8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题
文档属性
| 名称 | 8.5 实验：验证机械能守恒定律 同步练习题 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 586.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-23 21:48:33 | ||
图片预览
文档简介
8.5 实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．下列做法正确的是
A．选用较小密度材料制成的重锤
B．先释放纸带，再接通电源
C．将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D．选用直流电源给打点计时器供电
2．在“验证机械能守恒定律”的实验中不需测量或计算的物理量是（ ）
A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间
3．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．选取的重锤应满足“质量较小、体积较大”
B．处理纸带时不需要刻度尺
C．需使用秒表测出重锤下落的时间
D．打点计时器的限位孔应在竖直平面内
4．某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，从打出的一条纸带中选取了清晰的点进行研究，根据所学的知识计算出打2、3两计数点时纸带的瞬时速度，并用、表示，用刻度尺测量出2、3两计数点之间的距离，用表示。验证机械能守恒定律的关系式应为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．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
二、多选题
6．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，下列器材中必要的是（ ）
A．重物 B．纸带 C．天平 D．电源
7．在“验证机械能守恒定律”实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种（ ）
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．电火花计时器
8．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有（ ）
A．重物的质量
B．重力加速度
C．重物下落的高度
D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度
9．在验证“机械能守恒定律”的实验中，纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（ ）
A．计数点0的对应速度v0一定为0
B．根据平均速度可计算出第1计数点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5
C．无法计算出v0和v6的大小
D．可作出v－t图象求出斜率即加速度
10．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有
A．刻度尺
B．秒表
C．的直流电源
D．的交流电源
三、非选择题
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．微博橙子辅导设计了如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。框架上装有位置可上下移动的光电门，框架竖直部分紧贴一刻度尺，可以测量出光电门到零刻度线的距离，框架水平部分用电磁铁吸住一个直径为、质量为的均质小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁的电流，小钢球随即落下，当小钢球经过光电门时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。橙子同学多次改变光电门的位置，得到多组、的数据。已知重力加速度为。
（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，如图乙所示，该小钢球的直径是___________；
（2）当已知量、和重力加速度及小钢球的直径满足___________关系时，可判断小球下落过程中机械能守恒（填正确选项前的字母）；
A． B． C． D．
（3）考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则小钢球的重力势能减少量___________动能增加量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
13．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。
14．某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成，实验步骤如下：
（1）首先测量出遮光条的宽度d。
a．测遮光条的宽度需要用图乙中的_______（选填“C”或“D”）
b．某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为_______cm。
（2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置。
（3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。
（4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光片恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间。钩码的速度为_______。
（5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，做出图像如图丁所示。通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为（其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），已知当地重力加速度为g。则图线斜率等于_______（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。
15．用如图甲实验装置验证组成的系统机械能守恒。 从高处由静止开始下落，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。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知，则（取，结果保留两位有效数字）
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图所示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到直流电源上；
C．先释放，再接通电源打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E. 根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。
其中操作不当的步骤是_________（填选项对应的字母）。
（2）在打点过程中系统动能的增量____________J，系统势能的减少量，由此得出的结论是_________________；
（3）若某同学作出图像，可以计算当地重力加速度，请写出计算的表达式____________。（用字母表示）。
16．某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=___________。实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，你认为主要原因是___________。
17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，己知电磁打点计时器的周期T=0.02s，重锤的质量m=1kg，如图所示为某次实验后选出的一条理想纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上连续取的三个点。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：x1=12.16cm，x2=15.39cm，x3=19.00cm，g=9.8m/s2，求：（本题中涉及到数值计算的，结果均得保留三位有效数字）
（1）纸带的____________端与重锤连接（填左或右）；
（2）物体在B点的速度vB=__________m/s；
（3）从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量=__________J，动能的增量=__________J；
（4）经过计算发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过以上数据求出该阻力的大小。设重锤所受阻力大小F恒定，试求出重锤所受阻力大小F=__________。（用m、T、g、x1、x2、x3表示）
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共8页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．为了减小阻力的影响，应选取密度大、体积小的重物，故A错误；
B．实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误；
C．为了减小阻力的影响，两个限位孔应在同一竖直线上，故C正确；
D．使用交流电源给打点计时器供电，故D错误；
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
本实验需要验证的方程是：，所以需要测量下落的高度h、瞬时速度v，比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量m．本实验用到打点计时器，来测量瞬时速度时，是根据匀变速直线运动推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，需要计算时间；
A．下落高度，与结论相符，选项A不符合题意；
B．瞬时速度，与结论相符，选项B不符合题意；
C．重物质量，与结论不相符，选项C符合题意；
D．时间，与结论相符，选项D不符合题意；
故选C.
