人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律课堂检测

这是一份人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律课堂检测，共8页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
1.小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是( )
A.电火花计时器工作电压约为8V
B.实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器
C.实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大
D.若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒
2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是( )
A.必须要用天平称出重锤的质量
B.实验时，当松开纸带让重锤下落的同时，立即接通电源
C.开始时用手提着纸带比用夹子夹着纸带效果更好
D.实验结果应该是动能的增加量略小于重力势能的减小量
3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得各点的瞬时速度，以及与此相对应的重物下落距离h，以为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出图线，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，则得到的图像可能是( )
A.B.C.D.
4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，通过打点计时器得到的纸带如图所示，在纸带上选取了0~6的计数点，并用刻度尺依次测量出了相邻两点之间的距离。则下列选项正确的是( )
A.纸带中第一个计数点的速度必须为零
B.可将计数点1~5的瞬时速度利用平均速度直接求出
C.由于0、6两计数点为纸带的端点，因此不能计算出这两点的速度
D.由题中的数据计算出的加速度应为当地的重力加速度
5.用自由落体运动验证机械能守恒定律就是看是否等于（n对应打下的第n个点）。关于该实验的下列说法中正确的是（ ）
A.打点计时器打第一个点O时，重物的速度为零
B.是计时点n到第一个点O的距离
C.m为重物的质量，需用天平称量
D.可以用计算，其中（T为打点周期）
6.下列关于“探究机械能守恒定律”实验误差的说法中,正确的是( )
A.重锤质量的称量不准会造成较大误差
B.重锤质量选用得大些,有利于减小误差
C.重锺质量选用得小些,有利于减小误差
D.纸带下落和打点不能同步会造成较大误差
7.某同学用如图所示的装置，来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是( )
A.该实验中，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料
B.该实验中，可以由公式求出打某点的纸带的速度
C.该实验中，应先接通电源后释放重物
D.该实验中，打点计时器接到电源的直流输出端上
8.用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度大小为，测得所用重物的质量为1.0kg。下图是按实验要求正确地选出的纸带（打点的时间间隔为0.02s）。
（1）纸带的________（选填“左”或“右”）端与重物相连。
（2）打点计时器打下计数点B时，重物的速度________m/s。
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量________J，此过程中重物动能的增加量________J。（计算结果均保留2位有效数字）
（4）通过计算，________（选填“＞”“＝”或“＜”），这是因为________________。
（5）实验的结论是：在实验误差允许的范围内，重物的机械能守恒。
9.如图1为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：
A.将气垫导轨安装好后放在水平桌面上；
B.测出挡光条的宽度d；
C.测出光电门1到光电门2的距离L；
D.释放滑块，读出挡光条通过两光电门的挡光时间分别为和；
E.用天平称出滑块（包括遮光条）的质量为M、槽码和挂钩的总质量m；
F.…
回答下列问题：
①游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度_________mm；
②打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是_________；
③在实验误差允许范围内满足关系____________时，可验证机械能守恒定律（用以上测得的物理量符号表示）。
参考答案
1.答案：D
解析：A、电火花计时器应接220V的交流电源，故A错误；
B、如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点，再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故B错误；
C、重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能有部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量略大于动能的增加量，故C错误；
D、前面的纸带损毁，利用后面纸带的从个相距较远的两点也能验证机械能守恒律：利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可分别求出打下这两点的速度，进而可求出动能的增加量，量出两点的距离后，可以求出重力势能的减小量，然后两者对比，即可验证，故D正确。
2.答案：D
解析：A.验证机械能守恒的实验中，根据实验原理，需要验证下列方程成立，即
则不需要天平称量质量，故A错误；
B.如果先放开纸带让重物下落，立即接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；应先接通电源，再释放重锤，故B错误；
C.应用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大，故C错误；
D.由于阻力的影响，产生内能，根据能量守恒定律知，实验结果总是动能的增量略小于重力势能的减小量，故D正确。
故选D。
3.答案：C
解析：由得，可知，所画图线应是一条过原点的直线。
4.答案：B
解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，计数点可以任意选择，没必要必须从速度为零的起点开始，A错误；计算瞬时速度是利用平均速度等于中间时刻的瞬间速度求出的，B正确；根据运动学公式可将0、6两计数点的速度计算出来，C错误；由题中的数据计算出的加速度已包含了空气阻力的影响，D错误。
5.答案：AB
解析：实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律，因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零。与分别表示打第n个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，应利用纸带上的数据求出，若用求则已默认机械能守恒了，验证实验也就变得无意义了。本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式的两边都有m，故只要成立，则就成立，机械能守恒定律也就被验证了，故选项A、B正确，C、D错误。
6.答案：BD
解析：在“探究机械能守恒定律”实验中,只需比较与的值即可验证机械能守恒定律是否成立,与重锤质量无关。若将重锤质量选得大些,则在重锤下落过程中,空气阻力可忽略不计,有利于减小误差。纸带下落和打点不能同步有两种情况:(1)重锤和纸带先下落,打点计时器后打点;(2)打点计时器先打点,重锤后下落。(1)所述的情况会使最初两点间距离较正常间距偏大,用此纸带进行数据处理,其结果是重锤在打第一个点时就有了初动能,如果用第一个点作为基准点,会使重锤动能的增加比重锤重力势能的减少量大;(2)所述情况会造成最初几个点的点迹不清,不便于进行长度的测量。
7.答案：AC
解析：A.为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，故A正确。
B.实验时不能根据求解瞬时速度，否则默认机械能守恒，失去验证的意义，故B错误。
C.实验时应先接通电源后释放重物，故C正确。
D.打点计时器接到电源的交流输出端上，故D错误。
故选：AC
8.答案：（1）左（2）0.98（3）0.49；0.48（4）＞；实验中存在阻力
解析：（1）由图可得，纸带上O点靠近重物，所以左端与重物相连。
（2）打下计数点B时
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量
此过程中重物动能的增加量
（4）通过计算，；
因为实验中存在阻力。
9.答案：①9.8②保证气垫导轨水平③
解析：①宽度。
②导轨上的滑块能在短时间内保持静止目的是保证气垫导轨水平；
③对于整个系统，若机械能守恒，则遮光条通过光电门1到光电门2的动能的增加量等于槽码和挂钩重力势能的减小量，即