1和2的速度分别为和，还需要测量_____（并给这个物理量赋予字母），满足表达式______，说明机械能守恒。
10．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。B处固定着一光电门， 带有宽度为d的遮光条的滑块，其总质量为M，质量为:的钩码通过细线与滑块连接。现将滑块从A处由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为t，已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g。
(1)某同学用螺旋测微器测遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则d =_______mm。
(2)调整光电门的位置，使滑块通过B点时钩码没有落地，则滑块由A点运动到B点的过程中，系统重力势能的减少量为_____，系统动能的增加量为_______。比较和,若在实验误差允许的范围内相等，即可认为系统机械能守恒（以上结果均用题中所给字母表示）。
11．某兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。
(1)下列做法可减小实验误差的是___________（填字母序号）。
A．先松开纸带后接通电源
B．用电火花计时器替代电磁打点计时器
C．在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤
D．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤
(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，动能的增加量为________；若在实验误差允许的范围内满足等式_______，则机械能守恒定律得到验证。
12．用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制小铁球从A点由静止释放，下列过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束．（当地重力加速度用g表示）
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量有_________；
A．A点与地面间的距离H
B．小铁球的质量m
C．小铁球从A到B的下落时间tAB
D．小铁球的直径d
E．A、B之间的距离h
（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=________，如果关系式=_________成立，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒．（用测量的物理量表示）．
13．(1)利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是( )
A．“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力
B．探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究
C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量
D．利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验
(2)在探究“加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示，已知打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图丙所示。
①小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变______（选填“滤镜”、“单缝”或“双缝”）的方向，成功观察到实验现象。
②小李同学已经测量出其中3个距离L1、L2、L3，分别为光源到单缝、单缝到双缝、双缝到毛玻璃的距离，又测出第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a，已知双缝间的距离d，则产生干涉条纹的光的波长为______（用题中所给字母表示）。
14．机械能守恒定律，某同学做了如下实验：将一小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方安装与光电计时器相连的光电门．将小球拉至细线水平由静止释放，小球向下摆动后通过光电门，光电门记录下了小球通过光电门的时间△t，若测得小球的直径为d．
（1）小球通过光电门时的速度大小可表示为v=_____________；
（2）要验证小球在向下摆动过程中机械能守恒，若测得悬点到小球球心的距离为L，重力加速度用g表示，需要验证的表达式是_________（用△t、d、L、g等物理量表示）；
（3）为了减小实验误差,小球应该满足什么件：___________________．
15．某同学利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）关于这一实验，下列说法中正确的是____________。
A．打点计时器应接直流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
（2）该同学通过打点后得到一条纸带如图所示，点为重物自由下落时纸带打点的起点，另选取连续的三个打印点为计数点A、B、C，各计数点与点距离分别为、、，相邻计数点时间间隔为T。当地重力加速度为g，重物质量为m，从开始下落到打下B点的过程中，重物动能的增量表达式___________，重物重力势能减少量表达式___________。（用题中字母表示）
（3）经计算发现重物动能增加量略小于重力势能减少量，其主要原因是_______。
A．重物的质量过大 B．重物的体积过小
C．重物及纸带在下落时受到阻力 D．电源的电压偏低
16．某同学用图甲的装置验证“机械能守恒定律”．该同学按照正确的操作选得纸带如图乙所示．其中 O 是起始点，O 到 A、B、C、D 的距离如图乙所示．
(1)在图甲中,重锤应选择密度_________(选填“大”或“小”)的重物；
(2)在图乙的四个数据中，不符合有效数字规则的一组是___________；
(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______________．
17．某同学利用打点计时器频率50Hz记录下质量为1kg量物体从一定高度下落的运动情况，通过打出的纸带他想判断在此过程中机械能是否守恒？结果保留2位有效数字，
（1）请计算到B过程中重力势能的变化量______J；
（2）请根据你的计算分析在误差允许的范围内此过程机械能是否守恒(误差要求小于5%)______ 填“守恒”或“不守恒．
18．某同学用如图1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6 V的频率为50 Hz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，即可验证机械能守恒定律．
