人教版物理必修2同步练习：8.5 实验：验证机械能守恒定律（基础巩固）
试卷更新日期：2024-03-28 类型：同步测试
一、选择题
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1. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．关于该实验，下列说法不正确的是（ ）
A、重物应选用质量较大的物体 B、两个限位孔应在同一竖直线上 C、打点计时器应接低压交流电源 D、应先释放纸带，后接通电源2. 用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是（ ）
A、重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B、重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C、重力势能的减少量等于动能的增加量 D、以上几种情况都有可能3. 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v= 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h= 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v4. 在利用打点计时器、纸带、橡皮筋等探究功与速度变化的关系时，对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的.我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是（ ）A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为l、2l、3l……进行第1次、第2次、第3次……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…… B、让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F、第3次力为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…… C、选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W…… D、利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离l，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……5. 在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中，有关小车质量的选择下列说法正确的是（ ）A、小车质量应该尽量小一些 B、小车质量应该大一些 C、与小车质量无关 D、以上说法都不对6. 在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是（ ）A、先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源 B、必须用秒表测出重锤下落的时间 C、先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源 D、选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差二、非选择题
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7. 某校实验小组准备用铁架台、打点计时器、重物等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
(1)、下列关于该实验说法正确的是____。（多选）A、必须在接通电源的同时释放纸带 B、利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C、为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 D、体积相同
条件下，重锤质量越大，实验误差越小
(2)、图乙中的纸带A和B中，纸带（选填“A”或“B”）可能是本次实验得到的。8. 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、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、实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用(3)、在实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep＝J，此过程中物体动能的增加量Ek=J．（取g=9.8 m／s2 ， 保留三位有效数字）
9. 在验证机械能守恒定律实验中，某同学利用图中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，在实验数据处理中，某同学取A、B两点来完成验证实验，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，图中测量结果记录在下面的表格中。
项目
/cm
A点瞬时速度/（m﹒s-1）
/cm
B点瞬时速度/（m﹒s-1）
AB两点间距离/cm
数据
3.60
____
12.80
____
50.00
(1)、观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的（选填“左”或“右”）端；(2)、瞬时速度m/s，m/s。（保留两位小数）(3)、若重物和夹子的总质量为0.6kg。那么在AB运动过程中，动能的增加量为J，重力势能减少量为J。（结果保留三位有效数字，g取9.8m/s）10. 验证机械能守恒的实验如图放置实验器材，接通电源，释放托盘与砝码，并测得：
作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力），这里没有画出。
a．遮光片长度d
b．遮光片小车到光电门长度l
c．遮光片小车通过光电门时间Δt
d．托盘与砝码质量m1 ， 小车与遮光片质量m2
(1)、小车通过光电门时的速度为；(2)、从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为 ， 动能增加量为；(3)、改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立，则图像斜率为。
11. 某同学利用图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下小球抛出点在记录纸上的垂直投影点O。实验时，先调节轨道末端水平，使A球多次从斜轨上位置P静止释放，根据白纸上小球多次落点的痕迹找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，根据小球在白纸上多次落点的痕迹分别找到碰后两球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。
(1)、关于实验器材，下列说法正确的是______A、A球的质量可以小于B球的质量 B、该实验不需要秒表计时 C、实验轨道必须光滑(2)、本实验除了要测量OD，OE，OF的值以外，还必须要测量的物理量有______A、抛出点距地面的高度H B、小球A的质量和小球B的质量 C、小球A开始释放的高度h(3)、关于实验操作，下列说法正确的是______A、A球每次必须从同一位置由静止释放 B、实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 C、B球的落点并不重合，说明该同学的实验操作出现了错误(4)、由于偶然误差的因素存在，重复操作时小球落点不完全重合是正常的，落点的确定方法是.(5)、若满足关系式 ， 则可以认为两球碰撞前后动量守恒（用所测物理量表示）。12. 某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时电磁打点计时器应接（选填“直流”或“交流”）电源。某次实验中，得到如图所示的一条点迹清晰的纸带。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。在打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量。
13. 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。
14. 某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地重力加速度为g。
(1)、先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d＝ cm；(2)、为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量__________（填选项）A、小球的质量m B、AB之间的距离H C、小球从A到B的时间T(3)、小球通过光电门时的瞬时速度v=（用题中所给的物理量表示）。(4)、该同学在实验中发现，小球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是。15. 某同学利用重锤的自由落体验证机械能守恒定律，实验时测得重锤由静止开始下落1m时的速度大小为4.4m/s，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2 ， 重锤的质量为m（kg）。(1)、重锤从开始下落1m过程中，动能的增量ΔEk=J；重力势能的减少量ΔEP=J；(2)、由计算结果可知，ΔEkΔEP（选填“>”“<”），其原因主要是：。16. 小李同学利用图①装置验证机械能守恒定律时，打出如图②所示的纸带，已知打点计时器频率为 。
(1)、下列关于该实验说法正确的是______。A、纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用 B、为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 C、将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦 D、可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间，实验效果更好(2)、根据图②中纸带的数据，打下C点时重物的速度为 （结果保留2位小数）。(3)、小明同学用两个形状完全相同，但质量不同的重物 和 分别进行实验，测得几组数据，并作出 图象，如图③所示，由图象可判断 的质量 的质量（选填“大于”或“小于”）。17. 某实验小组成员用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。他们在气垫导轨的A位置安装了一个光电门，带有遮光条的滑块与钩码相连，实验时，每次滑块都从B位置由静止释放。
(1)、关于实验中的要求，不需要的是_____________A、滑块和遮光条的质量远大于钩码的质量 B、应使细线与气垫导轨平行 C、应该调节气垫导轨水平 D、位置A，B间的距离适当远些(2)、调节气垫导轨水平后，由静止释放滑块，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L，遮光条宽度为d，在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与（用直接测量的物理量符号表示）相等，则机械能守恒。(3)、多次改变钩码的质量m，滑块每次在位置B由静止释放，记录每次遮光条通过光电门的时间t，作出 图像，如果作出的图像是一条直线，图像与纵轴的截距等于 ， 图像的斜率等于 ， 则机械能守恒定律同样得到验证。18. 用如图所示实验装置验证机械能守恒定律。
通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。
(1)、为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量________.A、A点与地面间的距离H B、小铁球的质量m C、小铁球从A到B的下落时间tAB D、小铁球的直径d(2)、小铁球通过光电门时的瞬时速度v= ， 若下落过程中机械能守恒，则 与h的关系式为 =。