【点睛】
解决本题关键要知道实验的原理，能正确分析纸带动纸带下落过程中能量如何转化.
3．D
【解析】
【详解】
A．为了减小阻力的影响，重锤应选择质量较大，体积较小的，故A错误；
B．该实验需要测量重锤下降的高度以及重锤的瞬时速度，则需要用刻度尺测量点迹间的距离，故B错误；
C．时间可以通过数纸带上的间隔数得出，不需要用秒表测量时间，故C错误；
D．为了减小阻力的影响，打点计时器的限位孔应在竖直平面内，故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
2→3的过程
所以需验证的表达式为
即
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
【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。
6．ABD
【解析】
【详解】
在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能；故在实验中要有重物、纸带和打电计时器，而打点计时器需要电源；而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，即不用天平；
故选ABD．
【点睛】
本题考查验证机械能守恒定律实验器材，在记忆实验器材时要注意结合实验原理及方法来记忆。
7．BD
【解析】
【详解】
A.实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；
B.在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确；
C.而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；
D.在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能，故需要打点计时器，D正确．
故选BD。
8．CD
【解析】
【详解】
本实验要验证的关系式为
即
其中ｇ为当地的重力加速度，则无需测量重物的质量，重力加速度需用当地的重力加速度，需要测量的是重物下落的高度与重物下落高度对应的重物的瞬时速度。
故选CD。
9．BD
【解析】
【详解】
A．纸带选取是从清晰的点开始，但不一定初速度v0为零，故A错误；
B．根据纸带可以得到时间和位移，根据匀变速直线运动规律知中间时刻速度等于相邻两点的平均速度，从而求得中间各点速度，故B正确；
CD．画出v-t图象根据图象斜率和截距知加速度和初速度v0、末速度v6，故D正确，C错误；
故选BD。
10．AD
【解析】
【详解】
通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离；
A. 刻度尺，与结论相符，选项A正确；
B. 秒表，与结论不相符，选项B错误；
C. 的直流电源，与结论不相符，选项C错误；
D. 的交流电源，与结论相符，选项D正确；
故选AD．
【点睛】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
11． ＞
【解析】
【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． 5.50 A 大于
【解析】
【详解】
（1）用游标卡尺测量小钢球的直径是5mm+0.05mm×10=5.50mm；
（2）小球经过光电门时的速度
若机械能守恒，则满足
即
即当已知量、和重力加速度及小钢球的直径满足
关系时，可判断小球下落过程中机械能守恒，故选A；
（3）考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则小球经过光电门时的速度会偏小，则小钢球的重力势能减少量大于动能增加量。
13． 或 0.380 0.5 没有
【解析】
【详解】
（4）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
（5）下落过程中增加的动能
相对误差
（6）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。
14． C 0.230
【解析】
【详解】
（1）用游标卡尺测量宽度应使用外测量爪。
故选C.
