高中物理必修2：驗證機械能守恒定律-4-1人教試題匯編

★啟用前

2020年03月24日高中物理的高中物理組卷

試卷副標題

考試范圍：XXX；考試時間：100分鐘；命題人：XXX

題號一二三四五總分

得分

注意事項：

1.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息2.請將答案正確填寫在答題卡上

第I卷（選擇題）

請點擊修改第I卷的文字說明

評卷人得分

選擇題（共1小題）

1.（2018春?尋甸縣校級期末）在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，下列說法正確的

是（）

A.先釋放紙帶，后接通電源

B.用天平測量重物質量，用秒表測量重物下落時間

C.打點計時器必須使用交流電源，豎直安裝，使兩限位孔在同一豎直線上

D.重物動能的增加量一定大于重力勢能的減小量

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第n卷（非選擇題）

請點擊修改第11卷的文字說明

評卷人得分

二.多選題（共2小題）

2.（2019春?秦州區(qū)校級月考）如圖，柔軟的輕繩一端系一質量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直

固定的光滑直桿上，桿上的A點與光滑的輕小定滑輪等高，桿上的B點在A點下方

距離為d處。定滑輪與直桿的距離也為d,質量為2m的重物懸掛在輕繩的另一端。

現將環(huán)從A處由靜止釋放，下列說法正確的是（）

A.環(huán)到達B處時，環(huán)與重物的速度大小相等

B.環(huán)從A到B,環(huán)減少的機械能等于重物增加的機械能

C.環(huán)到達B處時，重物上升的高度1!=加

D.環(huán)能下降的最大高度為&

3

3.（2018春?柳林縣期末）對于利用自由落體”驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列

說法正確的是.（）

A.本實驗應選擇體積較小、質量較大的重物，以便減小誤差

B.本實驗可以不測量重物的質量

C.必須先松開紙帶后接通電源，以便減小誤差

D.物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v,可以通過v=J斯計算

評卷人得分

三.填空題（共4小題）

4.（2018?北京學業(yè)考試）利用圖1所示的裝置，可以驗證機械能守恒定律。實驗中，

質量為m的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點跡，如圖2所示。已

知相鄰兩點之間打點的時間間隔為T.測得A、B兩點間的距離為hi,B、C兩點間

的距離為h2.則在打點■時器打下B點時，重物物的動能為。為了減小實驗

試卷第2頁，總31頁

誤差，要盡量選擇質量大些、體積小些的重物，請說明這樣選擇的理由

5.（2018秋?浙江月考）如圖是某個實驗中打點計時器打下的紙帶，相鄰計數點時間間

隔為0.1s,紙帶中計數點4對應的速度大小為m/s（結果保留兩位有效數字）;

圖中紙帶（填“是”或“不是”）”驗證機械能守恒定律”實驗中打出的紙帶。

0??12?3?4?5?6?

網I叩II叫叫叩I叫||||叫叫叩叫叫叩II叫I叫叫叩II叫叫叩啊叩職叫坤叩叫叫叩II叫叫叩事叩II

0Ion234567S910111213141516171819202122

6.（2018秋?廈門月考）某同學利用如圖甲的實驗裝置測量重力加速度大小。

（1）該同學開始實驗時情形如圖甲所示，接通電源釋放紙帶。請指出該同學在實驗

操作中存在的兩處明顯錯誤或不當的地方：①;②

（2）①該同學經修改錯誤并正確操作后得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)六個點A、

B、C、D、E、F為計數點，測得A點到B、C、D、E、F的距離分別為hi、h2、h3、

h4、h5.若打點的頻率為f,則打E點時重物的速度表達式：VE=;

②該同學先分別計算出各計數點的速度值，并試畫出速度的二次方（V2）與對應重

物下落的距離（h）的關系如圖丙所示，則重力加速度：g=m/s2?

