8.5 实验：验证机械能守恒定律 培优提升同步练习题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5 实验：验证机械能守恒定律 培优提升同步练习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 486.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-18 17:47:03 | ||
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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．做“验证机械能守恒定律”的实验时，一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是（ ）
A．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B．选用重锤的质量过大
C．交流电源的频率大于50Hz
D．交流电源的频率小于50Hz
2．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
3．图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．实验中必须测出重锤的质量
B．实验中应先释放纸带，后接通电源
C．手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
D．固定打点计时器时，其限位孔须在同一竖直面内
二、多选题
4．在下列实验中，需要用到如图所示器材的实验有（ ）
A．“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”
B．“探究加速度与力、质量的关系”
C．“验证机械能守恒定律”
D．“研究平抛运动”
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
6．在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，以下说法正确的有（ ）
A．必须用天平称出物体的质量
B．重锤应该选质量大，体积小的金属材质，有利于减小误差
C．利用电磁打点计时器操作时，应先接通电源然后放开纸带
D．普通情况下做该实验时，由于阻力的影响，每次都得到mgh会略大于的，但在误差范围内还是可以证明重锤自由下落过程中机械能守恒
三、实验题
7．在利用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。
（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。某小组的同学利用实验得到了所需纸带，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，计算出瞬时速度v，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，计算出瞬时速度v。
（2）打出的纸带如图乙所示。设物体质量为m、交流电周期为T，则打点4时物体的动能可以表示为______；
（3）为了求从起点0到点4物体的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是______（填字母即可）；
A．取当地的实际g值 B．根据打出的纸带，用求出
C．近似取即可 D．以上说法均错误
8．厦门中学生助手利用竖直上抛小球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，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s，小球质量，结果均保留三位有效数字。
（1）由频闪照片上的数据计算，时刻小球的速度_____m/s，_____m/s；
（2）从到时间内，重力势能增加量_____J，动能减小量_____J；
（3）在误差允许的范围内，若与近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得不完全等于，造成这种结果的主要原因是_____。
9．利用图 1 所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）a.请针对本实验选择合适的重锤( )
A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤
b.除打点计时器（含纸带、复写纸）、重锤、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_____。（选填器材前的字母）
A．刻度尺 B．天平 C．秒表
（2）图 2 是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C 三点到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m， 当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中， 重锤重力势能的减少量ΔEP =_____，动能的增加量ΔEk =_____。
（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_____。
A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式v 计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh 计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是( )
A．利用公式v=gt计算重物速度 B．利用公式v=计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘 v2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。___
10．某同学用气垫导轨做验证机械能守恒定律的实验，已知当地重力加速度为g，步骤如下：
（1）用天平测出滑块和遮光条的总质量为M、重物的质量为m，用游标卡尺测出遮光条的宽度d；
（2）按图安装好装置，调节气垫导轨水平；
（3）测出遮光条到光电门的距离L，将滑块从该位置静止释放后，光电计时器记录遮光条遮光时间t，实验要验证的表达式为___________；
（4）保持滑块每次从同一位置处释放，改变光电门的位置进行多次实验，测出多组遮光条到光电门的距离L及遮光条遮光时间t，为了直观地得到t与L的关系，应作出___________（选填“”“”、“”或“”）图象，如果在误差允许范围内，图象是一条过原点倾斜的直线，且图象的斜率为___________时，则机械能守恒得到验证。
11．（1）在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，若要从起始点开始计算重锤下落的高度，则在打出的若干条纸带中应选点迹清晰，且第一、二两点距离接近___________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___________。（填序号字母）
A．重锤质量 B．下落高度 C．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
（3）若实验操作正确，纸带数据处理无误，得到重锤重力势能的减少量a和重锤动能的增加量b，由于实验中存在摩擦阻力，则二者的关系是：a___________b（填“<”或“=”或“>”）。
12．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。
13．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是______（只需填字母代号）。
A．重物B．纸带C．天平D．50Hz低压交流电源E.毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是______。
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．本实验产生误差的主要原因是因为重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm。根据以上数据可知，重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J。（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度，结果取3位有效数字）。
14．如图甲是验证机械能守恒定律的实验装置。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定。将轻绳拉至水平后由静止释放。在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g。则：
（1）小圆柱的直径d＝________cm。
（2）测出悬点到小圆柱重心的距离l，若等式gl＝__________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒。
（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出轻绳上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是________________（用文字和字母表示），若等式F＝____________成立，则可验证向心力公式。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．BC
5．AB
6．BCD
7． D A
8． 5.59 4.08 1.42 1.46 纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
9． A A ABD C
10．
11． 2 B C >
