高中物理必修2：验证机械能守恒定律-4-1人教试题汇编

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2020年03月24日高中物理的高中物理组卷

试卷副标题

考试范围：XXX；考试时间：100分钟；命题人：XXX

题号一二三四五总分

得分

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明

评卷人得分

选择题（共1小题）

1.（2018春•寻甸县校级期末）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.打点计时器必须使用交流电源，竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上

D.重物动能的增加量一定大于重力势能的减小量

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第n卷（非选择题）

请点击修改第11卷的文字说明

评卷人得分

二.多选题（共2小题）

2.（2019春•秦州区校级月考）如图，柔软的轻绳一端系一质量为m的环，环套在竖直

固定的光滑直杆上，杆上的A点与光滑的轻小定滑轮等高，杆上的B点在A点下方

距离为d处。定滑轮与直杆的距离也为d,质量为2m的重物悬挂在轻绳的另一端。

现将环从A处由静止释放，下列说法正确的是（）

A.环到达B处时，环与重物的速度大小相等

B.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能

C.环到达B处时，重物上升的高度1!=加

D.环能下降的最大高度为&

3

3.（2018春•柳林县期末）对于利用自由落体”验证机械能守恒定律”的实验中，下列

说法正确的是.（）

A.本实验应选择体积较小、质量较大的重物，以便减小误差

B.本实验可以不测量重物的质量

C.必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差

D.物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v,可以通过v=J斯计算

评卷人得分

三.填空题（共4小题）

4.（2018•北京学业考试）利用图1所示的装置，可以验证机械能守恒定律。实验中，

质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图2所示。已

知相邻两点之间打点的时间间隔为T.测得A、B两点间的距离为hi,B、C两点间

的距离为h2.则在打点■时器打下B点时，重物物的动能为。为了减小实验

试卷第2页，总31页

误差，要尽量选择质量大些、体积小些的重物，请说明这样选择的理由

5.（2018秋•浙江月考）如图是某个实验中打点计时器打下的纸带，相邻计数点时间间

隔为0.1s,纸带中计数点4对应的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字）;

图中纸带（填“是”或“不是”）”验证机械能守恒定律”实验中打出的纸带。

0♦•12♦3♦4•5♦6•

网I叩II叫叫叩I叫||||叫叫叩叫叫叩II叫I叫叫叩II叫叫叩啊叩职叫坤叩叫叫叩II叫叫叩事叩II

0Ion234567S910111213141516171819202122

6.（2018秋•厦门月考）某同学利用如图甲的实验装置测量重力加速度大小。

（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验

操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①;②

（2）①该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续六个点A、

B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为hi、h2、h3、

h4、h5.若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式：VE=;

②该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方（V2）与对应重

物下落的距离（h）的关系如图丙所示，则重力加速度：g=m/s2»

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（3）若当地的重力加速度值g=9.8m/s2,你认为该同学测量值存在偏差的主要原因

是：:

7.（2018春•丰台区期中）如图1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”。

（1）已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和

带夹子的重物，此外还必需的器材有（选填选项前的字母）。

A.直流电源

B.交流电源

C.天平及祛码

D.刻度尺

（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为0.02s,自由下落

的重物质量为1kg,打出一条理想的纸带，数据如图2所示，单位是cm,g取9.8m/s2,

0、A之间有多个点没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度VB=m/s,

从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量AEp：J,此过程中物体

动能的增量J.（答案保留两位有效数字）

评卷人得分

四.实验题（共42小题）

8.（2019•茂名二模）某实验小组应用机械能守恒定律验证弹簧弹性势能的表达式Ep=

Ikx2.实验装置如图所示，一光滑细管套在轻质弹簧外，细管与弹簧原长相等，将

2

细管与弹簧固定在水平面上，细管上端与工光滑圆弧轨道内侧相切，圆弧轨道最高

4

点水平，整个装置在同一竖直面内。实验时，将略小于细管直径的金属球放在弹簧

上端，用外力压缩弹簧，在某一位置用销钉固定，测出弹簧被压缩的长度X,然后拔

出销钉，弹簧将小球弹出。弹出后，小球沿圆弧轨道运动，最后从轨道最高点水平

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抛出，测出小球抛出的水平距离s。实验前先测出轨道的半径为R,细管与弹簧的原

长L,小球的质量m,已知重力加速度为g。

（1）为了保证小球做平抛运动，小球在轨道最高点的速度最小值为;