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（3）若當地的重力加速度值g=9.8m/s2,你認為該同學測量值存在偏差的主要原因

是：:

7.（2018春?豐臺區(qū)期中）如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙

帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證“機械能守恒定律”。

（1）已準備的器材有：打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和

帶夾子的重物，此外還必需的器材有（選填選項前的字母）。

A.直流電源

B.交流電源

C.天平及祛碼

D.刻度尺

（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器打點周期為0.02s,自由下落

的重物質量為1kg,打出一條理想的紙帶，數據如圖2所示，單位是cm,g取9.8m/s2,

0、A之間有多個點沒畫出，打點計時器打下點B時，物體的速度VB=m/s,

從起點O到打下B點的過程中，重力勢能的減少量AEp：J,此過程中物體

動能的增量J.（答案保留兩位有效數字）

評卷人得分

四.實驗題（共42小題）

8.（2019?茂名二模）某實驗小組應用機械能守恒定律驗證彈簧彈性勢能的表達式Ep=

Ikx2.實驗裝置如圖所示，一光滑細管套在輕質彈簧外，細管與彈簧原長相等，將

2

細管與彈簧固定在水平面上，細管上端與工光滑圓弧軌道內側相切，圓弧軌道最高

4

點水平，整個裝置在同一豎直面內。實驗時，將略小于細管直徑的金屬球放在彈簧

上端，用外力壓縮彈簧，在某一位置用銷釘固定，測出彈簧被壓縮的長度X,然后拔

出銷釘，彈簧將小球彈出。彈出后，小球沿圓弧軌道運動，最后從軌道最高點水平

試卷第4頁，總31頁

拋出，測出小球拋出的水平距離s。實驗前先測出軌道的半徑為R,細管與彈簧的原

長L,小球的質量m,已知重力加速度為g。

（1）為了保證小球做平拋運動，小球在軌道最高點的速度最小值為;

（2）若關系式&x2=成立，則EP=LX2.（用已知量和測量量的符號表示）

9.（2019?江蘇三模）如圖甲所示，氣墊導軌上質量為M的滑塊通過輕質細繩繞過滑輪

與質量為m的鉤碼相連，繩子的懸掛點與拉力傳感器相連，遮光條寬度為d?氣源

開通后，滑塊在繩子拉力的作用下由靜止釋放，遮光條通過光電門的時間為At,拉

力傳感器的讀數為F.不計滑輪質量、不計滑輪軸、滑輪與輕質細繩之間的摩擦。

（1）某同學用螺旋測微器測遮光條寬度，螺旋測微器示數如圖乙所示，d=

mm。

（2）某學習小組的同學欲探究繩子拉力對滑塊做功與滑塊動能變化的關系，記錄滑

塊釋放時遮光條與光電門的距離L及其通過光電門的時間At,得到一系列L和At

的數據，通過圖象法處理數據時，為了獲得線性圖象應作_______（選填“L-工”

At

“L--1—”或“L-（at）2"）圖象，該圖象的斜率卜=（用題中字母

（△t）2

表示）。

（3）該小組同學利用所測數據計算發(fā)現：繩子拉力F做的功總小于滑塊動能的變化

量。若實驗中數據的測量均是準確的，分析出現這一意外情況的可能原因是。

A.“沒有滿足鉤碼質量m遠小于滑塊質量M”這一條件

B.滑塊運動過程中存在阻力

C.沒有調節(jié)氣墊導軌水平

D.拉滑塊的細繩與氣墊導軌不平行

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(4)在排除意外情況后，用上述裝置和相應數據研究系統(tǒng)(含滑塊、鉤碼)機械能

是否守恒，若運動過程中系統(tǒng)機械能守恒，則滿足下列關系式。

A.FL=1_M(W-)2B.FL。(M+m)(X-)2

22At2At

C.mgL=—M(―-—)2+Aj-n()2D.mg—M(^)2+Ajn(——)

22At2At22At22At

2

10.(2019?昌平區(qū)二模)某實驗小組利用如圖1所示的裝置，對輕質彈簧的彈性勢能進

行探究。一輕質彈簧放置在較光滑的水平桌面上，彈簧右端固定，左端與一小球接

觸但不拴接；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣。向右推小球，使彈簧壓縮一

段距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到鋪有白紙和復寫紙的水平地面上，通過

測量和計算，可得到彈簧被壓縮后的彈性勢能。

①為測得小球離開桌面時的動能Ek,已知重力加速度g,需要測量下列物理量中的

(選填選項前的字母)。

A.小球的質量m

B.小球拋出點到落地點水平距離s

C.桌面到地面的高度h

D.彈簧的壓縮量x

②用所選擇的測量量和已知量表示Ek,Ek=。

③如果忽略桌面摩擦阻力的影響，可認為小球離開桌面時的動能Ek等于彈簧被壓縮

后的彈性勢能Ep.實驗時，測得小球質量m=190.0g,桌面到地面的高度h=40.00cmo

已知彈簧的勁度系數k=40N/m,本地重力加速度g=9.8m/s2?

