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 | doc | ||
| 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 | 2022-03-15 10:23:53 | ||
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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．在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中，除了铁架台、低压交流电源、纸带等实验器材外，还必需的器材应包括（ ）
A．秒表 B．多用电表 C．打点计时器 D．弹簧秤
2．在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．先释放纸带，后接通电源
B．用天平测量重物质量，用秒表测量重物下落时间
C．重物动能的增加量一定大于重力势能的减小量
D．打点计时器必须竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上
3．利用如图装置验证机械能守恒定律，下列操作错误的是（ ）
A．安装打点计时器时将两限位孔调在一条竖直线上
B．释放纸带时手持纸带上端，保持纸带竖直
C．释放纸带时重物远离打点计时器
D．实验时先接通电源，再释放纸带
4．某同学用左图所示的装置来“验证机械能守恒定律”。该装置比右图的装置好些，正确的理由是（ ）
A．减小了空气阻力对实验的影响
B．电火花计时器的工作电压约
C．可以节省纸带，让点迹更为密集
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大
5．在验证机械能守恒定律的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律.若所有操作均正确，则得到的v2-h图象应是图中的（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
6．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．一位同学在某次实验中，安装的打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过时受到的阻力较大，那么，这种情况造成的结果是( )
A．重物减少的重力势能小于增加的动能
B．重物减少的重力势能大于增加的动能
C．重物的机械能逐渐减小
D．重物的机械能逐渐增大
7．在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法中正确的
A．要用天平称量重锤质量
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C．要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带
D．实验时，当松开纸带让重锤下落的同时，立即接通电源
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减小量
8．关于“用落体法验证机械能守恒定律”的实验，下列说法中正确的是______。
A．重物最好选择密度较小的木块
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式v＝求解瞬时速度
9．下列有关高中物理实验的描述中，正确的是： 。
A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点
D．在“验证机械能守恒定律"的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量
10．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、实验题
11．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图甲所示。实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m
②将气垫导轨右端调节高些，以平衡摩擦力
③用游标卡尺测量挡光条的宽度d
④用刻度尺测出两光电门A、B中心之间的距离s
⑤用天平测出滑块和挡光条的总质量M、托盘和砝码的总质量m
⑥接通气源，将滑块移至光电门A右侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，且要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门B
⑦从数字计时器（图中未画出）上分别测得挡光条通过光电门A和光电门B挡光所用的时间ΔtA和ΔtB
⑧用公式ΔEP=mgs'计算出系统重力势能减少量，用公式ΔEK计算出系统动能的增加量，通过比较ΔEP和ΔEK是否相等，就能验证该过程系统机械能是否守恒。上述实验②步骤有错，应改为________；实验⑧步骤中ΔEK表达式有错，应改为________。某次测量挡光条宽度如图乙所示，其读数d=________×10-3m。
12．某学习小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。平衡摩擦力后让物块从某处由静止开始下落，滑块上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中O点（对应的速度为0）为计时起点，、、C为连续的计时点，计时点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所接交流电的频率为，重力加速度大小为。
（1）实验中用天平测出物块的质量为、滑块的质量为。
（2）从打点计时器打O点到打点的过程中，物块重力势能的减少量__________，系统动能的增加量__________。（均用题中和图中给出的字母表示）
（3）经计算发现，总是略大于，其主要原因是__________（写出一条即可）。
13．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
14．某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定 在天花板上，细线一端系于力传感器上，另一端连着一个小球∶
（1）以下四个供选择的小球中，应选择_______ ；
A．质量为100g的铁球 B．质量为10g的铁球
C．质量为200g的木球 D．质量为10g的塑料球
（2）当小球自然下垂时，读出力传感器的示数F1；
（3）将小球拉至细线刚好水平伸直的位置，由静止释放小球，测得小球通过最低点的读数为F2， 当F1、F2满足关系式_______（用数学等式表示）时，小球在下落过程中机械能守恒。
