8.5课时 实验：验证机械能守恒定律 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.5课时 实验：验证机械能守恒定律 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 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 | 2022-06-21 13:26:41 | ||
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文档简介
8.5课时 实验：验证机械能守恒定律 同步练习
一、选择题（本大题共10小题）
1．图示为“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，下列说法正确的是（ ）
A．实验中必须使用秒表测出重物下落的时间
B．实验中必须用天平测出重物的质量
C．实验中应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔之间的摩擦
D．在实际测量中，重物减少的重力势能通常会略小于增加的动能
2．某同学利用利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”实验，请回答下列问题。根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落高度，则以为纵坐标，为横坐标画出的图像应是下列选项中的（ ）
A． B．
C． D．
3．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
4．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
5．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．
6．如图所示是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．重物减少的重力势能略小于增加的动能 B．重物应选用密度小的物体
C．纸带释放前，应使其竖直 D．应先释放纸带，后接通电源
7．如图所示，将一表面光滑的半圆柱体固定于水平桌面上，一跨过圆柱表面不可伸长的轻绳分别与甲、乙两个质量不同的小球相连，乙球的质量大于甲球的质量。开始时用手按住甲球位于水平桌面且靠住圆柱侧面。现静止释放甲球，为使小球甲能恰好通过圆柱的最高点，球可看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在运动到圆柱顶前两球速度相同
B．乙球下落过程中机械能守恒
C．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
D．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
8．如图是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是（ ）
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节P使轨道左端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
9．用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。实验中，如下哪些操作是必要的（ ）
A．用秒表测出重物下落的时间
B．用天平测量重物的质量
C．先接通电源后释放重物
D．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
10．某同学利用利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”实验，请回答下列问题。对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是（ ）
A．重物选用质量和密度较大的金属锤
B．打点计时器的两限位孔在同一竖直面内上下对正
C．精确测量出重物的质量
D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
二、实验题（本大题共8小题）
11．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的_______（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_______m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=_______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_______J；（g取9.8m/s2，保留两位小数）
（4）通过计算，数值上△EP_______△Ek（填“＜”、“＞”或“=”），这是因为_______；
（5）实验的结论是：_______。
12．在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤（带夹子）、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源。回答下列问题：
（1）用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________；
A．释放纸带
B．接通电源
C．取下纸带
D．切断电源
（2）如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）；
（3）某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________J，重锤增加的动能ΔEk＝________J（取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果均保留两位有效数字），重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp（选填“大于”“小于”或“等于”）。
13．如图所示，某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔时间T闪光一次。根据照片测得，相邻两个闪光时刻之间小球上升的高度分别为、、，、。
（1）由上述数据计算时刻小球的速度，时刻小球的速度___________。
（2）从到时间内，重力势能增加量___________（用题中所给字母、小球质量m、重力加速度g表示）；将这段时间内动能减少量表示为，不计读数误差，但考虑到空气阻力，应___________（填“略微大于”、“略微小于”或“等于”）
14．小张同学用如图甲所示装置完成“验证机械能守恒定律”实验。让重物从静止开始下落，在纸带上连续打下若干点，点1为打下的第一个点，如图乙所示，已知当地重力加速度g=9.80m/s2
（1）在该实验中，需要用到的重物是___________；
A． B．C． D．
（2）已知重物质量为200g，从点1下落至点7的过程中，重物重力势能变化量的绝对值为___________J（计算结果保留3位有效数字），发现该值小于打下点7时重物的动能，可能的原因是___________。
A．存在阻力
B．先释放纸带，再接通电源
C．电源电压不稳定
15．某物理兴趣小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）物理小组同学按照正确的操作打出一条纸带如图乙所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm），打点计时器工作频率为50Hz，重物质量为1kg。该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度，则该段重物重力势能的减少量为___________J，而动能的增加量为___________J；（计算结果均保留三位有效数字）
（2）比较发现重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________；
（3）根据实验判断下图中正确的是___________。（其中表示物体动能的变化，△h表示物体下落的高度）
