高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律优秀同步训练题

8.5 实验：验证机械能守恒定律(原卷版)

一、单选题

1.[容易]在“探究用电火花打点计时器验证机械能守恒定律”实验中，需要下列器材中的是
天平          纸带         秒表         刻度尺．

A.  

B.  

C.  

D.

2.[较易]在用图示装置做“验证机械能守恒定律”的实验中，初始释放纸带时

A. 夹子应在靠近打点计时器处           B. 夹子应在远离打点计时器处
C. 打点计时器应在夹子与手的中间位置  D. 手应在挨近打点计时器处

3.[较易]在“验证机械能守恒定律”的实验时，一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分折正确的是

A. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B. 选用重锤的质量过大
C. 交流电源的频率大于50Hz
D. 交流电源的频率小于50Hz

4.[较易]在用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，关于重锤的选择，下列说法正确的是

A. 选择的重锤的体积越小越好
B. 应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些
C. 应选用体积和质量都较小的重锤
D. 选择的重锤体积应小一些，质量尽量地大一些

5.[一般]图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置．关于该实验，下列说法中正确的是

A. 固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直面内
B. 手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C. 实验中必须测出重锤的质量
D. 实验中必须用秒表测出重锤下落的时间

二、实验题

6.[容易]在利用重锤自由下落来“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，当地重力加速度的值为，测得所用重物的质量为，打出如图所示纸带．则
 

纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”

从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少

量是______J，此过程中物体动能的增加量

______计算结果均保留三位有效数字

7.[较易]在“验证机械能守恒定律”的实验中

实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是__________，可选择的实验器材是_________。填字母代号

下列方法有助于减小实验误差的是_____________

A.在重锤的正下方地面铺海绵

B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒

C.重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落

D.重物的密度尽量大一些。

完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图乙，已知打点计时器每打一个点，则B点对应的速度________小数点后保留2位数字

若H点对应的速度为，重物下落的高度为，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较与___________的大小关系用题中字母表示。

8.[一般]利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．
 

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. 速度变化量和势能变化量

B. 动能变化量与势能变化量

C. 速度变化量和高度变化量

D. 动能变化量和高度变化量

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________．

A.刻度尺

B.天平含砝码

C.交流电源

D. 直流电源

实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2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、、．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为设重物的质量为从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________．
 

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. 利用公式计算重物速度

B. 利用公式计算重物速度

C. 没有采用多次实验取平均值的方法

D. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响

9.[一般]某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为，得到如图乙所示的纸带．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，点A、C间的距离为，点C、E间的距离为，g取，测得重物的质量为．

下列做法正确的有________．

A.必须要称出重物和夹子的质量

B.图中两限位孔必须在同一竖直线上

C.将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器

D.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源

E.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

选取O、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________结果均保留三位有效数字

根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是下列选项中的________．

10.[一般]利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．
 

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_____填选项前的字母．

A.动能变化量与重力势能变化量

B.速度变化量和重力势能变化量

C.速度变化量和高度变化量

在实验中，已知重物质量，在纸带上打出一系列的点，O为起点，如图所示单位为cm，打点时间间隔为，重力加速度g取，那么从打O点到打B点的过程中：
 

打点计时器打下计数点B时，重物的速度________；重物的重力势能变化量________，动能变化量________结果保留两位有效数字

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________填选项前的字母．

A.利用公式计算重物速度        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     没有采用多次实验取平均值的方法

11.[一般]如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是．
 

对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的有_____．

A.精确测量出重物的质量

B.两限位孔在同一竖直线上

C.重物选用质量和密度较大的金属锤

D.释放重物前，重物离打点计时器远些

按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．

重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_______．

A.OA、OB和OG的长度B．OD、OE和OF的长度

C.OA、BD和EG的长度      D．AC、BF和EG的长度

用刻度尺测得图中AB的距离是，FG的距离是，则可得当地的重力加速度是________ 计算结果保留三位有效数字

12.[一般]某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示．现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、打点计时器、交流电源、带夹子的重物．回答下列问题：
  
              图1
部分实验步骤如下：
接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带
手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近
关闭电源，取出纸带
把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是______________填入选项前的字母
下列关于该实验的说法正确的是______。
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.选择较轻的物体作为重物实验效果更好
实验中，夹子与重物的质量，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图2所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔打一个点，当地的重力加速度。选取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量______J，动能增量______以上均要求保留2位有效数字
本实验产生误差的原因__________________________________________ ．

13.[一般]如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______。
重物选用质量和密度较大的金属锤
两限位孔在同一竖直面内上下对正
精确测量出重物的质量
用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______。

A．OA、AD和EG的长度           、BC和CD的长度
C．BD、CF和EG的长度             、BD和EG的长度

14.[较难]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：


 

如图乙用螺旋测微器测得小球直径________mm；如图丙某次读得光电门测量位置到管口的高度________cm。

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、、g表示为________。

实验中多次改变h并记录挡光时间，数据描点如图丁，请在图丁中作出图线。

根据图丁中图线及测得的小球直径，计算出当地重力加速度值________计算结果保留两位有效数字。

15.[较难]某同学设计了一个验证机械能守恒定律的实验装置，如图甲所示。在水平桌面上方固定一个力传感器，可以测量力传感器上连接细线的拉力，当地的重力加速度为g。
 

先用天平测量小球的质量m，用螺旋测微器测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径______mm；

调节悬线的长度，使小球悬吊静止时，刚好要与桌面接触。用刻度尺量出连接小球的细线的长度L；将大的直角三角板直立在水平桌面上，刻度面竖直，0刻度刚好与桌面对齐，将小球拉至与大的直角三角板接触，用小三角板确定小球最低点在大的三角板上对齐的刻度值h，由静止释放小球，由力传感器测出小球运动过程中细线拉力的最大值F，改变大的直角三角板的位置，重复实验多次，测出多组F、h；为了能直观地得到实验结果，以F为纵轴，以h为横轴作图像，如果图像是一条倾斜直线，且直线的斜率为_________用已知和所测物理量的符号表示，且直线在纵轴上的截距为_________用已知和所测物理量的符号表示，则机械能守恒定律得到验证。