某同學根據實驗數據作出彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量的二次方x2關系的圖

象,如圖2所示。在Ep-x2圖象中，設圖象的斜率為0,由圖象可得Ep隨x2變化的

表達式為。根據功與能的關系，彈性勢能的表達式中可能包含x2這個因子；

分析實驗結果的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是。通過尋找這個物

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理量與P間的數值關系，可得到彈簧的彈性勢能的表達式為EP=。

11.（2019?江蘇三模）某同學利用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，軌道下

端固定一光電門計時器，光電門計時器能夠記錄物體通過時的擋光時間。該同學進

行了如下操作：

3班位：cm

01020

（1）用游標卡尺測量一小球的直徑d,如圖2所示，則d=mm；

（2）測得小球直徑d后，使小球從軌道上端距離光電門的高度h處由靜止?jié)L下，光

電門記錄小球擋光時間為t,已知小球質量為m,重力加速度為g,則小球下落過程

中動能增加量的表達式為;重力勢能減少量的表達式為（用所給字

母表示）。

（3）改變小球下落高度h,多次重復實驗，發(fā)現小球動能的增加量總是大于重力勢

能的減少量，你認為可能的原因是。

12.（2019?黃山二模）某同學利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。

氣墊導軌傾斜固定在水平桌面上，導軌A點處有一帶擋光片的滑塊，滑塊與擋光片

的總質量為M,擋光片的寬度為d,滑塊通過細線跨過光滑的定滑輪與兩個相同的鉤

碼相連，連接滑塊的一段細線與導軌平行，每個鉤碼的質量為mo開啟氣泵，滑塊

恰好能靜止于A點。導軌上B點處固定一個光電門，擋光片到光電門的距離為L（L

小于鉤碼到定滑輪的距離）。已知當地重力加速度為go

①該同學用游標卡尺測出遮光片的寬度d-0.952cm,則該同學用的游標卡尺是

分度（填10、20或50）。

②某時刻只撤去鉤碼2,讓滑塊從A點靜止開始運動，已知光電門記錄擋光片擋光

時間為at,則滑塊通過B點的瞬時速度為（用題目中所給的物理符號表示）。

③在滑塊從A點運動到B點的過程中，為了驗證滑塊與鉤碼1組成的系統(tǒng)機械能守

恒，需要驗證的關系式為（用題目中所給的物理符號表示）。

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13.(2019?渭南二模)用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗，如圖所

示。在滑塊上安裝一遮光條，把滑塊放在水平氣墊導軌上，并通過定滑輪的細繩與

鉤碼相連，光電計時器安裝在B處。測得滑塊(含遮光條)質量為M鉤碼總質量為

m、遮光條寬度為d、導軌上A點到B的距離為L,已知當地的重力加速度g。將滑

塊在圖示A位置釋放后，光電計時器記錄下遮光條通過光電門的時間為At。

(1)選擇A到B的物理過程，則滑塊(含遮光條)與鉤碼組成系統(tǒng)重力勢能的減少

量為,動能的增量為。

(2)某同學通過改變A點的位置，得到幾組不同的L,同時測出相應的△然他通過

做L-(J-)2圖象，發(fā)現該圖象是過原點的一條直線，就此能否得出系統(tǒng)機械能

At

14.(2019春?泉港區(qū)校級月考)在《驗證機械能守恒定律》的實驗中

(1)下列實驗操作順序正確合理的一項是(填序號)

A.先將固定在重物上的紙帶穿過打點計時器，再將打點計時器固定在鐵架臺上

B.先用手提著紙帶，使重物靜止在打點計時器下方，再接通電源

C.先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源

D.先取下固定在重物上的打好點的紙帶，再切斷打點計器的電源

(2)已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,查得當地的重力加速度g=9.8m/s2,

測得所用的重物的質量1.00kg,實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖乙，把第一

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個點記作0,另選連續(xù)的4個點A,B,C,D作為測量的點，經測量知道A,B,C,

D個點到O點的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.70cm,85.73cm。根據以上數據，

可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少等于J,動能增加量等于

J（取三位有效數字）。由于實驗用的紙帶起點位置附件記錄點較為密集，第一個點O

（自由落體的起點）的選取依據是距離它右側（如圖乙）相鄰點間距約毫米。

（3）若當地的重力加速度未知，則可利用此實驗來測量當地的重力加速度，請寫出

測量值總比當地重力加速度的值偏小的一個原因：。

15.（2019春?牡丹區(qū)校級月考）在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質

量為m=1kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合

實驗要求的紙帶如圖所示。O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個

連續(xù)點（其他點未畫出）。已知打點計時器每隔0.02s打一點，當地的重力加速度為g

=9.80m/s2.那么：

（1）紙帶的端（填“左”或“右”）與重物相連；

（2）根據圖中所得的數據，應取圖中。點到點來驗證機械能守恒定律；

（3）從O點到（2）問中所取的點，重物重力勢能的減少量AEp：J,動能

增加量J二（結果保留3位有效數字）

O*A?B?C?

