高中物理必修2：验证机械能守恒定律-3-3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.（2017•静安区一模）实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，标

尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差己由计算机默认.某

组同学在实验中，得到的图象如图（b）所示.图象的横轴表示摆锤距D点的高度h,

纵轴表示摆锤的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.下列说法错误的是（）

J氏EICxlO'*1）］

'.1―■»-■•

160.痴----------甲

织J毒

040R

o0.51.01.5

图（;丁:接数据采集器

图（b）

A.光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作

B.摆锤每次释放的高度要保持不变,且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔

C.图线甲表示摆锤的机械能E

D.图线乙表示摆锤的机械能

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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）

2.（2017春•新津县校级月考）在验证“机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的

是（）

A.重锤的重力应远远大于重物所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力

B.实验时应放开纸带，再接通电源

C.打点计时器应接在电压为4〜6V的直流电源上

D.测下落高度时，须从起点算起，且选取的各点应距起始点适当远一些

3.（2017春•龙泉驿区月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正

确的是（）

A.应该选用质量大、密度大的重物

B.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面

C.须用天平称重物的质量

D.物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v,不可以通过v=J有计算

4.（2017春•平坝县校级月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确

的是（）

A.要用天平称量重物质量

B.选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好

C.为保证重物下落的初速度为零，要选用第1、2两点距离小于或接近2mm的纸带

D.实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源

E.实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量.

评卷人得分

三.填空题（共3小题）

5.（2017春•东安区校级期末）用落体法验证机械能守恒定律的实验中：

（1）运用公式mgh=£nv2时对实验条件的要求是.

试卷第2页，总33页

（2）若实验中所用重锤的质量为m=lkg,打点纸带如图1所示，图中分别标出了

点A、B、C、D到第一个点0点的距离，且打点间隔为0.02s,则记录B点时，重

锤的速度VB=，重锤的动能Ek=,从开始下落起至B点重锤的重力

势能减小了,由此可得结论.

（结果保留3位有效数字）

2

（3）根据纸带给出的相关各点的速度v,量出下落距离h,则以匚为纵轴，以h为

2

横轴作出图象应是图2中的

6.（2017春•扶余县校级期末）用如图1所示实验装置验证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.图3给出的是实验中获取的一条纸带：0是

打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离

如图3所示.已知mi=50g、m2=150g,贝U：（gft（lOm/s2,结果保留两位有效数字）

图3

①在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s；

②在打点0〜5过程中系统动能的增加量AEk：J,系统势能的减少量aEpu

J;

③若某同学作出的Lv2-h图象如图2所示，则当地的实际重力加速度g=

2

m/s.

7.（2017春•泉港区校级期中）某同学验证机械能守恒定律的实验步骤以及所测量的数

据如下：

A.将打点（或电火花）计时器竖直安装在铁架台上

B.接通电源，再松开纸带，让重物自由下落

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C.取下纸带，再换一条新纸带，重复以上实验步骤

D.将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带使重物静止

E.选取一条理想纸带（所选纸带如图所示），用刻度尺测出物体下落的高度0A、

OB、OC、OD、OE（图中0点是计时器打出的第一点），并计算出相应的瞬时速度

VA、VB、VC…

F.分别计算出0^7/2与mghn,在误差允许范围内，看是否相等

012.519.52S.038149.8(an)

