高中物理必修2：验证机械能守恒定律-3-1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2小题）

1.（2018春•巢湖市校级期末）在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产

生误差的主要原因是（）

A.重物下落的实际高度大于测量值

B.重物下落的实际高度小于测量值

C.重物实际末速度v大于gl（g为重力加速度，t为下落时间）

D.重物实际末速度v小于gt

2.（2018春•巢湖市校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器

两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果

（）

1n1n

'•mgh>—myB・mgh<—jpy

*12

C.mgh=A-mvD.以上均有可能

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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3小题）

3.（2018•嘉兴模拟）如图实验器材中，能用于“探究小车速度随时间变化的规律”、“探

究加速度与力、质量的关系”、“探究做功与物体速度变化的关系”、“验证机械能守

恒定律”四个分组实验的是（）

4.（2018春•上杭县校级月考）在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重锤重力

势能的减少等于它动能的增加，以下步骤中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.把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一

定的高度

D.接通电源，释放纸带

E.用秒表测出重锤下落的时间

5.（2018•广东学业考试）我们在用自由落体法来“验证机械能守恒定律”的实验中，

应该（）

A.选用秒表来计时

B.选用打点计时器计时

C.用交流电源给打点计时器供电

D.用直流电源给打点计时器供电

三.填空题（共6小题）

试卷第2页，总33页

6.（2018秋•兴化市校级期末）某同学做实验，想通过检验“重物增加的动能

△E"mv"与"重物减少的势能△Ep=mgh”相等，来验证机械能守恒.

（1）所用纸带上起点的要求是初速度为零，为此目的，所选纸带第一、二两点间距

应接近mm.

（2）如果所选的纸带如图所示.测得第四个点A、第七个点B、第十个点C、与第

一个点O（测量起点）间的距离为hA,hB,he,交流电的频率是f,可由公式VB=

（用题中所给出的符号表示），计算出打点计时器打B点时重物的速度大小.

⑶将泸△Ep=mghB相比较，考虑到阻力实际还是存在的，因此△

EkAEP（选填

（ABC?

$0*23456713A）7

7.（2018春•顺义区校级期末）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g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为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点.已知

打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2,那么

（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用VB2=2gXOB,乙同学用VB=2/.其中所选

2T

择方法正确的是（填“甲”或“乙”）同学.

（2）纸带下落的加速度为m/s2.

（3）若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现

验证机械能守恒定律的目的？（填“能”或“不能”）

8.（2018•通州区学业考试）利用图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能

的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律。在处理实验数据时，

需要确定打点时重物的动能。一次实验中，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.由此可以确定，在打点计时器打下

A、B两点的时间间隔内，重物的重力势能的减少量为;在打点计时器打下

B点时，重物的动能为。已知当地重力加速度为g。

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图1

9.（2018•赣榆区校级学业考试）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选

择的实验器材：铁架台，电火花打点计时器，纸带，电源，秒表等.其中不必要的

器材是,在实验数据处理时，得到重锤动能的增量总小于重锤势能的减少量,

其原因可能是：.

10.（2018•苏州模拟）在“验证机械能守恒定律”的实验中，

（1）下列器材中不必要的是（只需填字母代号

A.重物B.纸带C.天平D.刻度尺

（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这

样会导致实验结果mghImv2（选填或">"）

2

11.（2018•江苏学业考试）（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.已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0、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OA=1.50cm、AB=1.90cm,BC

=2.30cm>CD=2.70cm.由此可知，纸带做运动（选填“匀力口速”或“匀减

速”），打C点时纸带的速度大小为m/s.

