4.6实验：验证机械能守恒定律课时练习（Word版含答案）

4.6课时 实验：验证机械能守恒定律
一、单选题
1．（2021·河北·迁西县职业技术教育中心高二阶段练习）采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且），下列说法正确的是（　　）
A．验证动量守恒定律，需测量OB、OM、OP和ON的距离
B．实验中要求轨道必须光滑
C．实验中要求轨道末端必须保持水平
D．测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果
2．（2021·江苏南京·高二学业考试）下图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．打点计时器两个限位孔可以不在同一竖直线上
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．测出纸带上两点之间的距离，可知重物相应的下落高度
3．（2021·江苏·阜宁实验高中高二学业考试）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述不正确的是（　　）
A．安装打点计时器时，纸带两个限位孔应在同一竖直线上
B．实验时，应先松开纸带让重物下落，再接通电源
C．若纸带上开头打出的几个点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证
D．重物所受重力应远大于它所受到的空气阻力和纸带所受到的打点计时器的阻力
4．（2022·上海·模拟预测）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，某同学将传感器固定在最低点，如图所示。该同学将摆锤从不同位置由静止释放，记录摆锤每次下落的高度h和最低点的速度v，作出v2－h图线为（　　）
A． B．
C． D．
5．（2021·全国·高一）用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，有以下操作，其中不正确的是 （填字母）
A．将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上
B．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关
C．使重物靠近打点计时器
D．所选择的纸带最开始两点间的距离应接近2mm
6．（2021·全国·高一课时练习）在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学通过实验，获得了一条比较理想的纸带，以起点为计数点0，相隔一段距离后，取连续打点为计数点1、2、3、4、5、6，如图为部分放大照片，则纸带上打第3个计数点时重物的速度v3＝________ m/s(结果保留两位有效数字)．
A．1.0m/s B．1.8m/s C．2.0m/s D．2.2m/s
7．（2021·全国·高一）某同学设计的“验证机械能守恒定律”实验，操作步骤有：将打点计时器固定在铁架台上：①松开纸带，重物自由下落；②更换纸带，重复实验几次；①接通电源，打点计时器开始工作；⑤将连接重物的纸带穿过打点计时器.实验操作顺序正确的是
A．①②③④⑤ B．⑤④①③② C．①⑤④②③ D．④⑤①②③
8．（2021·全国·高一）实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认。某组同学在实验中，得到的图象如图所示。图象的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能、动能或机械能。下列说法错误的是（　　）
A．光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作
B．摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔
C．图线甲表示摆锤的机械能E
D．图线乙表示摆锤的机械能
9．（2018·河南师大附中高三阶段练习）2016年10月19日3时31分，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接，形成一个组合体，组合体在距离地面393千米高的圆形轨道绕地球做匀速圆周运动，航天员景海鹏、陈冬随后进入“天宫二号”空间实验室，两人将在“天宫二号”空间实验室中进行科学实验和科普活动，下列说法中正确的是
A．“神舟十一号”飞船达到与“天宫二号”同一轨道后，从后面加速追上前面的“天宫二号”实现对接
B．“神舟十一号”飞船需要在较低的轨道上向后喷出炙热气体，才能完成与“天宫二号”的对接
C．“神舟十一号”飞船的发射速度大于11. 2km/s
D．两位航天员可以在“天宫二号”空间实验室中借助重锤和打点计时器为全国中学生演示“验证机械能守恒定律”实验
10．（2016·北京海淀·高一期末）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．实验中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． 某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中正确的是： ．
A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
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v
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v，并通过 计算得出高度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v
二、实验题
11．（2021·湖北·麻城市实验高级中学高二阶段练习）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。
12．（2022·全国·高三专题练习）某实验小组在实验室中利用倾角为30°的气垫导轨和两光电门计时器和验证滑块在气垫导轨上自由下滑过程中机械能守恒。已知遮光条的宽度为，先后通过、光电门的时间分别为、。（已知当地重力加速度为）
（1）本实验中还需要测量的物理量有___________（填字母序号）。
A．滑块质量
B．光电门和的距离
C．滑块释放点的高度
D．遮光条的高度
（2）验证本过程机械能守恒的原理表达式___________（用已知量和需要测量的量表示）。
（3）下列操作中可以减小实验误差的是___________（填字母序号）。
A．增加遮光条的宽度
B．把金属滑块换成木质滑块
C．减小遮光条的宽度
D．增加遮光条的高度
13．（2022·全国·高三专题练习）实验小组利用重物做自由落体运动，不仅可以验证机械能守恒定律，还可以测量重力加速度。实验时将智能相机固定在黑板正前方，相机的视窗高度恰好包含黑板的上下边界，测量时设定相机闪光频率为10Hz，现将小钢球贴紧黑板从上边界某位置无初速度释放，相机拍下小钢球一系列的像，选出照片中合适的一张，将照片沿A4纸纵向打印，打印图样如图所示，已知黑板上下边界距离为120cm，A4纸纵向长度为30cm，并用刻度尺测出A4纸上相邻像点间距离并标注在图样中，则：（计算结果均保留三位有效数字）
（1）经过B点时小钢球速度为______。
（2）小钢球下落的加速度为______。
（3）若当地重力加速度，实验中小钢球所受的阻力为其重力的K倍，则K＝______；机械能损失不超过3%则认为机械能守恒，本实验小球下落过程中，机械能是否守恒？______（填“是”或“否”）。
（4）本实验中需不需要测量小钢球的质量？______（填“需要”或“不需要”）。
14．（2022·河北·高三专题练习）某同学设计了如图甲所示装置验证机械能守恒定律。A、B为材料不同的小桶，其中小桶位置A上装有遮光片，B内装有若干质量均为m的金属球，两个小桶用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，竖直刻度尺下端固定有光电门。初态时系统静止，绳子拉力为Mg，记下遮光片在标尺上对准的位置。
（1）用游标卡尺测遮光片的宽度d，如图乙所示，则______cm。
（2）将小桶B内的一个小球放到小桶A中，然后由静止释放小桶A，记录遮光片通过光电门的遮光时间t，则遮光片遮光时小桶A的速度为______。
（3）将小桶B中的2个，3个，4个……n个小球转移到小桶A中，仍由静止释放小桶A，保持每次小桶A下落的初始位置不变，测得多个对应的遮光片遮光时间t，以为纵轴，以n为横轴，作出图象，通过刻度尺测出小桶A释放时遮光片到光电门的距离h，当地重力加速度为g，如果作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于______，则可验证机械能守恒然定律。
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参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．A
5．B
6．C
7．C
8．D
9．B
10．D
11． 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
12． B C
13． 1.62m/s 是 不需要
14． 0.535
答案第1页，共2页
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