15．用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1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．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，已知电源频率为50Hz，m1＝50g、m2＝150g，g取10m/s2，则
（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk＝______J，系统势能的减少量ΔEp＝______J，由此得出的结论是______；
（3）实验结果显示ΔEp>ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是______；
（4）若某同学作出v2 h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g＝______m/s2。
16．学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，电火花计时器打点的周期。
（1）实验中，电火花计时器接的是______（选填“6V”或“220V”）的交流电源；
（2）下列操作中，有利于减小实验误差的是______；
A．两限位孔在同一竖直线上
B．先释放纸带，后接通电源
C．精确测量重锤的质量
（3）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C、D、E为依次打下的点，根据纸带上的数据，电火花计时器打D点时重锤的速度大小为______，重锤下落的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）
（4）张同学根据如图乙所示的纸带算出了电火花计时器打某点时重锤的瞬时速度，测出O点与该点的距离h，以h为横坐标、为纵坐标建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，重力加速度大小为g，则在误差允许的范围内，图线的“斜率”为______；
（5）王同学根据打出的另一条纸带，发现重锤重力势能的减少量小于其动能的增加量，他认为这是空气阻力造成的。王同学的观点______（选填“正确”或“错误”），其原因是______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
试题分析：该实验中通过研究打点计时器打出的纸带来验证机械能是否守恒，实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重锤的重力不需要测量，故不需要弹簧秤，多用电表与该实验无关，更不需要，故ABD错误，C正确．
考点：验证机械能守恒定律
2．D
【解析】
【详解】
A．必须先接通电源，后释放纸带，否则有一段纸带打不上点，甚至整条纸带都打不上点，A错误；
B. 不用天平测量重物质量，因为验证机械能守恒定律的表达式两侧都有质量；不用秒表测量重物下落时间，用打点计时器记录时间，B错误；
C. 由于重物下落过程中受到空气阻力而损失机械能，重物动能的增加量一定小于重力势能的减小量，C错误；
D. 为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打点计时器必须竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故A正确；
B．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故B正确；
C．为了充分利用纸带，释放纸带时重物应适当靠近打点计时器。故C错误；
D．为了充分利用纸带，实验时先接通电源，再释放纸带。故D正确。
本题选错的，故选C。
4．D
【详解】
A．用左图不能减小空气阻力对实验的影响，选项A错误；
B．电火花计时器的工作电压为220V，选项B错误；
C．点迹过于密集不利于长度的测量，会增大误差，选项C错误；
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】
若机械能守恒，则满足
即
所以v2-h图象应是C.
故选C.
考点：验证机械能守恒定律.
6．BC
【详解】
重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．由于纸带通过时受到较大的阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量，导致重物的机械能逐渐减小，故AD错误，BC正确．故选BC．
点睛：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．摩擦阻力做功会使得重物和纸带的机械能转化给内能．
7．BCE
【详解】
A．在《验证机械能守恒定律》的实验中，需要验证，所以只需要验证
即可，并不需要用天平称量重锤质量，A错误；
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好，B错误；
C．自由落体运动0.02s的距离为2mm，所以要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带，C正确；
D．实验时，应当先接通电源再释放纸带，D错误；
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减小量，E正确。
故选BCE。
8．BC
【详解】
A．重物最好选择密度较大，体积较小的铁块，选项A错误；
B．要验证的关系是
两边可以消掉m，则重物的质量可以不测量，选项B正确；
C．实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；
D．瞬时速度必须根据纸带上的中间时刻的速度等于瞬时速度来求解，不能利用公式
v＝
求解，否则就间接利用了机械能守恒定律，选项D错误。
故选BC。
9．AB
【详解】
A．根据纸带处理方法可知，在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度，故A正确；
B． 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故B正确；
C． 在“研究平抛运动”的实验中，描绘平抛运动轨迹，不一定非得标出平抛的起始点，故C错误；
D． 在验证机械能守恒定律实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故D错误。
故选AB。
10．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。
11． 将气垫导轨调到水平 9.50
【详解】