游标卡尺的示数为主尺与游标卡尺之和，则
（4）根据速度和时间关系公式
得钩码速度为
（5）若从释放到光电门处机械能守恒，则有
又
解得弹簧弹性势能
代入得
则图像的斜率为
15． BC 0.58 在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒
【解析】
【详解】
(1)B．将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；
C．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C错误。
故选BC；
(2)根据在匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，且每相邻两计数点间还有4个点，可知计数周期为
则打第5个计数点时的速度为
物体的初速度为零，所以在打点过程中系统动能的增加量为
重力势能的减小量等于物体重力做功，故
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒；
(3)由机械能守恒定律
可得
16． mghB 阻力对重物做负功，使重物机械能减小
【解析】
【详解】
从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为
实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，主要原因是实验过程中阻力对重物做负功，使重物机械能减小。
17． 左 1.71 1.51 1.46
【解析】
【详解】
（1）由题意知O点是打出的第一个点，且与重物相连的纸带端先打点，所以纸带的左端与重锤连接；
（2）由题意得
（3）由图得从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量为
动能的增量为
（4）由题可得加速度为
又由牛顿第二定律得
所以阻力为
答案第1页，共2页
答案第10页，共1页
一、单选题
1．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．下列做法正确的是
A．选用较小密度材料制成的重锤
B．先释放纸带，再接通电源
C．将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D．选用直流电源给打点计时器供电
2．在“验证机械能守恒定律”的实验中不需测量或计算的物理量是（ ）
A．下落高度 B．瞬时速度 C．重物质量 D．时间
3．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．选取的重锤应满足“质量较小、体积较大”
B．处理纸带时不需要刻度尺
C．需使用秒表测出重锤下落的时间
D．打点计时器的限位孔应在竖直平面内
4．某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，从打出的一条纸带中选取了清晰的点进行研究，根据所学的知识计算出打2、3两计数点时纸带的瞬时速度，并用、表示，用刻度尺测量出2、3两计数点之间的距离，用表示。验证机械能守恒定律的关系式应为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．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
二、多选题
6．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，下列器材中必要的是（ ）
A．重物 B．纸带 C．天平 D．电源
7．在“验证机械能守恒定律”实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种（ ）
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．电火花计时器
8．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有（ ）
A．重物的质量
B．重力加速度
C．重物下落的高度
D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度
9．在验证“机械能守恒定律”的实验中，纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（ ）
A．计数点0的对应速度v0一定为0
B．根据平均速度可计算出第1计数点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5
C．无法计算出v0和v6的大小
D．可作出v－t图象求出斜率即加速度
10．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有
A．刻度尺
B．秒表
C．的直流电源
D．的交流电源
三、非选择题
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．微博橙子辅导设计了如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。框架上装有位置可上下移动的光电门，框架竖直部分紧贴一刻度尺，可以测量出光电门到零刻度线的距离，框架水平部分用电磁铁吸住一个直径为、质量为的均质小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁的电流，小钢球随即落下，当小钢球经过光电门时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。橙子同学多次改变光电门的位置，得到多组、的数据。已知重力加速度为。
（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，如图乙所示，该小钢球的直径是___________；
（2）当已知量、和重力加速度及小钢球的直径满足___________关系时，可判断小球下落过程中机械能守恒（填正确选项前的字母）；
A． B． C． D．
（3）考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则小钢球的重力势能减少量___________动能增加量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
13．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。
14．某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成，实验步骤如下：
（1）首先测量出遮光条的宽度d。
a．测遮光条的宽度需要用图乙中的_______（选填“C”或“D”）
b．某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为_______cm。
（2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置。
（3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。
（4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光片恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间。钩码的速度为_______。
（5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，做出图像如图丁所示。通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为（其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），已知当地重力加速度为g。则图线斜率等于_______（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。
15．用如图甲实验装置验证组成的系统机械能守恒。 从高处由静止开始下落，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。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知，则（取，结果保留两位有效数字）
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图所示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到直流电源上；
C．先释放，再接通电源打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E. 根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。
其中操作不当的步骤是_________（填选项对应的字母）。
（2）在打点过程中系统动能的增量____________J，系统势能的减少量，由此得出的结论是_________________；
（3）若某同学作出图像，可以计算当地重力加速度，请写出计算的表达式____________。（用字母表示）。
16．某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=___________。实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，你认为主要原因是___________。
17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，己知电磁打点计时器的周期T=0.02s，重锤的质量m=1kg，如图所示为某次实验后选出的一条理想纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上连续取的三个点。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：x1=12.16cm，x2=15.39cm，x3=19.00cm，g=9.8m/s2，求：（本题中涉及到数值计算的，结果均得保留三位有效数字）
（1）纸带的____________端与重锤连接（填左或右）；
（2）物体在B点的速度vB=__________m/s；
（3）从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量=__________J，动能的增量=__________J；
（4）经过计算发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过以上数据求出该阻力的大小。设重锤所受阻力大小F恒定，试求出重锤所受阻力大小F=__________。（用m、T、g、x1、x2、x3表示）
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共8页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．为了减小阻力的影响，应选取密度大、体积小的重物，故A错误；
B．实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误；
C．为了减小阻力的影响，两个限位孔应在同一竖直线上，故C正确；
D．使用交流电源给打点计时器供电，故D错误；
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
本实验需要验证的方程是：，所以需要测量下落的高度h、瞬时速度v，比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量m．本实验用到打点计时器，来测量瞬时速度时，是根据匀变速直线运动推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，需要计算时间；
A．下落高度，与结论相符，选项A不符合题意；
B．瞬时速度，与结论相符，选项B不符合题意；
C．重物质量，与结论不相符，选项C符合题意；
D．时间，与结论相符，选项D不符合题意；
故选C.