15.5cm

?--------------19.20cm---------*

u------------------23.23cm

16.（2019春?江川區(qū)校級月考）某同學用如圖甲所示的裝置測量重力加速度g,所用交

流電的頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點為0計數點，然后每3個點取一個計數點,

所有測量數據及其標記符號如圖乙所示。

甲

該同學用兩種方法處理數據（T為相鄰兩個計數點的時間間隔）。

法一由gif'??xI,g2=j3之'?一,…，g5=.62*5,取平均值g=8.667m/s2；

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法二由gi=、4g2=X5：2,g3=/6：3,取平均值g=8.673m/s2。

3T23T23T2

從數據處理方法看，在XI、X2、X3、X4、X5和X6中，對實驗結果起作用的，方法一

中有；方法二中有;

因此，選擇方法（選填“一”或“二”）更合理，這樣可以減少實驗的（選

填“系統(tǒng)”或“偶然”）誤差。本實驗誤差的主要來源有（試舉出兩條）。

17.（2019?湖南模擬）阿特武德機是早期測量重力加速度的裝置，由英國數學家、物理

學家阿特武德于1784年制成。某同學根據其原理設計出測量當地重力加速度的裝置

如圖所示，一根不可伸長的輕繩繞過光滑的輕質定滑輪，兩端分別連接正方體物塊A

和物塊B（A、B的質量分別為mi和m2,且mi〈m2）,讓兩物塊組成的系統(tǒng)從靜止

開始做勻加速運動，測出物塊A先后通過光電門1和光電門2的遮光時間。保持物

塊A的質量不變，逐漸增大物塊B的質量，重復以上操作，測出物塊B不同質量時

A、B的加速度。

（1）測得物塊A的邊長為d,在某次實驗中它先后通過兩個光電門所用的遮光時間

分別為ati和412,則其通過光電門的速度分別為,。

（2）為了測算A、B的加速度大小，還需要測量的物理量有

A.兩個光電門的間距B.物塊B的邊長

C.物塊A的初始高度D.輕繩的長度

（3）某次實驗中測得物塊A和物塊B的質量分別為mi、m2,測算出A、B的加速

m2、a表示）

18.（2018秋?揚州期末）如圖所示為“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗裝

置。

（1）關于本實驗，下列說法中正確的是

A.必須用秒表測出重物下落的時間

B.打點計時器應連接直流電源

C.驗證時，必須測量重錘的質量或重力

試卷第10頁，總31頁

D.選擇質量較大、體積較小的重錘可以減小實驗誤差

(2)若已知打點計時器的電源頻率為50Hz,當地的重力加速度g=9.80m/s2,重物

質量為0.2kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，打P點時，重物的速度為

零，A、B、C為另外3個連續(xù)點。根據圖中的數據可知，重物由P點運動到B點的

過程中，重力勢能減少量Jo

(計算結果保留3位有效數字)

(3)由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到的阻力較大，

這樣會導致實驗結果mghLnv2.(選填或“>")

19.(2019?黃山一模)某同學設計出如圖甲所示的實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”,

讓小球從A點自由下落，下落過程中經過A點正下方的光電門B時，光電計時器記

錄下小球通過光電門時間t,當地的重力加速度為go

(1)為了驗證機械能守恒定律，該實驗還需要測量下列哪些物理量_______

A.小球的質量m

B.AB之間的距離H

C.小球從A到B的下落時間tAB

D.小球的直徑d

(2)小球通過光電門時的瞬時速度丫=(用題中所給的物理量表示)。

(3)調整AB之間距離H,多次重復上述過程，作出」*H的變化圖象如圖乙所

示，當小球下落過程中機械能守恒時，該直線斜率ko=<,

(4)在實驗中根據數據實際繪出H圖象的直線斜率為k(k<ko),則實驗過程

t2

中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值￡?=(用k、ko表示)

IDg

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A,

I

I

,Bj，光電門

1

TjT接計時器

甲

20.（2018秋?定遠縣期末）利用如圖1所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗.