（2）若关系式&x2=成立，则EP=LX2.（用已知量和测量量的符号表示）

9.（2019•江苏三模）如图甲所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮

与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，遮光条宽度为d«气源

开通后，滑块在绳子拉力的作用下由静止释放，遮光条通过光电门的时间为At,拉

力传感器的读数为F.不计滑轮质量、不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。

（1）某同学用螺旋测微器测遮光条宽度，螺旋测微器示数如图乙所示，d=

mm。

（2）某学习小组的同学欲探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系，记录滑

块释放时遮光条与光电门的距离L及其通过光电门的时间At,得到一系列L和At

的数据，通过图象法处理数据时，为了获得线性图象应作_______（选填“L-工”

At

“L--1—”或“L-（at）2"）图象，该图象的斜率卜=（用题中字母

（△t）2

表示）。

（3）该小组同学利用所测数据计算发现：绳子拉力F做的功总小于滑块动能的变化

量。若实验中数据的测量均是准确的，分析出现这一意外情况的可能原因是。

A.“没有满足钩码质量m远小于滑块质量M”这一条件

B.滑块运动过程中存在阻力

C.没有调节气垫导轨水平

D.拉滑块的细绳与气垫导轨不平行

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(4)在排除意外情况后，用上述装置和相应数据研究系统(含滑块、钩码)机械能

是否守恒，若运动过程中系统机械能守恒，则满足下列关系式。

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•昌平区二模)某实验小组利用如图1所示的装置，对轻质弹簧的弹性势能进

行探究。一轻质弹簧放置在较光滑的水平桌面上，弹簧右端固定，左端与一小球接

触但不拴接；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘。向右推小球，使弹簧压缩一

段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到铺有白纸和复写纸的水平地面上，通过

测量和计算，可得到弹簧被压缩后的弹性势能。

①为测得小球离开桌面时的动能Ek,已知重力加速度g,需要测量下列物理量中的

(选填选项前的字母)。

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量x

②用所选择的测量量和已知量表示Ek,Ek=。

③如果忽略桌面摩擦阻力的影响，可认为小球离开桌面时的动能Ek等于弹簧被压缩

后的弹性势能Ep.实验时，测得小球质量m=190.0g,桌面到地面的高度h=40.00cmo

已知弹簧的劲度系数k=40N/m,本地重力加速度g=9.8m/s2»

某同学根据实验数据作出弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量的二次方x2关系的图

象,如图2所示。在Ep-x2图象中，设图象的斜率为0,由图象可得Ep随x2变化的

表达式为。根据功与能的关系，弹性势能的表达式中可能包含x2这个因子；

分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是。通过寻找这个物

试卷第6页，总31页

理量与P间的数值关系，可得到弹簧的弹性势能的表达式为EP=。

11.（2019•江苏三模）某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，轨道下

端固定一光电门计时器，光电门计时器能够记录物体通过时的挡光时间。该同学进

行了如下操作：

3班位：cm

01020

（1）用游标卡尺测量一小球的直径d,如图2所示，则d=mm；

（2）测得小球直径d后，使小球从轨道上端距离光电门的高度h处由静止滚下，光

电门记录小球挡光时间为t,已知小球质量为m,重力加速度为g,则小球下落过程

中动能增加量的表达式为;重力势能减少量的表达式为（用所给字

母表示）。

（3）改变小球下落高度h,多次重复实验，发现小球动能的增加量总是大于重力势

能的减少量，你认为可能的原因是。

12.（2019•黄山二模）某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。

气垫导轨倾斜固定在水平桌面上，导轨A点处有一带挡光片的滑块，滑块与挡光片

的总质量为M,挡光片的宽度为d,滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩

码相连，连接滑块的一段细线与导轨平行，每个钩码的质量为mo开启气泵，滑块

恰好能静止于A点。导轨上B点处固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为L（L

小于钩码到定滑轮的距离）。已知当地重力加速度为go

①该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d-0.952cm,则该同学用的游标卡尺是

分度（填10、20或50）。

②某时刻只撤去钩码2,让滑块从A点静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光

时间为at,则滑块通过B点的瞬时速度为（用题目中所给的物理符号表示）。

③在滑块从A点运动到B点的过程中，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守

恒，需要验证的关系式为（用题目中所给的物理符号表示）。

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13.(2019•渭南二模)用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所