上述实验②步骤有错，应改为将气垫导轨调到水平；
从数字计时器（图中未画出）上分别测得挡光条通过光电门A和光电门B挡光所用的时间ΔtA和ΔtB，经过两光电门的速度
动能变化
读数
12． ①没有完全平衡摩擦力；②滑轮存在摩擦；③纸带与打点计时器间存在摩擦（写出其中一点即可给分，其他合理说法也给分）
【详解】
（2）从打点计时器打O点到打点的过程中，物块重力势能的减少量为
B点速度为
系统动能的增加量
（3）总是略大于，其主要原因是：①没有完全平衡摩擦力；②滑轮存在摩擦；③纸带与打点计时器间存在摩擦（写出其中一点即可给分，其他合理说法也给分）
13． B C
【解析】
【详解】
（1）（2）根据此题需要验证机械能守恒的原理式
可得
即
可知只需要测量光电门A和B的距离s即可判断机械能是否守恒，ACD错误，B正确。
故选B。
（3）由（2）可知，验证机械能守恒的误差只与d有关，当d越小时平均速度越接近瞬时速度，ABD错误，C正确。
故选C。
14． A
【解析】
【详解】
（1）要选取质量大、体积小的小球，即空气阻力相对重力可以忽略的小球，因此小球要选质量为100g的铁球。
故选A。
（3）小球的质量为m，当地的重力加速度为g，摆线长为l，小球的大小可忽略当小球自然下垂时，有
在圆周运动轨迹的最低点，有
且从释放到最低点的过程，有
解得
故
15． 2.4 0.576 0.600 在误差允许的范围内，系统机械能守恒 摩擦阻力造成的机械能损失 9.7
【详解】
（1）在纸带上打下计数点5时的速度
v＝＝m/s＝2.4m/s
（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量
ΔEk＝（m1＋m2）v2＝×0.2×2.42J＝0.576J
系统重力势能的减少量
ΔEp＝（m2－m1）gh＝0.1×10×（0.216＋0.384）J＝0.600J
在误差允许的范围内，系统机械能守恒；
（3）因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力及滑轮轴间阻力做负功，使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量；
（4）由系统机械能守恒得
（m2－m1）gh＝（m1＋m2）v2
解得
v2＝gh
图线的斜率
k＝g＝m/s2
解得
g＝9.7m/s2
16． 220V A 1.75 9.63 2g 错误 空气阻力会造成，而不是
【详解】
（1）实验中，电火花计时器接的是220V的交流电源；
（2）A.两限位孔在同一竖直线上，可减小纸带与打点计时器之间的摩擦，从而减小误差，选项A正确；
B.实验中应该先接通电源，后释放纸带，选项B错误；
C.实验要验证的关系是
两边消掉m，则不需要测量重锤的质量，选项C错误。
故选A。
（3）电火花计时器打D点时重锤的速度大小为
重锤下落的加速度大小为
（4）根据
可得
v2=2gh
则v2-h图像的斜率为
k=2g
（5）王同学的观点是错误的；其原因是空气阻力会造成，而不是。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中，除了铁架台、低压交流电源、纸带等实验器材外，还必需的器材应包括（ ）
A．秒表 B．多用电表 C．打点计时器 D．弹簧秤
2．在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．先释放纸带，后接通电源
B．用天平测量重物质量，用秒表测量重物下落时间
C．重物动能的增加量一定大于重力势能的减小量
D．打点计时器必须竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上
3．利用如图装置验证机械能守恒定律，下列操作错误的是（ ）
A．安装打点计时器时将两限位孔调在一条竖直线上
B．释放纸带时手持纸带上端，保持纸带竖直
C．释放纸带时重物远离打点计时器
D．实验时先接通电源，再释放纸带
4．某同学用左图所示的装置来“验证机械能守恒定律”。该装置比右图的装置好些，正确的理由是（ ）
A．减小了空气阻力对实验的影响
B．电火花计时器的工作电压约
C．可以节省纸带，让点迹更为密集
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大
5．在验证机械能守恒定律的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律.若所有操作均正确，则得到的v2-h图象应是图中的（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
6．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．一位同学在某次实验中，安装的打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过时受到的阻力较大，那么，这种情况造成的结果是( )
A．重物减少的重力势能小于增加的动能
B．重物减少的重力势能大于增加的动能
C．重物的机械能逐渐减小
D．重物的机械能逐渐增大
7．在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法中正确的
A．要用天平称量重锤质量
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C．要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带
D．实验时，当松开纸带让重锤下落的同时，立即接通电源
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减小量
8．关于“用落体法验证机械能守恒定律”的实验，下列说法中正确的是______。
A．重物最好选择密度较小的木块
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式v＝求解瞬时速度
9．下列有关高中物理实验的描述中，正确的是： 。
A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点
D．在“验证机械能守恒定律"的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量
10．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、实验题
11．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图甲所示。实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m
②将气垫导轨右端调节高些，以平衡摩擦力
③用游标卡尺测量挡光条的宽度d
④用刻度尺测出两光电门A、B中心之间的距离s
⑤用天平测出滑块和挡光条的总质量M、托盘和砝码的总质量m