（1）除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、交流電源、鐵架臺、導線及開關外，在下

面的器材中，必須使用的還有.（選填器材前的字母）

A.大小合適的鐵質重錘

B.體積較大的木質重錘

C.刻度尺

D.游標卡尺

E.秒表

（2）如圖2實驗中得到的一條紙帶.在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測

得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、he.重錘質量用m表示，已知當地重力加

速度為g，打點計時器打點的周期為T.從打下O點到打下B點的過程中，重錘重

力勢能的減少量AEpn,動能的增加量△￡）＜=.

（3）在實驗過程中，下列實驗操作和數據處理正確的是

A.釋放重錘前，使紙帶保持豎直

B.做實驗時，先接通打點計時器的電源，再釋放重錘

C.為測量打點計時器打下某點時重錘的速度v,可測量該點到。點的距離h,再根

據公式丫=缶而十算，其中g應取當地的重力加速度

D.用刻度尺測量某點到O點的距離h,利用公式mgh計算重力勢能的減少量，其

中g應取當地的重力加速度

（4）某同學在紙帶上選取計數點后，測量它們到起始點O的距離h,并計算出打相

試卷第12頁，總31頁

應計數點時重錘的速度V,通過描繪v2-h圖象去研究機械能是否守恒.若實驗中重

錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2-h圖象是圖

3的哪一個.

21.（2018秋?尖山區(qū)校級月考）某同學利用自己設計的彈簧彈射器"探究彈簧彈性勢

能與形變量的關系”，裝置如圖所示。彈射器水平放置，彈簧被壓縮x后釋放，將質

量為m、直徑為d的小球彈射出去。測出小球通過光電門的時間為t。請回答下列問

題：

（1）為減少實驗誤差，彈射器出口端距離光電門應該（填“近些”或“遠

些，，）；

（2）小球通過光電門的速度大小u=；則彈性勢能EP=；

光電門n

—一fl

22.（2018秋?安徽月考）某同學利用圖示裝置驗證機械能守恒定律。其主要實驗步驟

如下。

①在懸點下方的水平面上先后平放白紙、復寫紙，用重垂線確定出A、B點的投影

N、M；

②鐵球在A處時，用米尺量出鐵球的最低點到N點的距離hi；

③在懸點正下方P點固定一鋒利的刀片；

④讓鐵球由靜止從A點擺到B點，細線碰到刀片后立即斷裂鐵球隨后落到水平面上

的C點在白紙上留下痕跡，用米尺量出M、C兩點間的距離x

（1）為了驗證機械能守恒定律，還需要測量的一個物理量是（填選項前的

字母）

A.鐵球的質量m

B.用游標卡尺測量鐵球的直徑d

C.鐵球懸掛后靜止于B點，用米尺測量細線的長度L

D.鐵球懸掛后靜止于B點時鐵球的最低點到M點的距離h

（2）若鐵球從A點運動到B點的過程中機械能守恒，則必有hi=。

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23.（2018春?清流縣校級月考）在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中:

（1）下面敘述正確的有（填選項前的字母）

A.電磁打點計時器應接在電壓為220V的交流電源上

B.打點計時器的紙帶要保持豎直，操作時要先接通電源后放開紙帶

C.在實驗中可以不測出重錘的質量，但質量的大小對實驗有一定的影響

D.如果紙帶打出的第1、2兩點的距離約為2mm,其余點的速度大小可以用Vn=gtn

得至U

（2）實驗中用打點計時器打出的紙帶如圖所示，其中O為打下的第1個點（此時重

錘速度為零），A、B、C、D為距A較遠處連續(xù)選取的四個點（其他點未標出）。用

刻度尺量出A、B、C、D到O的距離分別為si=20.06cm,s2=24.20cm,S3=28.66cm,

S4=33.60cm。若重錘的質量m=1.00kg,電源的頻率f=50Hz,查得當地的重力加速

度g=9.80m/s2.為了驗證打下O點到打下B點過程中重錘的機械能是否守恒，應計

算出：打下B點時重錘的速度VB=m/s,重錘重力勢能的減少量4Epn

J,重錘動能的增加量△￡!<=J.（計算結果均保留三位有效數字）

/6ABCD~~\

-——S：―?