示。在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并通过定滑轮的细绳与

钩码相连，光电计时器安装在B处。测得滑块(含遮光条)质量为M钩码总质量为

m、遮光条宽度为d、导轨上A点到B的距离为L,已知当地的重力加速度g。将滑

块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为At。

(1)选择A到B的物理过程，则滑块(含遮光条)与钩码组成系统重力势能的减少

量为,动能的增量为。

(2)某同学通过改变A点的位置，得到几组不同的L,同时测出相应的△然他通过

做L-(J-)2图象，发现该图象是过原点的一条直线，就此能否得出系统机械能

At

14.(2019春•泉港区校级月考)在《验证机械能守恒定律》的实验中

(1)下列实验操作顺序正确合理的一项是(填序号)

A.先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上

B.先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源

C.先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源

D.先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计器的电源

(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,

测得所用的重物的质量1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图乙，把第一

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个点记作0,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个点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.70cm,85.73cm。根据以上数据，

可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少等于J,动能增加量等于

J（取三位有效数字）。由于实验用的纸带起点位置附件记录点较为密集，第一个点O

（自由落体的起点）的选取依据是距离它右侧（如图乙）相邻点间距约毫米。

（3）若当地的重力加速度未知，则可利用此实验来测量当地的重力加速度，请写出

测量值总比当地重力加速度的值偏小的一个原因：。

15.（2019春•牡丹区校级月考）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质

量为m=1kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合

实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个

连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一点，当地的重力加速度为g

=9.80m/s2.那么：

（1）纸带的端（填“左”或“右”）与重物相连；

（2）根据图中所得的数据，应取图中。点到点来验证机械能守恒定律；

（3）从O点到（2）问中所取的点，重物重力势能的减少量AEp：J,动能

增加量J二（结果保留3位有效数字）

O*A•B•C•

15.5cm

•--------------19.20cm---------*

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

16.（2019春•江川区校级月考）某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度g,所用交

流电的频率为50Hz.在所选纸带上取某点为0计数点，然后每3个点取一个计数点,

所有测量数据及其标记符号如图乙所示。

甲

该同学用两种方法处理数据（T为相邻两个计数点的时间间隔）。

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

从数据处理方法看，在XI、X2、X3、X4、X5和X6中，对实验结果起作用的，方法一

中有；方法二中有;

因此，选择方法（选填“一”或“二”）更合理，这样可以减少实验的（选

填“系统”或“偶然”）误差。本实验误差的主要来源有（试举出两条）。

17.（2019•湖南模拟）阿特武德机是早期测量重力加速度的装置，由英国数学家、物理

学家阿特武德于1784年制成。某同学根据其原理设计出测量当地重力加速度的装置

如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接正方体物块A

和物块B（A、B的质量分别为mi和m2,且mi〈m2）,让两物块组成的系统从静止

开始做匀加速运动，测出物块A先后通过光电门1和光电门2的遮光时间。保持物

块A的质量不变，逐渐增大物块B的质量，重复以上操作，测出物块B不同质量时

A、B的加速度。

（1）测得物块A的边长为d,在某次实验中它先后通过两个光电门所用的遮光时间

分别为ati和412,则其通过光电门的速度分别为,。

（2）为了测算A、B的加速度大小，还需要测量的物理量有

A.两个光电门的间距B.物块B的边长

C.物块A的初始高度D.轻绳的长度

（3）某次实验中测得物块A和物块B的质量分别为mi、m2,测算出A、B的加速

m2、a表示）

18.（2018秋•扬州期末）如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装

置。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是

A.必须用秒表测出重物下落的时间

B.打点计时器应连接直流电源

C.验证时，必须测量重锤的质量或重力

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D.选择质量较大、体积较小的重锤可以减小实验误差

(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物

质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为

零，A、B、C为另外3个连续点。根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点的

过程中，重力势能减少量Jo

(计算结果保留3位有效数字)

(3)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，

这样会导致实验结果mghLnv2.(选填或“>")

19.(2019•黄山一模)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A点正下方的光电门B时，光电计时器记

录下小球通过光电门时间t,当地的重力加速度为go

(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_______

A.小球的质量m

B.AB之间的距离H

C.小球从A到B的下落时间tAB

D.小球的直径d

(2)小球通过光电门时的瞬时速度丫=(用题中所给的物理量表示)。

(3)调整AB之间距离H,多次重复上述过程，作出」*H的变化图象如图乙所

示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率ko=<,

(4)在实验中根据数据实际绘出H图象的直线斜率为k(k<ko),则实验过程

t2

中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值£•=(用k、ko表示)

IDg

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A,

I

I

,Bj，光电门

1

TjT接计时器

甲

20.（2018秋•定远县期末）利用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、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.大小合适的铁质重锤

B.体积较大的木质重锤

C.刻度尺

D.游标卡尺

E.秒表

（2）如图2实验中得到的一条纸带.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、he.重锤质量用m表示，已知当地重力加

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AEpn,动能的增加量△£）＜=.