⑥接通气源，将滑块移至光电门A右侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，且要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门B
⑦从数字计时器（图中未画出）上分别测得挡光条通过光电门A和光电门B挡光所用的时间ΔtA和ΔtB
⑧用公式ΔEP=mgs'计算出系统重力势能减少量，用公式ΔEK计算出系统动能的增加量，通过比较ΔEP和ΔEK是否相等，就能验证该过程系统机械能是否守恒。上述实验②步骤有错，应改为________；实验⑧步骤中ΔEK表达式有错，应改为________。某次测量挡光条宽度如图乙所示，其读数d=________×10-3m。
12．某学习小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。平衡摩擦力后让物块从某处由静止开始下落，滑块上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中O点（对应的速度为0）为计时起点，、、C为连续的计时点，计时点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所接交流电的频率为，重力加速度大小为。
（1）实验中用天平测出物块的质量为、滑块的质量为。
（2）从打点计时器打O点到打点的过程中，物块重力势能的减少量__________，系统动能的增加量__________。（均用题中和图中给出的字母表示）
（3）经计算发现，总是略大于，其主要原因是__________（写出一条即可）。
13．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
14．某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定 在天花板上，细线一端系于力传感器上，另一端连着一个小球∶
（1）以下四个供选择的小球中，应选择_______ ；
A．质量为100g的铁球 B．质量为10g的铁球
C．质量为200g的木球 D．质量为10g的塑料球
（2）当小球自然下垂时，读出力传感器的示数F1；
（3）将小球拉至细线刚好水平伸直的位置，由静止释放小球，测得小球通过最低点的读数为F2， 当F1、F2满足关系式_______（用数学等式表示）时，小球在下落过程中机械能守恒。
15．用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1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．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，已知电源频率为50Hz，m1＝50g、m2＝150g，g取10m/s2，则
（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk＝______J，系统势能的减少量ΔEp＝______J，由此得出的结论是______；
（3）实验结果显示ΔEp>ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是______；
（4）若某同学作出v2 h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g＝______m/s2。
16．学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，电火花计时器打点的周期。
（1）实验中，电火花计时器接的是______（选填“6V”或“220V”）的交流电源；
（2）下列操作中，有利于减小实验误差的是______；
A．两限位孔在同一竖直线上
B．先释放纸带，后接通电源
C．精确测量重锤的质量
（3）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C、D、E为依次打下的点，根据纸带上的数据，电火花计时器打D点时重锤的速度大小为______，重锤下落的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）
（4）张同学根据如图乙所示的纸带算出了电火花计时器打某点时重锤的瞬时速度，测出O点与该点的距离h，以h为横坐标、为纵坐标建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，重力加速度大小为g，则在误差允许的范围内，图线的“斜率”为______；
（5）王同学根据打出的另一条纸带，发现重锤重力势能的减少量小于其动能的增加量，他认为这是空气阻力造成的。王同学的观点______（选填“正确”或“错误”），其原因是______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
试题分析：该实验中通过研究打点计时器打出的纸带来验证机械能是否守恒，实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重锤的重力不需要测量，故不需要弹簧秤，多用电表与该实验无关，更不需要，故ABD错误，C正确．
考点：验证机械能守恒定律
2．D
【解析】
【详解】
A．必须先接通电源，后释放纸带，否则有一段纸带打不上点，甚至整条纸带都打不上点，A错误；
B. 不用天平测量重物质量，因为验证机械能守恒定律的表达式两侧都有质量；不用秒表测量重物下落时间，用打点计时器记录时间，B错误；
C. 由于重物下落过程中受到空气阻力而损失机械能，重物动能的增加量一定小于重力势能的减小量，C错误；
D. 为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打点计时器必须竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故A正确；
B．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故B正确；
C．为了充分利用纸带，释放纸带时重物应适当靠近打点计时器。故C错误；
D．为了充分利用纸带，实验时先接通电源，再释放纸带。故D正确。
本题选错的，故选C。
4．D
【详解】
A．用左图不能减小空气阻力对实验的影响，选项A错误；
B．电火花计时器的工作电压为220V，选项B错误；
C．点迹过于密集不利于长度的测量，会增大误差，选项C错误；
D．保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而造成摩擦增大，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】
若机械能守恒，则满足
即
所以v2-h图象应是C.
故选C.
考点：验证机械能守恒定律.