24.（2018春?鯉城區(qū)校級月考）用如圖甲裝置來驗證機械能守恒定律。帶有刻度的玻

璃管豎直放置，光電門的光線沿管的直徑并穿過玻璃管，小鋼球直徑略小于管的直

徑，該球從管口由靜止釋放。完成下列相關實驗內容：

（1）如圖乙用螺旋測微器測得小球直徑d=mm；如圖丙某次讀得光電門測

量位置到管口的高度h=cm。

（2）設小球通過光電門的擋光時間為當地重力加速度為g,若小球下落過程機

械能守恒，則h可用d、At,g表示為h=。

試卷第14頁，總31頁

25.(2018秋?遼寧月考)現有器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶

鐵夾的重物、天平。在“驗證機械能守恒定律”的實驗中

(1)釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是

A、重錘靠近打點計時器；B、手靠近打點計時器

(2)為完成實驗，還需要的器材有。

A.刻度尺B.0?6V直流電源C.秒表D.0?6V交流電源

(3)①運用公式/川2=01gh對實驗條件的要求是,為此，所選擇的紙帶第

1、2點間的距離應接近mnio

②由于受阻力的影響，重錘增加的動能與AEK減少的重力勢能AEP的大小關系為△

EKAEP(選填“大于”、“小于”或“等于

③根據紙帶算出相關各點的速度v,量出下落的距離h,則以h為橫軸畫出的圖象應

是圖中的哪個？

26.(2018秋?道里區(qū)校級月考)利用如圖裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗，

(1)實驗中若改用電火花計時器，工作電壓是交流v

(2)需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落的高度h,某

同學對實驗得到的紙帶設計了以下幾種測量的方案，正確的是

A.由刻度尺測出物體下落的高度h,用打點間隔算出下落時間t,通過v=gt計算出

瞬時速度

B.由刻度尺測出物體下落的高度h,通過計算出瞬時速度

C.由刻度尺測出物體下落的高度h,根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時

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速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，計算出瞬時速度