（1）他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度______m/s，计算出该对应的=__________m2/s2，gh=______ m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式____________，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8 m/s2）
（2）他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图中的___________．
19．某同学安装如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带的一部分；现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02s打一个点。
（1）为提高实验精度，应该选择哪种重物_____
A．10克塑料球 B．200克金属重锤
（2）根据图乙中纸带可以判断实验时纸带的_____（选填“左”或“右”）端和重物相连接。
（3）纸带上打下计数点A时的速度vA＝_____m/s（结果保留两位有效数字），同理可以算出vB。
（4）要验证机械能守恒定律，实验还需测出_____。
（5）经过测量计算后，某同学画出了如图所示的E﹣h图线，h为重物距地面的高度，则图中表示动能随高度变化的曲线为_____（填“图线A”或“图线B”）
20．某同学用如图的装置验证机械能守恒定律：
(1)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。他利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是____。
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过计算出瞬时速度；
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过=计算出瞬时速度；
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h；
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度， 等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度；
(2)已知当地重力加速度为g，使用交流电的频率为f。在打出的纸管上选取连续打出的五个点A、B、C、D 、E，如下图所示。测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式___________，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的。
(3)将纸带上打出第一个点记为O，并在高O点较远的任意点依次选取几个连续的点，分别记为1，2，3，…。量出各点与0点的距离h，算出各点对应的速度、分别记为v1至v6，数据如下表：
代表符号 v1 v2 v3 v4 v5 v6
数值（m/s） 2.80 2.99 3.19 3.48 3.59 3.78
表中有一个数据有较大误差，代表符号为____。
(4)修正数据后，该同学计算出各点对应速度的平方值。并作图像，如图所示，若得出的直线斜率为k、则可测出重力加速度g=______。由于阻力的影响，与真实值相比，测出的g值_____（填“偏小”或“偏大”）
21．如图1所示，打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器，让重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）实验中动能的增加量应略小于重力势能的减少量，主要原因是_______。
A．重物下落的实际距离大于测量值 B．重物下落的实际距离小于测量值
C．重物下落受到阻力 D．重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学利用上述装置将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，分别得到三条纸带，它们前两个点间的距离分别是1.0 mm，1.9 mm，4.0 mm，应该选用________（填“甲”“乙”或“丙”）同学的纸带；一定存在操作误差的同学是________（填“甲”“乙”或“丙”）。
（3）某实验小组按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图2所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的有________。
A．和的长度 B．和的长度
C．和的长度 D．和的长度
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
要验证重物动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系有
质量可以约去，所以不需要天平，要测量下落的高度和瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺，用打点计时器需要交流电源，还要带夹子的铁架台固定打点计时器，则不要的器材为天平
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故A错误；
B．根据减小的重力势能转化为动能的增加，则有，等式两边的质量可约去，故B错误；
C．打点计时器应接交流电源，故C错误；
D．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
试题分析：验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要测量重物的质量，故A错误；实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误；重物下落的时间可以通过打点计时器测量，不需要秒表测量，故C错误；即使纸带起始端点点迹模糊，也可以用来验证机械能守恒，在纸带上取两个相距较远的两点，通过动能的增加量和重力势能的减小量进行验证，故D正确．
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验．
4．CD
【解析】
【详解】
AB．直接利用重力加速度g来计算n点速度，相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，AB错误；
CD．匀变速直线运动某段时间内，平均速度等于中间时刻速度，所以n点的速度等于n－1到n＋1两点间的平均速度，CD正确。
故选CD。
5．AC
【解析】
【详解】
A．实验时为了减小相对阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，故A正确；
B．实验时通过来求解速度，不能根据v=gt求解瞬时速度，故B错误；
C．实验时应先接通电源后释放重物，故C正确；
D．打点计时器接到电源的交流输出端上，故D错误。
故选AC．
6． AC 1.50 2.08 0.208 0.212 在误差允许的范围内，机械能守恒 小于 重物下落时要克服阻力做功
【解析】
【详解】
(1)[1]．AB．实验中为了减小阻力的影响，重锤选用体积较小，质量较大的重锤．故A正确，B错误．
CD．要验证的关系是两边可以消掉m，则实验中可以不测重物的质量，故C正确，D错误．
故选AC．
(2)①[2][3]．利用匀变速直线运动的推论得