请完成下列问题：

（1）上述实验步骤合理的顺序是。

（2）质量为1kg的重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能EP为；重

锤下落到打B点时，增加的动能EK为。

（3）通过计算，数值上AEpAEk（填“略大于”“略小于”“等于"），这是

因为。

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四.实验题（共34小题）

8.（2018•河西区二模）在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设

计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,

小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球

下落高度h,进行多次重复实验。此方案验证机械能守恒定律方便快捷。

（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径€1=mm；

（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象

A.h-t图象B.h-图象C.h-t2图象

t

试卷第4页，总33页

D.h-1-图象

t2

（3）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量Lnv?总是稍小于重力势能减少

2

量mgh,你认为增加释放高度h后，两者的差值会（填“增大”、“缩小”或

“不变

9.（2018•平遥县校级模拟）“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙

方案来进行

自由落体斜面小车实脸

蛤证机械能守恒蛉证机械能守恒

甲乙

（1）比较这两种方案，（填“甲”或“乙”）方案好些。

（2）该同学开始实验时情形如图丙所示，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：

①②

（3）该实验中得到一条纸带，且测得每两个计数点间的距离如图丁中所示。已知相

邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。则物体运动的加速度a=；该纸带是

采用o（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。

10.（2017春•石景山区期末）（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1

为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热

敏电阻在温度上升时导电能力（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻

而言，热敏电阻对温度变化的响应更（选填“敏感”或“不敏感”）。

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图1副

（2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的。

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量与势能变化量

C.速度变化量与高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在

下列器材中，还必须使用的两种器材是o

A.交流电源

B.刻度尺

C.天平（含祛码）

③实验中先接通电源，再释放重物，得到图3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、he。

已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m。从打0

点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=,动能变化量aEk

④大量实验结果显示，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=或计算重物速度

B.利用公式计算重物速度

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

⑤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0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

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同学的判断依据是否正确O

11.（2017秋•金牛区校级月考）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

实验所用的电源电压为6V,频率为50Hz.重物从高处由静止开始下落，重物拖着

的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。

（1）这位同学进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量，如图乙所示，

其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据纸带上的测量数据，

当打B点时重物的速度为m/s（保留3位有效数字）

2

（2）他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落的高度h,并以2―为纵轴，以h

2

为横轴画出图象，则所画的图象应是图丙中的

丙

（3）他进一步分析，发现本实验存在较大的误差，为此对实验设计进行了改进，用

如图丁所示的实验装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）

记录挡光的时间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，则小铁球经过光电门时瞬时速度v=<,如果d、t、h、g存在

关系式乂=,就可验证机械能守恒定律。

t2

（4）比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是。

12.（2017秋•上月考）利用如图所示的装置验证机械能守恒定律

（1）把打点计时器接在（填“交流”或“直流”）电源上。

（2）实验部分步骤如下：

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A.按图装置沿竖直方向固定好打点计时器，把纸带下端挂上重物，穿过打点计时器。

B.将纸带下端靠近打点计时器附近静止，先,打点计时器在纸带上打下一

系列的点。

（3）设打点计时器的周期为T,重物质量为m,重力加速度为g。研究纸带从。下

落到B点时的速度

v=,研究纸带从。点下落到B点的过程中增加的动能,减少

的重力势能AEp：

（4）由于纸带受到摩擦，实验测得的AEk（填“大于”或“小于”）AEP«

图1图2

13.（2017秋•河南月考）某实验小组利用如图所示的实验装置来探究机械能守恒定律,

将一端带有光滑的定滑轮的长木板另一端抬起放置在水平桌面上，并在长木板上合

适的位置固定两光电门A和B.现将一带有遮光条的物块放在长木板上，并用质量

不计的细绳连接一质量为m的钩码Q,然后将滑块由静止释放，已知两光电门之间

的距离为L,物块和遮光条的总质量为M,挡光宽度为d（且d远小于L）,物块经

过两光电门时的挡光时间分别为^tA、AtBo

通过以上的叙述回答下列问题：

（1）如果该小组的同学利用上述的实验装置来探究加速度与质量、外力的关系时，

平衡摩擦力后，还需满足时物块的合外力近似等于钩码的重力，则物块在长

木板上下滑时加速度的关系式为（用题中的物理量表示）；

（2）实验前，该小组的同学己经平衡了摩擦力，如图所示，不挂Q,滑块能匀速滑

行，则（填“可以”或“不可以”）用该装置验证PQ组成的系统的机械能守

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14.（2017秋•城厢区校级期中）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,

实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,

滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电

传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过

光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

①用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，则＜1=mm。

②调整气垫导轨水平，滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码

Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若滑

块质量M、两光电门间距离L、△□、At2.d和重力加速度g己知。上述物理量间

若满足关系式，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

③下列因素中可能增大实验误差的是

A.气垫导轨未调水平B.未满足M»m

C.遮光条宽度太大D.两光电门距离过小。

15.（2017春•荔湾区校级期末）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验

装置如图1所示。倾斜的球槽中放若干个小铁球，闭合开关K,电磁铁吸住第1个

小球。手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速

恢复，电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个

小球开始下落……这样，就可测出多个小球下落的总时间。

①在实验中，下列做法正确的有。

A.实验中使用的小球应选择密度大的实心小球

B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方

C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

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D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时