试卷第4页，总33页

四.实验题（共35小题）

12.（2019•盐城模拟）甲、乙两个实验小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定

律。将打点计时器接到50Hz的交流电源上，选用不同的重锤，按正确操作各自得到

了一条纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图甲、乙所示。实验中，两组

实验时，重锤均从同一高度释放，纸带上各点均是打点计时器打出的点。

（1）重锤从A运动到C的时间是s»

（2）应选用下面的纸带（选填“甲”或“乙”）来验证机械能守恒定律更合

理，简要说明理由。

（3）根据你选择的纸带，为了测量CE过程中的aEk和AEp,则应测量纸带上相应

打印点间距离的长度，下列合理的是o

A.AC、AD和AE的长度B.BD、CE和DF的长度

（1）下列说法正确的是

A.必须测量重物的质量

B.必须用秒表测出重物下落的时间

C.把秒表测得的时间代入丫=83计算重物的速度

D.释放纸带前，要先接通打点计时器的电源

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（2）释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是（填“甲”、“乙”、“丙”

或“丁”）

（3）已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=

9.80m/s2,所用重物的质量为0.1kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把

计时器打下的第一个点记做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个点到O点的距离为58.99cm、61.37cm、65.00cm、75.37cm。

根据以上数据可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J,动能

的增加量为J;（结果都取三位有效数字）

14.（2019春•湖州期中）如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。

（1）为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有（多选）

A.刻度尺B.秒表C.天平D.交流电源

（2）实验中，如下哪些操作是正确的（多选）

A.要用秒表测量时间B.重物的质量应尽可能大些

C.先接通电源，后释放纸带D.先释放纸带，后接通电源

（3）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选

取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离

依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm<,已知打点计时

器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg,则从计时器打下点O到打下

点D的过程中，重物减小的重力势能4EpnJ；重物增加的动能=

J,两者不完全相等的原因可能是。（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留

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，？f?4小位:cm£

15.（2019春•湖北月考）在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作

选得纸带如图所示。其中。是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5

个点，打点频率为f=50Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的

距离，并记录在图中（单位：cm）。

（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是（选“A”“B”“C”“D”

或“E”）点读数。

（2）若O点到某计数点距离用h表示，重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度

为v,则实验中要验证的等式为O

（3）若重锤质量m=0.200Xl（yikg,重力加速度g=9.80m/s2,由图中给出的数据，

可得出从O到打下D点，D点对应的物体的速度VD=m/s；重锤重力势能的

减少量为J，而动能的增加量为J（均保留3位有效数字）

（4）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是

A.重物的质量过大B.重物的体积过小C.使用的直流电源D.重

物及纸带在下落时受到阻力。

16.（2019春•万州区月考）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如图所示的实验装置来

测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M

的重锤。实验操作如下：

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①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表，在

重锤1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值to

请回答下列问题：

(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的(选填“偶然”或“系统”)误差;

(2)关于本实验以下说法正确的是；

A.m相比于重锤的质量越小，加速度越小，运动的时间就越大，测量的相对误差就

越小

B.绳子的张力大于重锤和小钩码的重力之和

C.若忽略一切摩擦阻力，实验过程中小钩码不慎掉落，则重锤立即做减速运动。

(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现可以在重锤1上加适当的橡皮泥用于平衡

摩擦阻力，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为mo.用实验中的测量量

和已知量表示g,得g。

17.(2019•浦东新区二模)如图所示为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置，本

实验中

(1)光电门传感器的作用是测定摆锤在某位置的o

(2)从右侧某一高度由静止释放摆锤，观察摆锤摆到左侧的最高位置，然后改变定

位挡片的位置，重复实验，若均可以观察到左侧的最高点与释放点基本在同一高度,

由此可以得出摆锤在两侧最高点的机械能的结论。

(3)下列操作步骤正确的是

A.释放摆锤前摆线要拉直

B.先释放摆锤，然后点击“开始记录”

C.将光电门传感器直接连接在计算机上

D.要使光电门的光电孔高于所测高度

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（4）如果摆锤每次从同一位置释放，以摆锤速度的平方v2为纵坐标，以摆锤距离零

势能D点的高度h为横坐标，作出的图线应是一条（选填"过”或“不过”）

原点的直线。若已知摆锤直径为d、质量为m,当地重力加速度为g,则图线斜率

为o

18.（2019•海淀区模拟）某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实

验装置如图所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系

在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上，用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高