（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，使纸带保持竖直

B.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤

C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到。点的距离h,再根

据公式丫=缶而十算，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）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相

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应计数点时重锤的速度V,通过描绘v2-h图象去研究机械能是否守恒.若实验中重

锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图象是图

3的哪一个.

21.（2018秋•尖山区校级月考）某同学利用自己设计的弹簧弹射器"探究弹簧弹性势

能与形变量的关系”，装置如图所示。弹射器水平放置，弹簧被压缩x后释放，将质

量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通过光电门的时间为t。请回答下列问

题：

（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该（填“近些”或“远

些，，）；

（2）小球通过光电门的速度大小u=；则弹性势能EP=；

光电门n

—一fl

22.（2018秋•安徽月考）某同学利用图示装置验证机械能守恒定律。其主要实验步骤

如下。

①在悬点下方的水平面上先后平放白纸、复写纸，用重垂线确定出A、B点的投影

N、M；

②铁球在A处时，用米尺量出铁球的最低点到N点的距离hi；

③在悬点正下方P点固定一锋利的刀片；

④让铁球由静止从A点摆到B点，细线碰到刀片后立即断裂铁球随后落到水平面上

的C点在白纸上留下痕迹，用米尺量出M、C两点间的距离x

（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的一个物理量是（填选项前的

字母）

A.铁球的质量m

B.用游标卡尺测量铁球的直径d

C.铁球悬挂后静止于B点，用米尺测量细线的长度L

D.铁球悬挂后静止于B点时铁球的最低点到M点的距离h

（2）若铁球从A点运动到B点的过程中机械能守恒，则必有hi=。

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23.（2018春•清流县校级月考）在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:

（1）下面叙述正确的有（填选项前的字母）

A.电磁打点计时器应接在电压为220V的交流电源上

B.打点计时器的纸带要保持竖直，操作时要先接通电源后放开纸带

C.在实验中可以不测出重锤的质量，但质量的大小对实验有一定的影响

D.如果纸带打出的第1、2两点的距离约为2mm,其余点的速度大小可以用Vn=gtn

得至U

（2）实验中用打点计时器打出的纸带如图所示，其中O为打下的第1个点（此时重

锤速度为零），A、B、C、D为距A较远处连续选取的四个点（其他点未标出）。用

刻度尺量出A、B、C、D到O的距离分别为si=20.06cm,s2=24.20cm,S3=28.66cm,

S4=33.60cm。若重锤的质量m=1.00kg,电源的频率f=50Hz,查得当地的重力加速

度g=9.80m/s2.为了验证打下O点到打下B点过程中重锤的机械能是否守恒，应计

算出：打下B点时重锤的速度VB=m/s,重锤重力势能的减少量4Epn

J,重锤动能的增加量△£!<=J.（计算结果均保留三位有效数字）

/6ABCD~~\

-——S：―►

24.（2018春•鲤城区校级月考）用如图甲装置来验证机械能守恒定律。带有刻度的玻

璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径并穿过玻璃管，小钢球直径略小于管的直

径，该球从管口由静止释放。完成下列相关实验内容：

（1）如图乙用螺旋测微器测得小球直径d=mm；如图丙某次读得光电门测

量位置到管口的高度h=cm。

（2）设小球通过光电门的挡光时间为当地重力加速度为g,若小球下落过程机

械能守恒，则h可用d、At,g表示为h=。

试卷第14页，总31页

25.(2018秋•辽宁月考)现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带

铁夹的重物、天平。在“验证机械能守恒定律”的实验中

(1)释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是

A、重锤靠近打点计时器；B、手靠近打点计时器

(2)为完成实验，还需要的器材有。

A.刻度尺B.0〜6V直流电源C.秒表D.0〜6V交流电源

(3)①运用公式/川2=01gh对实验条件的要求是,为此，所选择的纸带第

1、2点间的距离应接近mnio

②由于受阻力的影响，重锤增加的动能与AEK减少的重力势能AEP的大小关系为△

EKAEP(选填“大于”、“小于”或“等于

③根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以h为横轴画出的图象应

是图中的哪个？

26.(2018秋•道里区校级月考)利用如图装置进行验证机械能守恒定律的实验，

(1)实验中若改用电火花计时器，工作电压是交流v

(2)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和下落的高度h,某

同学对实验得到的纸带设计了以下几种测量的方案，正确的是

A.由刻度尺测出物体下落的高度h,用打点间隔算出下落时间t,通过v=gt计算出

瞬时速度

B.由刻度尺测出物体下落的高度h,通过计算出瞬时速度

C.由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

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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