D.根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平

2

均速度，計算出瞬時速度v,并通過h弓一計算得出高度

（3）在實驗中，有幾個注意的事項，下列正確的是

A.為減小摩擦阻力，需要調整打點計時器的限位孔，應該與紙帶在同一豎直線上

B.可以選用質量很大的物體，先用手托住，等計時器通電之后再釋放

C.實驗結果如果正確合理，得到的動能增加量應略大于重力勢能的減少量

D.只有選第1、2兩點之間的間隔約等于2mm的紙帶才代表第1點的速度為0

27.（2018秋?洪山區(qū)期中）如圖1所示，某物理興趣小組設計了一個實驗來驗證機械

能守恒定律，實驗操作如下：

12

0123

、鼻1血1螂加岫

ES1

圖2

（1）用游標卡尺測出小鋼球的直徑d,讀數如圖2,圖中上部分為刻度放大圖，d=

mm。

（2）用一輕質細線一端栓接一質量為m的小鋼球，細線的另一端固定于懸點O,豎

直背景板是一個圓心在O點的大量角器，大量角器的零度刻線水平，讓小鋼球靜止

試卷第16頁，總31頁

在最低點，用毫米刻度尺量出懸線長為1。

（3）將小鋼球拉起，細線被水平拉直，此時小鋼球位置記為A,0A與大量角器零

度刻線等高、平行，在小鋼球下擺的路徑上選一位置B,讀出0B與0A的夾角0,

將光電門固定在位置B（小球通過B點時光線恰好能通過球心）上。現讓小鋼球從

A點從靜止釋放，運動過程中小鋼球不與背景板摩擦、碰撞，用光電門測出小鋼球

通過光電門的時間At,那么在小鋼球從A到B的過程中，小鋼球的重力勢能減少量

△EP=,動能增加量△￡!<=,（寫出表達式，題中字母為己知量），

觀察在誤差允許的范圍內AEP與AEk是否相等。

（4）在小鋼球下擺的路徑上再分別選取C、D、E、F……多個位置，重復剛才實驗,

得出實驗結論。一般情況下，實驗中測算出來的重力勢能減少量AEP動能增

加量AEk（填寫“等于"、“大于”或“小于”）。

28.（2018秋?荔灣區(qū)校級期中）某同學利用圖示裝置來研究機械能守恒問題，設計了

如下實驗：

A、B是質量均為m的小物塊，C是質量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連，A、

C間由輕繩相連。在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C正下方放置一速度傳感器,

壓萬傳感器與速度傳感器相連。當壓力傳感器示數為零時，就觸發(fā)速度傳感器測定

此時重物C的速度。整個實驗中彈簧均處于彈性限度內，重力加速度為g。實驗操

作如下：

步驟一：開始時，用手托住C,細繩恰好伸直張力為零。現釋放C,C向下運動，當

壓力傳感器示數為零時，觸發(fā)速度傳感器測出C的速度為v；

步驟二：保持A、B質量不變，改變C的質量M,多次重復步驟一。

（1）該實驗中，M和m大小關系必須滿足Mm（選填“<”、"=”或">”）；

（2）速度傳感器每次被觸發(fā)測重物C的速度時，重物C已下降的高度（選

填“相同”或“不同”）；

（3）為便于研究速度v與質量M的關系，根據所測數據，為得到線性關系圖線，應

作出（選填“2-M”、氣2-工”或“W--L-"）圖線；

MM+m

（4）根據第（3）問所作圖線可知，若圖線在縱軸上的截距為b,則彈簧的勁度系數

k=（用題中所給的已知量表示）。

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壓力傳感器速度傳感器

29.（2018秋?沐陽縣期中）某同學用圖1所示的裝置測定重力加速度（電源頻率為50Hz）

（1）電火花打點計時器的工作電壓為V,打點周期是so

（2）紙帶中間選取連續(xù)的幾個點（A點至E點），測出它們到第一個點O點間的距

離,由紙帶上所給的數據可計算出實驗時重錘的加速度為m/s2（結果保留三

位有效數字）。

（3）當地的重力加速度數值為9.80m/s2,請列出測量值與當地重力加速度的實際值

有差異的一個原因______o

30.（2018春?姜堰區(qū)校級月考）（1）如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的

實驗裝置。關于這一實驗，下列說法中正確的是

A.打點計時器應接直流電源

B.應先釋放紙帶，后接通電源打點

C.需使用秒表測出重物下落的時間

D.測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度

（2）在用電火花計時器（或電磁打點計時器）研究勻變速直線運動的實驗中，某同

學打出了一條紙帶。己知計時器打點的時間間隔為0.02s,他按打點先后順序每5個

點取1個計數點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數點，如圖所示，則相鄰兩個

計數點之間的時間間隔為s.用刻度尺量得0A=1.50cm、AB=1.90cm、BC

=2.30cm、CD=2.70cmo由此可知，打C點時紙帶的速度大小為m/s。

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打點、

計時器一紙

31.（2018春?鼓樓區(qū)校級期末）在用“落體法”做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,

小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示

（1）為減少阻力對實驗的影響，下列操作可行的是

A.選用質量大的重錘

B.安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上

C.釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直

D.重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直

（2）小明用實驗測得數據畫出的v2-h圖象如圖乙所示，圖線不過坐標原點的原因

是。

32.（2018春?鄴州區(qū)校級期末）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，采用重物自由

下落的方法：

（1）現得到一條點跡清晰的紙帶，把紙帶中第一個點記作O,另選紙帶上連續(xù)打下

的3個點A、B、C為計數點,經測量A、B、C各點到O的距離分別為9.51cm、12.70cm、

16.27cm?則打點計時器打下B點時，重物的速度為m/s,已知打點計時器打

點周期為0.02s。

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（2）實驗中重物應該選用以下哪個物體

A.一個20g的祛碼B.一個50g的鉤碼

C.一個200g的木球D.一個200g的鉛制重錘

（3）由于存在阻力的原因，比較重物在紙帶上相距較遠的某兩點間的重力勢能變化

△Ep和動能變化aEk的大小關系，總是存在AEkZ\Ep（填“>”、"=”或"V"）

C*

B-

A?

33.（2018春?汪清縣校級期末）某同學利用重物自由下落來做“驗證機械能守恒定律”

的實驗裝置如圖甲所示。

甲

（1）請指出實驗裝置甲中存在的明顯錯誤：

（2）進行實驗時，為保證測量的重物下落時初速度為零，應_______（選填"A”或

“B”)

A.先接通電源，再釋放紙帶B.先釋放紙帶，再接通電源

（3）某同學作出了小一h圖象（圖丙），則由圖線得到的重力加速度g=m/s2

（結果保留3位有效數字）。

34.（2018春?雙峰縣校級期末）某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律時，所用

交流電源的頻率為50Hz,得到如圖4所示的紙帶。選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、

B、C、D、E,測出A點距起點O的距離為so=19.00cm,點A、C間的距離為si=

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8.36cm,點C、E間的距離為S2=9.88cm,g9.8m/s2,測得重物的質量為m=1kg。