【点睛】
解决本题关键要知道实验的原理，能正确分析纸带动纸带下落过程中能量如何转化.
3．D
【解析】
【详解】
A．为了减小阻力的影响，重锤应选择质量较大，体积较小的，故A错误；
B．该实验需要测量重锤下降的高度以及重锤的瞬时速度，则需要用刻度尺测量点迹间的距离，故B错误；
C．时间可以通过数纸带上的间隔数得出，不需要用秒表测量时间，故C错误；
D．为了减小阻力的影响，打点计时器的限位孔应在竖直平面内，故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
2→3的过程
所以需验证的表达式为
即
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
【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。
6．ABD
【解析】
【详解】
在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能；故在实验中要有重物、纸带和打电计时器，而打点计时器需要电源；而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，即不用天平；
故选ABD．
【点睛】
本题考查验证机械能守恒定律实验器材，在记忆实验器材时要注意结合实验原理及方法来记忆。
7．BD
【解析】
【详解】
A.实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；
B.在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确；
C.而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；
D.在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能，故需要打点计时器，D正确．
故选BD。
8．CD
【解析】
【详解】
本实验要验证的关系式为
即
其中ｇ为当地的重力加速度，则无需测量重物的质量，重力加速度需用当地的重力加速度，需要测量的是重物下落的高度与重物下落高度对应的重物的瞬时速度。
故选CD。
9．BD
【解析】
【详解】
A．纸带选取是从清晰的点开始，但不一定初速度v0为零，故A错误；
B．根据纸带可以得到时间和位移，根据匀变速直线运动规律知中间时刻速度等于相邻两点的平均速度，从而求得中间各点速度，故B正确；
CD．画出v-t图象根据图象斜率和截距知加速度和初速度v0、末速度v6，故D正确，C错误；
故选BD。
10．AD
【解析】
【详解】
通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离；
A. 刻度尺，与结论相符，选项A正确；
B. 秒表，与结论不相符，选项B错误；
C. 的直流电源，与结论不相符，选项C错误；
D. 的交流电源，与结论相符，选项D正确；
故选AD．
【点睛】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
11． ＞
【解析】
【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． 5.50 A 大于
【解析】
【详解】
（1）用游标卡尺测量小钢球的直径是5mm+0.05mm×10=5.50mm；
（2）小球经过光电门时的速度
若机械能守恒，则满足
即
即当已知量、和重力加速度及小钢球的直径满足
关系时，可判断小球下落过程中机械能守恒，故选A；
（3）考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则小球经过光电门时的速度会偏小，则小钢球的重力势能减少量大于动能增加量。
13． 或 0.380 0.5 没有
【解析】
【详解】
（4）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
（5）下落过程中增加的动能
相对误差
（6）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。
14． C 0.230
【解析】
【详解】
（1）用游标卡尺测量宽度应使用外测量爪。
故选C.
游标卡尺的示数为主尺与游标卡尺之和，则
（4）根据速度和时间关系公式
得钩码速度为
（5）若从释放到光电门处机械能守恒，则有
又
解得弹簧弹性势能
代入得
则图像的斜率为
15． BC 0.58 在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒
【解析】
【详解】
(1)B．将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；
C．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C错误。
故选BC；
(2)根据在匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，且每相邻两计数点间还有4个点，可知计数周期为
则打第5个计数点时的速度为
物体的初速度为零，所以在打点过程中系统动能的增加量为
重力势能的减小量等于物体重力做功，故
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒；
(3)由机械能守恒定律
可得
16． mghB 阻力对重物做负功，使重物机械能减小
【解析】
【详解】
从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为
实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，主要原因是实验过程中阻力对重物做负功，使重物机械能减小。
17． 左 1.71 1.51 1.46
【解析】
【详解】
（1）由题意知O点是打出的第一个点，且与重物相连的纸带端先打点，所以纸带的左端与重锤连接；
（2）由题意得
（3）由图得从O点到B点的过程中，重锤重力势能的减少量为
动能的增量为
（4）由题可得加速度为
又由牛顿第二定律得
所以阻力为
答案第1页，共2页
答案第10页，共1页