A．B．C．D．
16．某小组同学用如图1所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力）。实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图2所示。当地的重力加速度 g=9.8m/s2）
①图2中A点的速度_________B点的速度。（填大于、等于或小于）
②在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能及总机械能，并绘出对应的图线，如图3所示。结合图2和图3综合分析，图3中t＝0时刻对应图2中的_________点（填“A”或“B”）。由图3可知，此单摆的周期为_________s。
③图3中的C点对应在图2中圆弧轨迹AB上的某一点，该点在____________
A．圆弧AB中点的左侧 B．圆弧AB中点的右侧
C．圆弧AB的中点 D．信息不够，不能确定
17．在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图（1）和（2）所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。
（1）比较两种实验方案，你认为___________组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小；
（2）甲组同学采用了图（1）所示的方案，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是___________（填“A”、“ B”、“ C”或“D”）；
（3）甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，重物的质量为1.0kg，g取9.8m/s2根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了___________J，这时它的动能是___________J。（计算结果保留三位有效数字）
（4）乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C三个计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3，打点计时器打点周期为T，重物质量如图所示，m1大于m2，重力加速度为g。若通过纸带验证OB过程系统机械能守恒，其表达式为___________。
18．如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图（a）。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（总质量为1kg）、天平，回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有______。（填入正确选项序号）
A．毫米刻度尺 B．秒表
C．0~12V的直流电源 D．0~8V的交流电源
（2）实验过程中，由于手的抖动，起始位置的点杂乱无章，无法找到起始位置，于是该同学就选择较清晰的点0为起始点，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个点到0的距离，记录数据如图（b）所示，已知打点计时器频率50Hz，当地重力加速度大小，根据图中的数据（结果均保留三位有效数字）：
①打点2时的瞬时速度______；
②由于不知道起始点的位置，利用打出的1、2、3、4、5点，验证“机械能守恒"，从点2到点4过程中减少的重力势能______J；增加的动能______J。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．B
5．A
6．C
7．C
8．A
9．CD
10．AB
11． P 0.98 0.49 0.48 ＞ 有机械能损失 在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒
12． BADC 丙 0.35 0.33 小于
13． 略微小于
14． D 0.267 0.268 0.269 0.270 0.271 0.272 0.273 B
15． 1.22 1.20 存在空气阻力、摩擦力等对重锤或纸带做负功 A
16． 小于 B 1.12 A
17． 甲 D
18． AD DA
答案第1页，共2页
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一、选择题（本大题共10小题）
1．图示为“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，下列说法正确的是（ ）
A．实验中必须使用秒表测出重物下落的时间
B．实验中必须用天平测出重物的质量
C．实验中应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔之间的摩擦
D．在实际测量中，重物减少的重力势能通常会略小于增加的动能
2．某同学利用利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”实验，请回答下列问题。根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落高度，则以为纵坐标，为横坐标画出的图像应是下列选项中的（ ）
A． B．
C． D．
3．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
4．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
5．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．
6．如图所示是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．重物减少的重力势能略小于增加的动能 B．重物应选用密度小的物体
C．纸带释放前，应使其竖直 D．应先释放纸带，后接通电源
7．如图所示，将一表面光滑的半圆柱体固定于水平桌面上，一跨过圆柱表面不可伸长的轻绳分别与甲、乙两个质量不同的小球相连，乙球的质量大于甲球的质量。开始时用手按住甲球位于水平桌面且靠住圆柱侧面。现静止释放甲球，为使小球甲能恰好通过圆柱的最高点，球可看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在运动到圆柱顶前两球速度相同
B．乙球下落过程中机械能守恒
C．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
D．当两球质量比满足时，甲球能恰好通过圆柱顶端
8．如图是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是（ ）
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节P使轨道左端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
9．用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。实验中，如下哪些操作是必要的（ ）
A．用秒表测出重物下落的时间
B．用天平测量重物的质量
C．先接通电源后释放重物
D．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
10．某同学利用利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”实验，请回答下列问题。对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是（ ）
A．重物选用质量和密度较大的金属锤
B．打点计时器的两限位孔在同一竖直面内上下对正
C．精确测量出重物的质量
D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
二、实验题（本大题共8小题）