处（细线拉直），然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁锁经过时，

细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上。测得水平桌面高度为h,笔

到铁锁的距离为1,笔到铁锁落地的水平距离为So若满足s2=（用1、h表

示），即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。

19.（2019春•尤溪县校级月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中

（1）实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如图甲照片所示（打点计时器已正确安

装），其中最合适的是

（2）实验中，如下哪些操作是必要且正确的

A.用秒表测量重物运动时间

B.重物的质量应尽可能大些

C.先接通电源后释放纸带

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D.先释放纸带后接通电源

（3）在实验中，打出的纸带如图乙所示，其中A、B为打点计时器打下的第1、2

个点，AB=2mm,D、E、F为点迹清晰时连续打出的计时点，测得D、E、F至UA

的距离分别为xi=15.55cm、X2=19.20cm>X3=23.23cm（图中未画出）。打点计时器

的打点频率f=50Hz,重物质量为m=lkg,实验地点重力加速度为g。一位学生想

从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒。（当地重力加速度g

=9.8m/sI2,结果保留三位有效数字）

①重物重力势能减少量AEpnJ,动能增量AEKM

②比较4Ep和发4EK现，重物重力势能的减少量aEp大于动能的增加量△EK,造

IASDEF

图乙

20.（2019•成都模拟）图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图，其中

D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略），F为光电门，

C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计）。此外该实验小组还准备了祛码

一套（总质量mo=lkg）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答：

（1）在铁架台上标记一位置0,并测得该位置与光电门之间的高度差h。

（2）取出质量为m的祛码放在A中，剩余祛码都放在B中，让A从位置0由静止

开始下降。

（3）记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出A下落到F处的速率

v=；下落过程中的加速度大小a=o

（4）改变m,重复（2）（3）步骤，得到多组m及a的数据，作出（填“a

-m”或“a-2”）图象如图乙所示（图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单

ID

位）

（5）由图象可得，A的质量mA=kg,B的质量mB=kg（保留两位

有效数字，重力加速度大小g取10m/s2）

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21.（2019•宝鸡二模）某同学利用如图甲所示装置来验证“机械能守恒定律”。将长为

L轻绳一端固定在O点，另一端拴在一个质量为m的正立方体小铁块A上，在小铁

块A的上表面边缘放一个小铁片。将铁块拉起，使绳拉直且偏离竖直方向成。角时

由静止开始释放铁块，当其到达最低点时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后

铁片将飞离铁块A而做平抛运动。

（1）用20分度的游标卡尺测量正立方体铁块厚度d的结果如图乙所示，则d=

cm；

（2）若测得小铁片从水平抛出到落到地面的水平位移x和竖直位移y,就可求得小

铁片做平抛运动的初速度vo=（已知重力加速度为g）»若假设铁块与小铁片

运动到最低点时的速度为v,则v与vo的大小关系为vvo（填“=”、">”

或“<”）；

（3）该同学在实验中发现，若6角改变，小铁片平抛运动的水平位移x随之发生改

变。于是他多次实验，得到了多组（6,x）值，通过计算分析得出了“铁块与小铁

片一起由静止释放到运动到最低点过程中机械能守恒”的结论，并做出了x?随cos。

变化的x2-COS。图象，你认为他做出的X2-COS0图象应该是图中的（实验

中近似认为v=vo）。

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22.（2019•贺州模拟）某同学用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。步骤如下:

（1）先用校准后的游标卡尺测量金属小球的直径。图乙为游标卡尺测量时示数，则

金属球的直径d=cm：

（2）按图甲安装好器材，测得小球被电磁铁吸住时球心到光电门的距离为h»控制

电磁铁释放小球，记下金属小球通过光电门的时间t,则金属球通过光电门时的速度

大小v=；（答案用字母表示）

（3）改变光电门到小球球心距离h得到与之对应的t,取得若干组实验数据。以上

t2

为纵坐标，以h为横坐标，描绘出与一h图象是一条倾斜直线，若直线斜率为K,

t2

则当地重力加速度g=（答案用字母表示）

23.（2019春•会泽县校级月考）某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律，所用

器材：小球、水平板（上表面固定有白纸、复写纸）、压力传感器、光滑W圆管轨道

4

ABC（内径略大于小球直径），压力传感器安装在圆管轨道的最低点B处，可以测出

小球到达B点时对轨道的压力，圆管轨道固定在竖直面内，水平板沿0A方向水平

固定（在A点开挖有洞，允许小球通过进入圆管），不计空气阻力，当地重力加速度

大小g=10m/s2.实验时让小球从A点正上方某位置静止释放，小球落入圆管内运动。

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图甲图乙

（1）不断改变小球释放点到A点的高度h,并从压力传感器上读取对应高度时小球

到达B点时对轨道的压力F,作出F-h图象，如图乙所示，则小球的质量为

kg,圆管轨道的半径为R=mo

（2）用刻度尺量取每次小球落到水平板上的点到O点的水平距离x,则只需验证关

系式（用字母h、R表示），就可说明小球和地球组成的系统机械能守恒，若

该式子成立，则当h=m,小球从C点水平飞出后又恰好落回到A点。

24.（2018秋•宁县期末）如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。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、天平。回答下列

问题。

的字母）

A.米尺B.秒表C.4〜6V的直流电源D.4〜6V的交流电源

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取

纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图2所示。使用交流

电的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=o（用XI、X2、X3、X4

及f表示）

25.（2018秋•姚安县校级期末）为了“验证机械能守恒定律”，某学生想利用气垫导轨

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和光电门及质量为m的小车来进行实验，如图所示，他将长为L、原来已调至水平

的气垫导轨的左端垫高H,在导轨上的两点处分别安装光电门A和B,然后将小车

从导轨上端释放，光电门自动记录小车经过A、B光电门时，车上挡光片的挡光时间

△ti、At2,用游标卡尺测得挡光片宽度为d。

（1）要验证小车在运动过程中机械能守恒，还必须测出O

（2）本实验验证机械能守恒定律的原理式为。（用上面已知测量量和还必须

测出的物理量的符号表示）

26.（2019•咸安区校级模拟）某同学利用图示装置，验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；

②系统机械能守恒.

P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上.物块R

与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光

电门的位置，能实现同时遮光.最初细线水平，现将三个物块由静止释放.（忽略R

上的挡光片到轻质滑轮间的距离）

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间tl、t2、t3外，

还必需测量的物理量有（多选）；

A.P、Q、R的质量MB.两个定滑轮间的距离d

C.R的遮光片到c的距离HD.遮光片的宽度x

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证表达式为；

（3）若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式

为;

（4）若已知当地重力加速度g,则验证系统机械能守恒的表达式为.

ab

rU,Al

27.（2019春•和平区校级期中）用如图甲实验装置验证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.

试卷第14页，总33页

如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个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示.已知mi=50g、m2=150g,

则(结果保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下记数点5时的速度v=m/s；

(2)在0〜5过程中系统动能的增量△£]<=J,系统势能的减少量4EPU

J；(g=10m/s2)

(3)若某同学作出Lv2-h图象如图丙，则当地的重力加速度g=m/s2.

2

28.(2018秋•广陵区校级期末)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验

所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止

开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进

行测量，已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.

图I

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

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B.将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C.用天平测量出重锤的质量；

D.先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加

的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是(填写选项对应的字母)

(2)如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为0,并在离0点较远的任意

点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F,量出与0点的距离分别

为hi、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点

时重锤的动能为,在打O和E点这段时间内的重力势能的减少量为.

(3)在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是(填“大于”或“小于”)

重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力

大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为VI至V6,并作V』-hn图象，

如图3所示，直线斜率为k,则可测出阻力大小为.