[4]．此过程中动能增加量为
[5]．重力势能减少量为
△Ep=mgh=0.2×9.8×（0.032+0.036+0.04）=0.212 J
[6]．则得到的结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒；
②[7][8]．由数据可知重物获得的动能往往小于减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是实验中重锤要克服阻力做功。
7． AD 右 0.16 0.50 平衡摩擦力时斜面倾角过大
【解析】
【详解】
试题分析：（1）关于该实验，拉小车的细线要与木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；打点计时器要与6V交流电源连接，选项B错误；因为有力传感器测量拉力，故不需要沙桶和沙的质量远小于小车和传感器的质量，选项C错误；平衡摩擦力时，纸带要穿过打点计时器后连在小车上，选项D正确；故选AD．
（2）纸带应该放到复写纸的下面效果好，故选右边的；
（3）打下B点时小车的速度，
小车的加速度
（4）由图像可知，当F=0时，小车已经有了加速度，可知直线不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦力时斜面倾角过大．
考点：探究加速度与力的关系
【名师点睛】
解答此题首先要掌握该实验试验原理及注意事项，其次要会用逐差法解决加速度的求解问题；能分析产生误差的原因．
8． ②①④③⑤⑥ BC
【解析】
【分析】
摆锤摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在这个条件下得出结论：只有重力做功的情况下摆锤机械能守恒．实验前使标尺盘上的竖直线与摆线平行，能使得光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内．
【详解】
（1）卸下“定位挡片”和“小标尺盘”，安装光电门传感器，用来采集数据；再开启电源，运行软件；确定零势能点，然后输入相应的高度；开始点击“开始记录”，同时释放摆锤；更换光电门位置，重复实验；最后点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能．
故答案为②①④③⑤⑥；
（2）根据实验原理可知，减小的重力势能转化为动能的增加．还需要测量摆锺的直径△d，及其质量m；故BC正确，AD错误；
故答案为（1）②①④③⑤⑥；（2）BC．
9． 光电门1到光电门2的距离L
【解析】
【详解】
(1)[1]遮光条宽度较小，可以用平均速度表示瞬时速度，即通过光电门的速度为。
(2)[2]验证机械能守恒定律，需要滑块物体运动过程中重力势能的减少量，所以需要测量光电门1到光电门2的距离。
[3]根据机械能守恒定律，滑块减少的重力势能转化为动能的增加量，即
等式两边消去质量得
10． 3.115（3.112—3.118）
【解析】
【详解】
（1）[1]根据螺旋测微器的读数原理可知；
（2）[2][3]由于遮光条的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块通过处光电门时的速度为，滑块从点运动到点的过程中，钩码和带有遮光条的滑块组成的系统重力势能的减少量为；系统动能的增加量为
11． BC
【解析】
【详解】
（1）[1] A．应该先接通电源，再释放纸带，故A错误；
B．用电火花计时器替代电磁打点计时器，从而更能减小重物下落过程中受到空气阻力，故B正确；
CD．为减小重物下落过程中受到空气阻力，应该选体积小些，密度大一些的重物，故C正确，D错误；
故填BC。
（2）[2] 利用匀变速直线运动的推论,得B点的速度为
从O点到B点动能的增加量为
[3] 若在误差允许范围内，若重力势能的减少量等于动能的增加量，即等式
成立，则可以验证机械能守恒。
12． DE； ； ；
【解析】
【详解】
（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确；
E、测量AB之间的距离h求解重力势能的减小量，故E正确．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：，
根据机械能守恒需要验证的是：
即，因此
13． BD 0.80 单缝
【解析】
【详解】
(1)[1]A．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．探究“功和速度变化关系”的实验中，实验操作正确，打出一条纸带就能进行探究，故B错误，符合题意；
C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量，才能保证小车受到的拉力等于物块的重力，故C正确，不符合题意；
D．虽然平衡了摩擦力，但摩擦力并没有消失，在物块运动的过程中有摩擦力做功，故系统机械能不守恒，所以不能用此装置验证系统机械能守恒。故D错误，符合题意。
故选BD。
(2)[2]打点计时器的交变电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点计时点，故相邻两个计数点之间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
由逐差法求加速度
(3)[3]小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变单缝的方向。
[4]第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a，则相邻两个亮条纹的间距
根据
得
14． 选择质量较大且直径较小的小球
【解析】
【详解】
（1）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故．
（2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：，可得，解得：2gL△t2=d2．
（3）造成本实验的误差原因是，实验过程中，可通过选择质量较大且直径较小的小球，或让纸带竖直下落，从而尽量减小受到的阻力．
15． D C
【解析】
【详解】
（1）[1]打点计时器应接交流电源，故A错误；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故B错误；我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表．故C错误；测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确。
故选D。
（2）[2]打B点时重物的速度
故重物动能的增量表达式
[3]重物重力势能减少量表达式
（3）[4]实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是重物下落时受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能，故选C。
16． 大 12.4(OB、B均可)
【解析】
【详解】
(1)[1]为了减小实验的误差，甲图中的重物应选择质量大，体积小的重物，即密度大的重物，阻力相对较小；
(2)[2]毫米刻度尺的最小格为1mm，应估读到mm的下一位，则有效数字出错为第二组12.4；
(3)[3]验证系统机械能是否守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等
即，即为表达式.