12． 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
13． C A 6.86 6.85
14． 小圆柱的质量
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．做“验证机械能守恒定律”的实验时，一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是（ ）
A．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B．选用重锤的质量过大
C．交流电源的频率大于50Hz
D．交流电源的频率小于50Hz
2．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
3．图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．实验中必须测出重锤的质量
B．实验中应先释放纸带，后接通电源
C．手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
D．固定打点计时器时，其限位孔须在同一竖直面内
二、多选题
4．在下列实验中，需要用到如图所示器材的实验有（ ）
A．“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”
B．“探究加速度与力、质量的关系”
C．“验证机械能守恒定律”
D．“研究平抛运动”
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有（ ）
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
6．在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，以下说法正确的有（ ）
A．必须用天平称出物体的质量
B．重锤应该选质量大，体积小的金属材质，有利于减小误差
C．利用电磁打点计时器操作时，应先接通电源然后放开纸带
D．普通情况下做该实验时，由于阻力的影响，每次都得到mgh会略大于的，但在误差范围内还是可以证明重锤自由下落过程中机械能守恒
三、实验题
7．在利用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。
（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。某小组的同学利用实验得到了所需纸带，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，计算出瞬时速度v，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，计算出瞬时速度v。
（2）打出的纸带如图乙所示。设物体质量为m、交流电周期为T，则打点4时物体的动能可以表示为______；
（3）为了求从起点0到点4物体的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是______（填字母即可）；
A．取当地的实际g值 B．根据打出的纸带，用求出
C．近似取即可 D．以上说法均错误
8．厦门中学生助手利用竖直上抛小球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，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s，小球质量，结果均保留三位有效数字。
（1）由频闪照片上的数据计算，时刻小球的速度_____m/s，_____m/s；
（2）从到时间内，重力势能增加量_____J，动能减小量_____J；
（3）在误差允许的范围内，若与近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得不完全等于，造成这种结果的主要原因是_____。
9．利用图 1 所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）a.请针对本实验选择合适的重锤( )
A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤
b.除打点计时器（含纸带、复写纸）、重锤、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_____。（选填器材前的字母）
A．刻度尺 B．天平 C．秒表
（2）图 2 是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C 三点到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m， 当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中， 重锤重力势能的减少量ΔEP =_____，动能的增加量ΔEk =_____。
（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_____。
A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式v 计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh 计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是( )
A．利用公式v=gt计算重物速度 B．利用公式v=计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘 v2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。___
10．某同学用气垫导轨做验证机械能守恒定律的实验，已知当地重力加速度为g，步骤如下：
（1）用天平测出滑块和遮光条的总质量为M、重物的质量为m，用游标卡尺测出遮光条的宽度d；
（2）按图安装好装置，调节气垫导轨水平；
（3）测出遮光条到光电门的距离L，将滑块从该位置静止释放后，光电计时器记录遮光条遮光时间t，实验要验证的表达式为___________；
（4）保持滑块每次从同一位置处释放，改变光电门的位置进行多次实验，测出多组遮光条到光电门的距离L及遮光条遮光时间t，为了直观地得到t与L的关系，应作出___________（选填“”“”、“”或“”）图象，如果在误差允许范围内，图象是一条过原点倾斜的直线，且图象的斜率为___________时，则机械能守恒得到验证。
11．（1）在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，若要从起始点开始计算重锤下落的高度，则在打出的若干条纸带中应选点迹清晰，且第一、二两点距离接近___________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___________。（填序号字母）
A．重锤质量 B．下落高度 C．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
（3）若实验操作正确，纸带数据处理无误，得到重锤重力势能的减少量a和重锤动能的增加量b，由于实验中存在摩擦阻力，则二者的关系是：a___________b（填“<”或“=”或“>”）。
12．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。
13．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是______（只需填字母代号）。
A．重物B．纸带C．天平D．50Hz低压交流电源E.毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是______。
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．本实验产生误差的主要原因是因为重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm。根据以上数据可知，重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J。（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度，结果取3位有效数字）。
14．如图甲是验证机械能守恒定律的实验装置。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定。将轻绳拉至水平后由静止释放。在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g。则：
（1）小圆柱的直径d＝________cm。
（2）测出悬点到小圆柱重心的距离l，若等式gl＝__________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒。
（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出轻绳上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是________________（用文字和字母表示），若等式F＝____________成立，则可验证向心力公式。
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参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．BC
5．AB
6．BCD
7． D A
8． 5.59 4.08 1.42 1.46 纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
9． A A ABD C
10．
11． 2 B C >
12． 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
13． C A 6.86 6.85
14． 小圆柱的质量
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