29.(2019春•唐县校级月考)某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律.图

中A、B是两个质量分别为mi、m2的圆柱形小物体，且mi>m2,将它们分别系在

一条跨过定滑轮的柔软细绳两端.C、D是置于A物体一侧，相距为h的两个沿A

物体下落方向摆放的计时光电门，利用这两个光电门，可以分别测量物体A经过C、

D位置时的时间间隔△11和△t2.

(1)要利用此装置验证机械能守恒定律，除题中已知量mi、m2、h、△口和at2外,

还需要测量的物理量是;

(2)已知当地的重力加速度为g,若系统的机械能守恒，则需满足等式；

(3)为了减小实验误差，提高测量精度，其中一项有效的措施是：保持C、D两光

电门的竖直高度差h不变，将C、D一起上下移动.你认为(填“向上”或

“向下”)移动才能减小实验误差，提高测量精度.

试卷第16页，总33页

30.(2019春•柳南区校级期中)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹

性势能与压缩量的关系.

①如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加祛码，测得

相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数k=N/m.(g取

10m/s2)

祛码质量(g)50100150

弹簧长度(cm)8.637.646.62

②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示；调整导轨，使滑块自

由滑动时，通过两个光电门的速度大小.

③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量X；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度V,

释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为.

④重复③中的操作，得至Iv与x的关系如图(c).有图可知，v与x成关系,

由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的成正比.

磋码

31.(2017秋•通州区期末)如图所示，某同学用该装置做“验证机械能守恒定律”的

实验。实验中，让重锤拖着纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打下一系列

点。图所示是某次实验得到的一条纸带。O点是重锤开始下落时打点计时器打下的

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点；A、B、C、D是打点计时器连续打下的四个点，测得它们到起始点0的距离分

别为hi、h2、h3、h4.己知重锤的质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点

的周期为T.在打下C点时，为了验证机械能守恒定律，需要将重锤动能的增加量

△EK=（用题中所给物理量符号表示）与重锤重力势能的减少量AEpn

（用题中所给物理量符号表示）进行比较。由于实验中存在误差，实验结果往往是

△EK（选填“小于”“等于”或“大于”）AEP.其原因可能（写出

32.（2018秋•新北区校级期中）某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）甲同学用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁

架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住,

接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为50Hz,实验中该

同学得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点。

纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图2所示，已知重锤的质量

为1.00kg,当地的重力加速度为g=9.8m/s2,从起始点O到打下C点的过程中，重

锤重力势能的减少量为AEpnJ,重锤动能的增加量为△£!<=J.（结

果保留3位有效数字）.

试卷第18页，总33页

图1图2

（2）乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用

纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应

的速度v,以h为横轴，以匕2为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线明显偏离

2

原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是。乙同学测出该图线的斜率

为k,如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度gk（选填“大于”、“等于"

或"小于

图4

（3）丙同学用如图4所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以

测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门

的时间分别为ti、t2,经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，为

此还需测量的物理量是.,机械能守恒的表达式为

33.（2018春•武侯区校级期末）利用如图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。

考点汇编•备战高考

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量和势能变化量

C.速度变化量和高度变化量

(2)在实验中，已知重物质量m=lkg,在纸带上打出一系列的点，如图2所示(打

点间隔为0.02s),g=9.8m/s2,纸带上所标数据单位cm,其中。点与下一点之间距

离为2mm,那么从打O点到打B点的过程中：

①重物的重力势能变化量Ep=,动能变化量Ek=(结果保留两位有

效数字)

②有一位学生的实验结果显示，重力势能的减少量小于动能的增加量，原因是：_

A.重锤下落时受到的阻力过大

B.在计算中误将g取lOm/s?