②实验测量H及对应10个小球小落的时间总时间T.通过改变H,得到了几组的H、

T的数据，画出了H-T2图象如图2所示。根据图象，可求出重力加速度g=

m/s2.（结果保留三位有效数字）

③在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法。

16.（2017•桐乡市模拟）（1）在实验室做常规实验时经常用到“重物”，有时还需要用

“重物”改变小车的质量，请为下列实验从图1中选择正确的“重物”（填编号，可

能多选）：

①验证机械能守恒定律:②探究小车加速度与力、质量的关系

（2）某同学设计了一个研究平抛运动初速度的实验装置，如图2所示。在水平桌面

上放置一个斜面，让钢球从斜面上滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，他把桌子

搬到竖直墙附近，使做平抛运动的钢球能打在附有白纸和复写纸的墙上，记录钢球

的落点，改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。

如果该同学第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置静止释放钢球，在白纸上得

到痕迹A.以后每次将桌子向后移动距离x=10.00cm,重复刚才的操作，依次在白

纸上留下痕迹B、C、D,测得B、C间距离y2=14.58cm,C^D间距离y3=24.38cm,

根据以上直接测量的物理量得小球平抛的初速度为vo=（用x、y2、y3、g

表示），小球下落BC高度所用时间t=s；若痕迹D刚好位于墙脚，桌子的

高度为m.（②问的计算结果都保留两位有效数字，g取9.80m/s2）

17.（2017秋•景泰县校级期中）某实验小组成员用如图1所示的装置验证机械能守恒

定律，所用重物的质量为m.

（1）图2为实验中打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,

测出A距起始点O的距离为so,点AC间的距离为si,点CE间的距离为s2,

使用交流电的频率为f.则打下C点时重物的速度大小为.

（2）若当地重力加速度为g,选取从O到C的过程，要验证机械能守恒，则只需验

证表达式成立即可.

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S3

（3）由于阻力的存在影响了该实验精度，某同学利用纸带上多个计时点到0点的

2

距离h,算出打下这些点时重物对应的速度v,以h为横轴，以匚为纵轴画出了如

2

图3所示的图线.测得图线的斜率为k,则求得重物和纸带受到的阻力大小

为.

18.（2017秋•陆川县校级期中）用如图（甲）所示的实验装置验证机械能守恒定律.松

开纸带，让重物自由下落，电火花打点计时器在纸带上打下一系列点.对纸带上的

点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律.下面列举了该实验的几个操作步骤：

图（甲）图（乙）

A.按照图（甲）所示的装置安装器件

B.将打点计时器插接到220伏交流电源上

C.用天平测出重物的质量

D.先通电待计时器稳定工作后，再松开纸带，打出一条纸带

E.测量纸带上某些点间的距离

F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.

（1）其中操作不当的步骤是.（将其选项对应的字母填在横线处）

（2）图（乙）是装置组装正确后，在实验中得到的一条纸带，在计算图中第n个打

点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，交流电的频率为f,每两个计数点

间还有1个打点未画出，其中正确的是.（将其选项对应的字母填在横线处）

A.Vn=-^-B.Vn=2g（：T）C.Vn=12ghD-Vn=

19.（2017秋•东河区校级期中）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,

实验装置如图1所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,

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滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电

传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动，滑块上的遮

光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图2所示的电压U随时间I

变化的图象.

（1）当采用图1的实验装置进行实验时，下列说法正确的是

A.滑块P机械能守恒

B.钩码Q机械能守恒

C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒

（2）实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图2

中的At2（填”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平.

（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P

由图1所示位置释放，通过计算机得到图2所示图象，若测得△口,At2遮光条宽

度d,AB间距为L,滑块质量M,钩码质量m,若上述物理量满足关系式,

则表明上述研究对象机械能守恒.

20.（2017秋•曲阜市期中）如图所示，某实验小组利用气垫导轨和两光电门A和B验

证滑块和钩码组成的系统机械能守恒，己知滑块的质量为M,钩码的质量为m,遮

光条的宽度为d,滑块通过光电门A、B的时间分别为△口和412.滑块通过光电门

B时，钩码未落地，本地的重力加速度为g.

（1）气垫导轨调平：取下牵引钩码，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺

母，若滑块放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑块，若通过光电

门A、B的时间,则导轨水平.

（2）在本实验中，以下说法正确的是一（选填选项前的字母）.