D.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

2

均速度，计算出瞬时速度v,并通过h弓一计算得出高度

（3）在实验中，有几个注意的事项，下列正确的是

A.为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上

B.可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放

C.实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量

D.只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1点的速度为0

27.（2018秋•洪山区期中）如图1所示，某物理兴趣小组设计了一个实验来验证机械

能守恒定律，实验操作如下：

12

0123

、鼻1血1螂加岫

ES1

图2

（1）用游标卡尺测出小钢球的直径d,读数如图2,图中上部分为刻度放大图，d=

mm。

（2）用一轻质细线一端栓接一质量为m的小钢球，细线的另一端固定于悬点O,竖

直背景板是一个圆心在O点的大量角器，大量角器的零度刻线水平，让小钢球静止

试卷第16页，总31页

在最低点，用毫米刻度尺量出悬线长为1。

（3）将小钢球拉起，细线被水平拉直，此时小钢球位置记为A,0A与大量角器零

度刻线等高、平行，在小钢球下摆的路径上选一位置B,读出0B与0A的夹角0,

将光电门固定在位置B（小球通过B点时光线恰好能通过球心）上。现让小钢球从

A点从静止释放，运动过程中小钢球不与背景板摩擦、碰撞，用光电门测出小钢球

通过光电门的时间At,那么在小钢球从A到B的过程中，小钢球的重力势能减少量

△EP=,动能增加量△£!<=,（写出表达式，题中字母为己知量），

观察在误差允许的范围内AEP与AEk是否相等。

（4）在小钢球下摆的路径上再分别选取C、D、E、F……多个位置，重复刚才实验,

得出实验结论。一般情况下，实验中测算出来的重力势能减少量AEP动能增

加量AEk（填写“等于"、“大于”或“小于”）。

28.（2018秋•荔湾区校级期中）某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了

如下实验：

A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、

C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C正下方放置一速度传感器,

压万传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定

此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操

作如下：

步骤一：开始时，用手托住C,细绳恰好伸直张力为零。现释放C,C向下运动，当

压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v；

步骤二：保持A、B质量不变，改变C的质量M,多次重复步骤一。

（1）该实验中，M和m大小关系必须满足Mm（选填“<”、"=”或">”）；

（2）速度传感器每次被触发测重物C的速度时，重物C已下降的高度（选

填“相同”或“不同”）；

（3）为便于研究速度v与质量M的关系，根据所测数据，为得到线性关系图线，应

作出（选填“2-M”、气2-工”或“W--L-"）图线；

MM+m

（4）根据第（3）问所作图线可知，若图线在纵轴上的截距为b,则弹簧的劲度系数

k=（用题中所给的已知量表示）。

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压力传感器速度传感器

29.（2018秋•沐阳县期中）某同学用图1所示的装置测定重力加速度（电源频率为50Hz）

（1）电火花打点计时器的工作电压为V,打点周期是so

（2）纸带中间选取连续的几个点（A点至E点），测出它们到第一个点O点间的距

离,由纸带上所给的数据可计算出实验时重锤的加速度为m/s2（结果保留三

位有效数字）。

（3）当地的重力加速度数值为9.80m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的实际值

有差异的一个原因______o

30.（2018春•姜堰区校级月考）（1）如图所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，下列说法中正确的是

A.打点计时器应接直流电源

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.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度

（2）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同

学打出了一条纸带。己知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个

点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个

计数点之间的时间间隔为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点时纸带的速度大小为m/s。

试卷第18页，总31页

打点、

计时器一纸

31.（2018春•鼓楼区校级期末）在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时,

小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示

（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是

A.选用质量大的重锤

B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上

C.释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直

D.重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直

（2）小明用实验测得数据画出的v2-h图象如图乙所示，图线不过坐标原点的原因

是。

32.（2018春•邺州区校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用重物自由

下落的方法：

（1）现得到一条点迹清晰的纸带，把纸带中第一个点记作O,另选纸带上连续打下

的3个点A、B、C为计数点,经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51cm、12.70cm、