C.重锤的质量测量错误

D.交流电源的频率小于50Hz

(3)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图象，并做如下

判断：若图象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

34.(2018秋•连城县校级月考)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。气垫导轨与水平桌面的夹角为0,导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑

块和挡光片的总质量为M,挡光片的宽度为b,滑块与砂桶由跨过轻质光滑定滑轮的

细绳相连。导轨上Q点固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为d。

(1)实验时，该同学进行了如下操作：

①开启气泵，调节细砂的质量，使滑块处于静止状态，则砂桶和细砂的总质量

为;②在砂桶中再加入质量为m的细砂，让滑块从P点由静止开始运动。

己知光电门记录挡光片挡光的时间为At,则滑块通过Q点的瞬时速度为。

(2)已测得小车质量M=400.0g,挡光片到光电门的距离d=50.0cm,挡光片的宽

度b=1.0cm,气垫导轨与水平桌面的夹角。=30°,在砂桶中再加入质量m=70.0g

的细砂，光电门记录挡光片挡光的时间为△t=0.01s,由以上测量结果可得：在滑块

从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量,砂桶和细砂的机

械能减少量。(结果保留4位有效数字)

试卷第20页，总33页

光电n

35.（2018秋•顺义区校级月考）利用图1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o（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）图2是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1△Ep|=,动能的增加量△£!<=o

（3）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

（4）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是o

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

（5）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

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中的哪一个。

（6）他进一步分析，发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图4所示的实验装

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置来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，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间3用毫

米刻度尺测出AB之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。

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。小铁球通

过光电门时的瞬时速度v=。如果d、t、h、g存在关系式,也可验

证机械能守恒定律。

(7)比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：。

36.(2018春•青冈县校级期末)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)某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中O

点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打

下的三个点A、B、C.己知相邻两点间的时间间隔为0.02s,假设重物的质量为1.00kg,

则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量△£!<=J,重力势能的

减小量4FPMJ.(保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s2),通过计算，

试卷第22页，总33页

数值上ZSEPAEK（填”或“<”），原因是,实验的结论

是。

^-I535on—'*[

,■19.20ODjI.

；・・・13.2km“■；

37.（2018春•岷县校级期末）某探究性学习小组用如图甲所示的实验装置验证机械能

守恒定律。实验时，重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时

器打出一系列的点，图乙给出的是实验中获取的一条纸带，处理数据时，同学们舍

弃了前面较密集的点，以0为起点，从A点开始选取计数点A、B、C,测出0到A、

B^C的距离分别为hi=38.4cm、h2=60.0cm、h3=86.4cm.每相邻两计数点间还

有4个点（图中未标出），电源的频率为f=

50Hz.

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是

A.需称出重物的质量

B.手提纸带，先接通电源再释放纸带让重物落下

C.可不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证

mgh=mv2/2是否成立

D.所挂重物选体积小，密度小的物体

（2）实验室供选择的重物有以下四个，应选择；

A.质量为100g的钩码B.质量为10g的祛码

C.质量为200g的木球D.质量为10g的塑料球

（3）打B点时，重物的速度VB为nVs（计算结果保留三位有效数字）；

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（4）同学们根据纸带算出相应各点的速度V,量出下落距离h,则以迎为纵轴，h

2

为横轴绘出的图象如图丙所示。图线的斜率等于的数值，图线不过坐标原点

的原因是0

38.（2018春♦平罗县校级期末）某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择:

A、带夹子的铁架台B、电火花计时器C、220V交流电源D、纸带E、带夹子的重

物F、秒表G、天平H、刻度尺

其中不必要的器材有（填器材前面的字母）

（2）请指出实验装置甲中存在的明显错误：

（3）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。

（4）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已

测出点I、2、3、4到打出的第一个点0的距离分别为hi、h2、h3、h4,打点计时器

的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式gh3=,则可验证重物下落

过程机械能守恒（用题目中己测出的物理量表示）。

（5）某同学作出了v2-h图象（图丙），则由图线得到的重力加速度g=m/s2

（结果保留三位有效数字）。

（6）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.利用公式丫=浜计算重物速度B.利用公式吟售计算重物速度

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

39.（2018春•惠州期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源

频率为f（Hz）,当地重力加速度的值为g（m/s2）,所用重锤