17． 0.5096 不守恒
【解析】
【详解】
(1)[1]利用匀变速直线运动的推论
A到B动能变化量为
A到B过程中重力势能的变化量
(2)[2]相对误差
故机械能不守恒.
18． 1.84 1.69 1.74 C
【解析】
【分析】
根据匀变速运动的中间时刻的瞬时速度等于平均速度计算B点的速度，从而可以计算出 v2的值，根据 可知，应为过原点的直线，其中斜率为g．
【详解】
（1）匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为：
对应的v2=1.69 m2/s2，gh=1.74m2/s2，
可认为在误差范围内存在关系式，即可验证机械能守恒定律．
（2）他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以 为纵轴、以h为横轴画出的图象，根据可知，应为过原点的直线，C正确、ABD错误．
故选C
【点睛】
解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的，了解具体操作，同时加强应用物理规律处理实验问题的能力，注意图象斜率的含义．
19． B 右 0.39 AB之间的距离 图线B
【解析】
【详解】
(1)[1]为减小阻力对实验的影响，为减小实验误差，重物应选择质量大、体积小、密度大的材料，故A错误，B正确；
故选B。
(2)[2]重物下落时做匀加速运动，故纸带上点的间隔应越来越远，故应该是右端连接重物；
(3)[3]A点速度为
(4)[4]要验证机械能守恒需要验证某一过程中重力势能减少量等于该过程的动能增加量，知道A、B两点速度后，可以计算动能增加量，要计算重力势能减少量，需要知道AB间的距离；
(5)[5]物体做自由落体运动，高度越低，动能越大，故表示动能随高度变化的曲线为图线B。
20． D 偏小
【解析】
【详解】
(1)[1]该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒。如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证，其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误，D正确。
故选D。
(2)[2]匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，因此C点速度为
根据机械能守恒定律有
即
(3)[3]物体做匀变速运动，速度均匀变化，表中v4变化大，不在误差范围内；
(4)[4]根据机械能守恒定律，有
解得
v2=2gh
故斜率
k=2g
[5]由于阻力的存在，实际加速度偏小，故g值偏小；
21． C 乙 丙 BC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]重物下落过程中存在空气阻力以及限位孔与纸带之间存在摩擦，在下落过程中，除了重物重力做正功外，还有阻力做负功，由动能定理可知，合外力做的功等于动能的变化量，故重力做的功大于动能的变化量。
故选C。
（2）[2]重物从静止开始下落，假设重物只受重力，由自由落体运动规律可知，最初0.02 s内重物下落的高度
故乙同学的纸带最为理想；
[3]丙同学在重物下落距离过大，可推断初速度不为零，因此一定存在操作误差，造成实验误差的原因可能先释放重物，后接通打点计时器电源；而甲同学的重物下降距离小，是由于释放时不是打点的瞬间，操作没问题。
（3）[3]A．当已知和的长度时，可以求得打F点时与段中间时刻的瞬时速度，从而确定两者间的动能变化，却无法求解重力势能的变化，无法验证机械能守恒定律，A错误；
B．当已知和的长度时，依据和的长度，可求得打C点时的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒定律，B正确；
C．当已知和的长度时，依据和的长度，可分别求得打C点与F点时的瞬时速度，继而求得动能的变化，再由确定重力势能的变化，可以验证机械能守恒定律，C正确；
D．当已知和的长度时，依据和的长度，只能求得打B点与F点时的瞬时速度，从而求得动能的变化，而间距不知道，则无法验证机械能守恒定律，D错误。
故选BC。
答案第1页，共2页
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