A.遮光条的宽度应尽可能选较小的

B.选用的钩码的质量应远小于滑块的质量

C.为了减小实验误差，光电门A、B的间距应该尽可能大一些

D.用来牵引滑块的细绳可以与导轨不平行

（3）除了题目中给出的滑块的质量M和钩码的质量m、遮光条的宽度d,滑块通过

光电门A、B的时间△口、4t2重力加速度为g外，还需测量的物理量是；

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验证滑块和钩码组成的系统机械能守恒的表达式为（用已知量和测量的量表

示）.

21.（2017秋•南阳期中）如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律.左侧重

物A带有挡光片，其总质量为m,右侧重物B质量为M,两重物由跨过光滑定滑轮

的组绳相连.光电门可以测量挡光片经过光电门时的挡光时间，挡光片的宽度用b

表示，挡光片与光电门之间的距离用h表示，挡光片通过光电门时的平均速度可看

成挡光片通过光电门时的瞬时速度.实验时两重物由静止开始运动，重物B的质量

M大于重物A和挡光片的总质量m.

（1）实验开始之前，先用游标卡测量挡光片的宽度.

（2）在实验过程中，与光电门相连的数字毫秒计记录下挡光片的挡光时间为t,则

挡光片通过光电门时的瞬时速度可表示为v=.（用题中所给字母表示）

（3）两重物从静止开始运动，当挡光片经过光电门时，两重物组成的系统动能增加

量可表示△£!<=,系统的重力势能减少量可表示为aEpn,在实验

误差允许的范围内，若满足△Ek=Z\Ep,则可认为系统的机械能守恒.（重力加速度

为g）

（4）为了减小偶然误差，实验时多次改变挡光片到光电门的距离h,作出的v2-h

图象为一直线，并测得该图象的斜率为k,则重力加速度表达式g=.

光电门

22.（2017春•资中县校级月考）在《验证机械能守恒定律》的实验中，电源频率是50Hz.某

同学选择了一条理想纸带，各记数点到。点的距离已记录在各记数点下，如图所示.O

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点是打的第一个点，1、2、3是连续相邻的点.实验选用重锤质量为0.1kg,请由纸

带求出重物下落中由O到2的过程中，动能增加了J；重力势能减少多少

J;由这些结果可得出结论.（计算中g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字.）

单位：mm346.2400.0457.7

23.（2017秋•赣州期中）实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验.量角器

中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静

止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门.实验

装置如图1所示.本实验需要测的物理量有：小球的直径d,细线长度L,小球通过

光电门的时间△口小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为0.

图1

（1）除了光电门、量角器、细线外，还有如下器材可供选用:

A.直径约2cm的均匀铁球

B.直径约5cm的均匀木球

C.天平

D.时钟

E.最小刻度为毫米的米尺

F.游标卡尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择

（填写器材前的字母标号）.

（2）测出小球的直径为d,小球通过光电门的时间为At,可得小球经过最低点的瞬

时速度v=.测小球直径时游标尺位置如2图所示，用精确度为0.1mm的游

标卡尺测得一物体的长度为1.34cm,这时候游标尺上的第条刻度线与主尺上

的mm刻度线对齐.

（3）若在实验误差允许的范围内，满足，即可验证机械能守恒定律（用题

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给字母表示，当地重力加速度为g）.

（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角0,测出对应情况下，小球

通过光电门的速度v,为了直观地判断机械能是否守恒，应作图象.

24.（2017秋•吉林月考）某同学利用图示装置探究一个小物体自由下落过程中机械能

是否守恒，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器.实验时测得小物体上宽

度为d的挡光片通过A的挡光时间为U,通过B的挡光时间为t2.重力加速度为g,

A、B两位置间的距离为h.

（1）小物体经过AB光电门时的速度分别为VA=,VB=.

（2）若（乂-）2_（_±）2=_______,则小物体自由下落体运动过程中的机械能是守

ti

恒的.

25.（2017秋•宜宾期中）如图甲所示，在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用

包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物.将蘸有颜料的毛笔固定在电动

机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器.烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒

竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号.设毛笔接触棒时不影响棒的运

动，测得记号之间的距离如图乙所示，电动机铭牌上标有“1200r/min”字样.