6．BC
【详解】
重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．由于纸带通过时受到较大的阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量，导致重物的机械能逐渐减小，故AD错误，BC正确．故选BC．
点睛：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．摩擦阻力做功会使得重物和纸带的机械能转化给内能．
7．BCE
【详解】
A．在《验证机械能守恒定律》的实验中，需要验证，所以只需要验证
即可，并不需要用天平称量重锤质量，A错误；
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好，B错误；
C．自由落体运动0.02s的距离为2mm，所以要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带，C正确；
D．实验时，应当先接通电源再释放纸带，D错误；
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减小量，E正确。
故选BCE。
8．BC
【详解】
A．重物最好选择密度较大，体积较小的铁块，选项A错误；
B．要验证的关系是
两边可以消掉m，则重物的质量可以不测量，选项B正确；
C．实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；
D．瞬时速度必须根据纸带上的中间时刻的速度等于瞬时速度来求解，不能利用公式
v＝
求解，否则就间接利用了机械能守恒定律，选项D错误。
故选BC。
9．AB
【详解】
A．根据纸带处理方法可知，在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度，故A正确；
B． 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故B正确；
C． 在“研究平抛运动”的实验中，描绘平抛运动轨迹，不一定非得标出平抛的起始点，故C错误；
D． 在验证机械能守恒定律实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故D错误。
故选AB。
10．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。
11． 将气垫导轨调到水平 9.50
【详解】
上述实验②步骤有错，应改为将气垫导轨调到水平；
从数字计时器（图中未画出）上分别测得挡光条通过光电门A和光电门B挡光所用的时间ΔtA和ΔtB，经过两光电门的速度
动能变化
读数
12． ①没有完全平衡摩擦力；②滑轮存在摩擦；③纸带与打点计时器间存在摩擦（写出其中一点即可给分，其他合理说法也给分）
【详解】
（2）从打点计时器打O点到打点的过程中，物块重力势能的减少量为
B点速度为
系统动能的增加量
（3）总是略大于，其主要原因是：①没有完全平衡摩擦力；②滑轮存在摩擦；③纸带与打点计时器间存在摩擦（写出其中一点即可给分，其他合理说法也给分）
13． B C
【解析】
【详解】
（1）（2）根据此题需要验证机械能守恒的原理式
可得
即
可知只需要测量光电门A和B的距离s即可判断机械能是否守恒，ACD错误，B正确。
故选B。
（3）由（2）可知，验证机械能守恒的误差只与d有关，当d越小时平均速度越接近瞬时速度，ABD错误，C正确。
故选C。
14． A
【解析】
【详解】
（1）要选取质量大、体积小的小球，即空气阻力相对重力可以忽略的小球，因此小球要选质量为100g的铁球。
故选A。
（3）小球的质量为m，当地的重力加速度为g，摆线长为l，小球的大小可忽略当小球自然下垂时，有
在圆周运动轨迹的最低点，有
且从释放到最低点的过程，有
解得
故
15． 2.4 0.576 0.600 在误差允许的范围内，系统机械能守恒 摩擦阻力造成的机械能损失 9.7
【详解】
（1）在纸带上打下计数点5时的速度
v＝＝m/s＝2.4m/s
（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量
ΔEk＝（m1＋m2）v2＝×0.2×2.42J＝0.576J
系统重力势能的减少量
ΔEp＝（m2－m1）gh＝0.1×10×（0.216＋0.384）J＝0.600J
在误差允许的范围内，系统机械能守恒；
（3）因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力及滑轮轴间阻力做负功，使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量；
（4）由系统机械能守恒得
（m2－m1）gh＝（m1＋m2）v2
解得
v2＝gh
图线的斜率
k＝g＝m/s2
解得
g＝9.7m/s2
16． 220V A 1.75 9.63 2g 错误 空气阻力会造成，而不是
【详解】
（1）实验中，电火花计时器接的是220V的交流电源；
（2）A.两限位孔在同一竖直线上，可减小纸带与打点计时器之间的摩擦，从而减小误差，选项A正确；
B.实验中应该先接通电源，后释放纸带，选项B错误；
C.实验要验证的关系是
两边消掉m，则不需要测量重锤的质量，选项C错误。
故选A。
（3）电火花计时器打D点时重锤的速度大小为
重锤下落的加速度大小为
（4）根据
可得
v2=2gh
则v2-h图像的斜率为
k=2g
（5）王同学的观点是错误的；其原因是空气阻力会造成，而不是。
答案第1页，共2页
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