(1)下列做法正確的有。

A.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上

B.實驗前，手應提住紙帶上端，使紙帶豎直

C.實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源

D.數據處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置

(2)選取0、C兩點為初、末位置驗證機械能守恒定律，重物減少的重力勢能是

J，打下C點時重物的速度大小是m/s。(結果保留三位有效數字)

(3)根據紙帶算出打下各點時重物的速度v,量出下落距離s,則以逑■為縱坐標、

2

以s為橫坐標畫出的圖象應是下面的。

選出的紙帶一部分損壞，壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已

測出標在圖1中，位是cm。打點計時器工作頻率為50Hz,重力加速度g取9.8m/s2。

(1)重物在2點的速度V2=,在5點的速度V5=,此過程中動能增

加量,重力勢能減少量4Epno

(2)比較得aEkAEP(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是。

H~2~3456~

:2.83.23.64。43

36.(2018春?上海期中)驗證機械能守恒定律的DIS實驗裝置如圖所示，圖中P為

傳感器，通過它接入數據采集器，測定已知質量的擺錘在某一位置的瞬時速度，從

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而求得擺錘在該位置的,同時輸入擺錘的高度，求得擺錘在該位置的重力勢

能，進而研究擺鏈擺動過程中能量轉化的規(guī)律。

37.（2018春?興寧區(qū)校級期末）如圖1,某同學設計一個用自由落體法“驗證機械能守

恒定律”的實驗：

圖1圖2

（1）除了圖中已畫出的器材以外，下面所列各項器材哪些是必須的o（多選）

A.交流電源B.直流電源C.天平D.刻度尺E.彈簧秤F.秒

表

（2）實驗中得到一條紙帶，如圖2所示。根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)

五個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點O的距離為so,點A、C間的距離為

si,點C、E間的距離為S2,使用交流電的周期為T,設重錘質量為m,則以下選項

正確的是（多選）

A.打點計時器打C點時重錘的動能為1r,J.＞，？）

32T2

B.重錘下落的加速度a的表達式為士匕蹌

4T2

C.打點計時器在打O點和C點的這段時間內重錘的重力勢能的減少量為mg（so+si）

（3）在本實驗中發(fā)現，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因是—

38.（2018春?皇姑區(qū)校級期中）在驗證機械能守恒定律實驗時：

（1）關于本實驗的敘述中，正確的有

A.打點計時器安裝時要使兩限位孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減少紙帶下落

過程中的阻力

試卷第22頁，總31頁

B.必須用天平測出重錘的質量

C.實驗時要先閉合打點計時器的電源開關，再釋放重錘

D.打點計時器用四節(jié)干電池串聯而成的電池組作為電源

E.驗證機械能是否守恒必須先確定重力勢能的參考平面

（2）電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，如圖為實驗中打出的一條紙帶,

從起始點O開始，將此后連續(xù)打出的7個點依次標為A、B、C、D……，

OABCDEFG）

il-1111'111111PAiIrrninn'rfinnTTnTn^nfnTTnTTn'inTnnnTiffnnTTnTT^TTTTTTnTfTTTtnninT^i'jir'jjiui

!kmiSii6?b$fonn）

如果已知重錘的質量為1.0kg,電火花計時器打E點時，重錘的動能為J（保

留到小數點后兩位）。

39.（2018春?棗強縣校級期末）如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架架臺上，用重

物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證機械能守恒定律；

（1）實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h,

對實驗得到的紙帶，關于瞬時速度v的測量有以下兩種方案，正確的是。

A.用打點間隔數測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v

B.根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平

均速度，測算出瞬時速度v

（2）實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關于這個誤差，下列

說法正確的是

A.該誤差屬于偶然誤差

B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

（3）如果以v2為縱軸，以h（h為各點到初始點O的距離）為橫軸，根據實驗數據

繪出v2-h圖線，在實驗誤差允許范圍內，得到的圖象應是圖2四個圖象中

的。

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40.（2018春?大連期末）用如圖1所示的實驗裝置驗證mi、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。

m2從高處由靜止開始下落，mi上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行

測量，即可驗證機械能守恒定律。如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下

的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個計時點（圖中未標出），相鄰兩個計時點間

的時間間隔為0.02s,計數點間的距離如圖2所示。已知mi=50g、m2-150g,則（計

算結果均保留兩位有效數字）

（1）在紙帶上打下計數點5時的速度v=m/s；

（2）在打下第“0”到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量△￡!;=J,系

統(tǒng)勢能的減少量J；（取當地的重力加速度g=1