7654321

'1-146.0-，i22.0,98.(>(74.o4o.0^f

单位，mm

根据以上内容回答下列问题:

（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T=s；

（2）在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内，棒动能的增加量为J,

重力势能的减少量为J.由此可得出的结论是.（取g=9.8m/s2,结果

保留三位有效数字）

26.（2017秋•临胞县月考）A、B两个物体分别系在一条跨过定滑轮的轻绳两端，已知

A比B的质量大，B物体上有一遮光窄片，1、2是两个光电门，用此装置验证机械

能守恒定律.用卡尺测出遮光片的宽度d,物体释放后光电门1、2记录了遮光片时

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的遮光时间tl、t2,已知重力加速度为g.

经过时的这光时间C能方知城皮为

（1）B物块经过光电门1的速度为

（2）实验中测出A、B两物块质量mA和mB还需要测量的物理量是

（3）用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式：.

27.（2017春•九龙坡区校级月考）在用图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”

的实验中

（1）根据图上所得的数据（已用字母表示）来验证机械能守恒定律；所需器材有：

天平、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、交

流电源，不必要的器材是此外还缺少的器材是

（3）根据图2中的纸带，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,打点

计时器打点周期为T,重物质量为m,重力加速度为g,则：

①根据这些条件计算打C点时重物下落的瞬时速度的表达式为Vc=（用Si、

S2、T表示）

②若要验证O点到c点过程中重物的机械能守恒，则需要验证的等式为

（用m、g、so、si、S2、T表示）

28.（2017•黄州区校级模拟）如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机

械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下

落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H

>>d）,光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g,则：

试卷第16页，总33页

1

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=mm；

（2）小球经过光电门B时的速度表达式为v=；

（3）多次改变高度H,重复上述实验，作出的图象为通过原点的直线，如

t2

图所示，由此判定小球下落过程中机械能守恒，则图象中图线的斜率k=（结

果用d和g表示）;

（4）实验中发现动能增加量aEk总是稍小于重力势能减少量4Ep,增加下落高度后,

则△Ep-AEk将（选填“增加”、“减小”或“不变”）.

29.（2017春•荔湾区校级期末）某同学利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒

定律.

（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.

甲

（2）某小组按照正确的操作选得纸带如图乙.其中。是下落的起始点，A、B、C是

打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记

录在图中.（已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,重锤质量为m=1kg,计算结果均

保留3位有效数字）

①图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是段的读（填OA,OB

或OC）,应记作cm；

甲、乙两位同学根据图乙纸带记录的重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律.

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②甲同学用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度VB,则求得该过程中重锤的

动能增加量△£!<=J,重力势能的减少量AEpuJ；

③而乙同学将打点计时器打下的第一个点0记为第1个点，图中的B是打点计时器

打下的第9个点.因此他用丫=浜计算与B点对应的瞬时速度VB,求得动能的增加

量△£'K=J.

④上述两种处理方法中，你认为合理的是同学所采用的方法（选填“甲”

或"乙”）.对于该同学的实验方案引起误差的主要原因有.

30.（2017春•东城区校级期末）某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒

定律》的实验.实验时让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上端拖着的

纸带通过打点计时器打出一系列的点.如图乙所示为实验时打出的一条纸带，选取

纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E.测出C点距起始下落点O的距离OC=

50.00cm,点A、E间的距离为AE=24.00cm.已知打点计时器使用的交流电周期为

0.02秒，重锤的质量m=0.20kg,当地的重力加速度g=9.80m/s2.由这些数据可以

计算出：重锤下落到C点时的动能为J,从开始下落到C点的过程中，重锤

的重力势能减少了J.

两者数值不一致的原因最可能是下列的选项

A.重锤的质量太小

B.重力加速度的值应该取lOm/sz进行计算

C.重锤牵引纸带下落过程中空气阻力和摩擦阻力消耗了一部分机械能

31.（2017春•邵东县校级期中）利用打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验,

（1）已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中

的.

试卷第18页，总33页

AB

（2）某同学在实验过程中，①在重锤的正下方地面铺海绵；②调整打点计时器的

两个限位孔连线为竖直；③重复多次实验.以上操作可减小实验误差的是

（3）实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz.完成实验后，小明用刻度尺测

量纸带距离时如图（乙），读出A、C两点间距为cm,B点对应的速度VB=

_m/s（保留三位有效数字）；

（4）若H点对应的速度为VH,重物下落的高度为hBH,当地重力加速度为g,为完

成实验，要比较ghBH与的大小（用题给字母表示）.