16.27cm„则打点计时器打下B点时，重物的速度为m/s,已知打点计时器打

点周期为0.02s。

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（2）实验中重物应该选用以下哪个物体

A.一个20g的祛码B.一个50g的钩码

C.一个200g的木球D.一个200g的铅制重锤

（3）由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化

△Ep和动能变化aEk的大小关系，总是存在AEkZ\Ep（填“>”、"=”或"V"）

C*

B-

A♦

33.（2018春•汪清县校级期末）某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”

的实验装置如图甲所示。

甲

（1）请指出实验装置甲中存在的明显错误：

（2）进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应_______（选填"A”或

“B”)

A.先接通电源，再释放纸带B.先释放纸带，再接通电源

（3）某同学作出了小一h图象（图丙），则由图线得到的重力加速度g=m/s2

（结果保留3位有效数字）。

34.（2018春•双峰县校级期末）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律时，所用

交流电源的频率为50Hz,得到如图4所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、

B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为so=19.00cm,点A、C间的距离为si=

试卷第20页，总31页

8.36cm,点C、E间的距离为S2=9.88cm,g9.8m/s2,测得重物的质量为m=1kg。

(1)下列做法正确的有。

A.图中两限位孔必须在同一竖直线上

B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直

C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源

D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

(2)选取0、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是

J，打下C点时重物的速度大小是m/s。(结果保留三位有效数字)

(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v,量出下落距离s,则以逑■为纵坐标、

2

以s为横坐标画出的图象应是下面的。

选出的纸带一部分损坏，坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已

测出标在图1中，位是cm。打点计时器工作频率为50Hz,重力加速度g取9.8m/s2。

(1)重物在2点的速度V2=,在5点的速度V5=,此过程中动能增

加量,重力势能减少量4Epno

(2)比较得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)验证机械能守恒定律的DIS实验装置如图所示，图中P为

传感器，通过它接入数据采集器，测定已知质量的摆锤在某一位置的瞬时速度，从

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而求得摆锤在该位置的,同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势

能，进而研究摆链摆动过程中能量转化的规律。

37.（2018春•兴宁区校级期末）如图1,某同学设计一个用自由落体法“验证机械能守

恒定律”的实验：

图1图2

（1）除了图中已画出的器材以外，下面所列各项器材哪些是必须的o（多选）

A.交流电源B.直流电源C.天平D.刻度尺E.弹簧秤F.秒

表

（2）实验中得到一条纸带，如图2所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续

五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为so,点A、C间的距离为

si,点C、E间的距离为S2,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则以下选项

正确的是（多选）

A.打点计时器打C点时重锤的动能为1r,J.＞，？）

32T2

B.重锤下落的加速度a的表达式为士匕跄

4T2

C.打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg（so+si）

（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因是—

38.（2018春•皇姑区校级期中）在验证机械能守恒定律实验时：

（1）关于本实验的叙述中，正确的有

A.打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落

过程中的阻力

试卷第22页，总31页

B.必须用天平测出重锤的质量

C.实验时要先闭合打点计时器的电源开关，再释放重锤

D.打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源

E.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面

（2）电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，如图为实验中打出的一条纸带,

从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，

OABCDEFG）

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

!kmiSii6?b$fonn）

如果已知重锤的质量为1.0kg,电火花计时器打E点时，重锤的动能为J（保

留到小数点后两位）。

39.（2018春•枣强县校级期末）如图1所示，将打点计时器固定在铁架架台上，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；

（1）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,

对实验得到的纸带，关于瞬时速度v的测量有以下两种方案，正确的是。

A.用打点间隔数测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v

B.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

（2）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差，下列

说法正确的是

A.该误差属于偶然误差

B.该误差属于系统误差

C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

（3）如果以v2为纵轴，以h（h为各点到初始点O的距离）为横轴，根据实验数据

绘出v2-h图线，在实验误差允许范围内，得到的图象应是图2四个图象中

的。

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40.（2018春•大连期末）用如图1所示的实验装置验证mi、m2组成的系统机械能守恒。

m2从高处由静止开始下落，mi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定律。如图2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个计时点（图中未标出），相邻两个计时点间

的时间间隔为0.02s,计数点间的距离如图2所示。已知mi=50g、m2-150g,则（计

算结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s；

（2）在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量△£!;=J,系

统势能的减少量J；（取当地的重力加速度g=1