11．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的_______（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_______m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=_______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_______J；（g取9.8m/s2，保留两位小数）
（4）通过计算，数值上△EP_______△Ek（填“＜”、“＞”或“=”），这是因为_______；
（5）实验的结论是：_______。
12．在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤（带夹子）、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源。回答下列问题：
（1）用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________；
A．释放纸带
B．接通电源
C．取下纸带
D．切断电源
（2）如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）；
（3）某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________J，重锤增加的动能ΔEk＝________J（取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果均保留两位有效数字），重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp（选填“大于”“小于”或“等于”）。
13．如图所示，某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔时间T闪光一次。根据照片测得，相邻两个闪光时刻之间小球上升的高度分别为、、，、。
（1）由上述数据计算时刻小球的速度，时刻小球的速度___________。
（2）从到时间内，重力势能增加量___________（用题中所给字母、小球质量m、重力加速度g表示）；将这段时间内动能减少量表示为，不计读数误差，但考虑到空气阻力，应___________（填“略微大于”、“略微小于”或“等于”）
14．小张同学用如图甲所示装置完成“验证机械能守恒定律”实验。让重物从静止开始下落，在纸带上连续打下若干点，点1为打下的第一个点，如图乙所示，已知当地重力加速度g=9.80m/s2
（1）在该实验中，需要用到的重物是___________；
A． B．C． D．
（2）已知重物质量为200g，从点1下落至点7的过程中，重物重力势能变化量的绝对值为___________J（计算结果保留3位有效数字），发现该值小于打下点7时重物的动能，可能的原因是___________。
A．存在阻力
B．先释放纸带，再接通电源
C．电源电压不稳定
15．某物理兴趣小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）物理小组同学按照正确的操作打出一条纸带如图乙所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm），打点计时器工作频率为50Hz，重物质量为1kg。该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度，则该段重物重力势能的减少量为___________J，而动能的增加量为___________J；（计算结果均保留三位有效数字）
（2）比较发现重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________；
（3）根据实验判断下图中正确的是___________。（其中表示物体动能的变化，△h表示物体下落的高度）
A．B．C．D．
16．某小组同学用如图1所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力）。实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图2所示。当地的重力加速度 g=9.8m/s2）
①图2中A点的速度_________B点的速度。（填大于、等于或小于）
②在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能及总机械能，并绘出对应的图线，如图3所示。结合图2和图3综合分析，图3中t＝0时刻对应图2中的_________点（填“A”或“B”）。由图3可知，此单摆的周期为_________s。
③图3中的C点对应在图2中圆弧轨迹AB上的某一点，该点在____________
A．圆弧AB中点的左侧 B．圆弧AB中点的右侧
C．圆弧AB的中点 D．信息不够，不能确定
17．在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图（1）和（2）所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。
（1）比较两种实验方案，你认为___________组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小；
（2）甲组同学采用了图（1）所示的方案，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是___________（填“A”、“ B”、“ C”或“D”）；
（3）甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，重物的质量为1.0kg，g取9.8m/s2根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了___________J，这时它的动能是___________J。（计算结果保留三位有效数字）
（4）乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C三个计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3，打点计时器打点周期为T，重物质量如图所示，m1大于m2，重力加速度为g。若通过纸带验证OB过程系统机械能守恒，其表达式为___________。
18．如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图（a）。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（总质量为1kg）、天平，回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有______。（填入正确选项序号）
A．毫米刻度尺 B．秒表
C．0~12V的直流电源 D．0~8V的交流电源
（2）实验过程中，由于手的抖动，起始位置的点杂乱无章，无法找到起始位置，于是该同学就选择较清晰的点0为起始点，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个点到0的距离，记录数据如图（b）所示，已知打点计时器频率50Hz，当地重力加速度大小，根据图中的数据（结果均保留三位有效数字）：
①打点2时的瞬时速度______；
②由于不知道起始点的位置，利用打出的1、2、3、4、5点，验证“机械能守恒"，从点2到点4过程中减少的重力势能______J；增加的动能______J。
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参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．B
5．A
6．C
7．C
8．A
9．CD
10．AB
11． P 0.98 0.49 0.48 ＞ 有机械能损失 在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒
12． BADC 丙 0.35 0.33 小于
13． 略微小于
14． D 0.267 0.268 0.269 0.270 0.271 0.272 0.273 B
15． 1.22 1.20 存在空气阻力、摩擦力等对重锤或纸带做负功 A
16． 小于 B 1.12 A
17． 甲 D
18． AD DA
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