32.（2017春•海城区校级期末）用落体法验证机械能守恒定律的实验中:

04ABCD

♦•♦♦cm

（（62.997018777685.73

（1）运用公式mgh=1mv2时对实验条件的要求是所选择的纸带第1、2两点间的距

离应接近；

（2）若实验中所用重锤的质量为m=lkg,打点纸带如图所示，图中分别标出了点A、

B、C、D到第一个点O点的距离，且打点间隔为0.02s,则记录B点时，重锤的速

度VB=m/s,重锤的动能Ek=J,从开始下落起至B点重锤的重力势

能减小了J.（g=10m/s2,结果保留3位有效数字）

（3）根据纸带给出的相关各点的速度v,量出下落距离h,则以方丫2为纵轴，以h

为横轴作出图象应是图中的

ABCD

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33.（2017春•高台县校级期末）为进行机械能守恒定律的实验：

（1）下列实验步骤按合理的操作顺序是.

A.将电火花计时器竖直地固定在铁架台上

B.接通电源，再松开纸带，让重物自由下落

C.取下纸带，更换新纸带，重新实验

D.将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提起纸带

E.选择一条纸带，测出物体下落的高度hi、h2、h3…hn,计算处对应的瞬时速度

F.分别计算出Lnv,和mghn,在误差范围内看是否相等

2

（2）实验中，已知电火花计时器所用的电源频率为50Hz,查得当地的重力加速度

为g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为l.OOKg,实验中得到一条点迹清晰的纸带，

把第一个点计作O,另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道各点

到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm,77.76cm、85.73cm,根据以上数据,可知

重物由点O运动到C点，重力势能减少量等于J,动能的增加量等于

J.（取3位有效数字）

（3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量动能的增加量（填“大

于”、“小于”或“等于”）；

（4）分析产生误差可能的原因是（至少写出一条原因）

34.（2017春•平鲁区校级期末）使用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一

条纸带如图乙所示.图乙中。是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F…是依次

打出的点迹，量出OE间的距离为I,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期

是T=0.02s.

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有.（填入正确选项前

的字母）

A.米尺B.秒表C.0〜12V的直流电源D.。〜12V的交流电源

（2）上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式,即验证了重物

下落过程中机械能是守恒的.

试卷第20页，总33页

35.（2017春•呼图壁县校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=lkg

的重锤在下落过程中，纸带上打出了一系列的点，如图所示.在“验证机械能守恒

定律”的实验中，质量m=1kg的重锤在下落过程中，纸带上打出了一系列的点，如

图所示.相邻计数点时间间隔为T=0.02s,gIR9.8m/s2

1--f3..e13cm-kII।।I

------------4.86CMI-------►J]

M------------------7.02CM?---------------H

①纸带的（选择“左”、“右”）端与重锤相连，打点计时器打下计数点B时，物体

的速度VB=m/s（保留两位有效数字）；

②从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量J,动能

的增加量△£!<=J,在误差（保留两位有效数字）.

36.（2017春•诸暨市校级期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前

面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清

楚的纸带，同样可以验证.如图I所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标

注在纸带上，所用交流电的频率为50Hz,重锤的质量m=1kg.

7L.4ol2.7913.10I3.58I3.97I4.37I4.76I（cm）

却

（1）打A点时，重锤下落的速度为VA=,重锤的动能EkA=;

（2）打F点时,重锤下落的速度为VF=,重锤的动能EkF=;

（3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量4EP

=,动能的增加量为；

2

（4）若以重锤下落的高度h为横坐标，以2一为纵坐标，根据纸带上的一系列点算

2

出相关各点的速度v,量出对应下落距离h,则如图2的图象能正确反映重锤下落过

程的是

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图2

37.（2017春•工农区校级期末）根据学过的相关知识完成下列实验报告

实验目的验证机械能守恒定律.

实验原理

（1）在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的

机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为h,则重力势能的减少量

为mgh,动能的增加量为Lmv2,若,则说明验证了机械能守恒定

（2）如图1所示，计算打第n个点速度的方法：测出,由公式vn=算

出.

实验器材

铁架台（含铁夹），打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，,重物

（带纸带夹）.

实验步骤

（1）安装置：按图2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好

电路.

（2）打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔,

用手提着纸带使重物静止在靠近