人教版（2019）必修第二冊(cè)《8.5 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》2024年同步練習(xí)卷（14）

一、填空題

• 1．如圖甲所示，某同學(xué)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，得到了如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為h_A，h_B，h_C，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,設(shè)重物的質(zhì)量為m,從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能的減少量為

  ，應(yīng)該略

  （選填“大于”或“小于”）動(dòng)能的增加量。
  
  組卷：38引用：4難度：0.8

  解析

• 2．某同學(xué)利用如圖甲裝置驗(yàn)證重錘自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．如圖乙為他得到的一條紙帶，在紙帶上取6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.02s,其中1，2，3點(diǎn)相鄰，4，5，6點(diǎn)相鄰，在3點(diǎn)和4點(diǎn)之間還有若干個(gè)點(diǎn)．s₁是1，3兩點(diǎn)的距離，s₂是4，6兩點(diǎn)的距離，s₃是2，5兩點(diǎn)的距離．
  （1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的有

  ．
  A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可接在兩節(jié)干電池上
  B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先松開(kāi)紙帶，然后迅速打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
  C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后松開(kāi)紙帶
  D．紙帶應(yīng)理順，穿過(guò)限位孔并保持豎直
  （2）點(diǎn)2速度的表達(dá)式v₂=

  ．
  （3）該同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)是s₁=4.00cm,s₂=8.00cm,s₃=16.00cm,質(zhì)量為m的重物從點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)5過(guò)程中，動(dòng)能增加量為

  m,勢(shì)能減少量為

  m.（重力加速度g取10m/s²）
  （4）在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔE_K總小于系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔE_P，指出產(chǎn)生這個(gè)系統(tǒng)誤差的原因：

  ．
  組卷：106引用：4難度：0.7

  解析

• 3．與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，數(shù)字計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)的，數(shù)字計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。現(xiàn)利用圖乙所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門。讓滑塊從斜面的頂端滑下，與光電門1、2各自連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出）顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10^-2s、2.00×10^-2s。
  
  已知滑塊質(zhì)量2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門1和2之間的距離為0.540m,g=9.8m/s²，取滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為其平均速度。
  （1）滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v₁=

  m/s,通過(guò)光電門2時(shí)的速度v₂=

  m/s；
  （2）滑塊通過(guò)光電門1、2之間的動(dòng)能量增加量為

  J，重力勢(shì)能的減少量為

  J。
  組卷：44引用：6難度：0.5

  解析

二、實(shí)驗(yàn)題

• 4．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
  
  ①用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d,用量角器測(cè)出氣墊導(dǎo)軌的傾角θ；
  ②測(cè)量擋光片到光電門的距離x；
  ③由靜止釋放滑塊，記錄數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示擋光片的擋光時(shí)間t；
  ④改變x,測(cè)出不同x所對(duì)應(yīng)擋光片的擋光時(shí)間t。
  根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)回答：
  （1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度時(shí)的結(jié)果如圖2所示，則擋光片的寬度d=

  mm；
  （2）滑塊通過(guò)光電門時(shí)速度的表達(dá)式v=

  （用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量符號(hào)表示）；
  （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組x、t數(shù)據(jù)，可繪制

  x

  -

  1

  t

  2

  圖象，圖象的縱坐標(biāo)為x,橫坐標(biāo)為

  1

  t

  2

  如果滑塊下滑過(guò)程符合機(jī)械能守恒定律，則圖象應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，其斜率k=

  （用d、θ、g表示，其中g(shù)為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?/h2>
  組卷：31引用：2難度：0.5

  解析

• 5．用如圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
  
  （1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含夾子）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，還需要使用的一組器材是

  。
  A.直流電源、天平（含砝碼）
  B.直流電源、刻度尺
  C.交流電源、天平（含砝碼）
  D.交流電源、刻度尺
  （2）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取連續(xù)打出的5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)得C、D、E三個(gè)點(diǎn)到起始點(diǎn)O的距離分別為h_C、h_D、h_E。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m,則從打下O點(diǎn)到打下D點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少量為

  ，動(dòng)能增加量為

  。（用上述測(cè)量量和已知量的符號(hào)表示）
  （3）很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，你認(rèn)為原因是

  。
  （4）對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，有的同學(xué)提出研究的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的起點(diǎn)必須選擇在O點(diǎn)，你同意這種看法嗎？如果同意請(qǐng)你說(shuō)明理由；如果不同意，請(qǐng)你給出當(dāng)起點(diǎn)不在O點(diǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒的方法？
  組卷：52引用：11難度：0.5

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二、實(shí)驗(yàn)題

• 14．在用“落體法”做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示。他舍棄前面密集的點(diǎn)，以O(shè)為起點(diǎn)，從A點(diǎn)開(kāi)始選取紙帶上連續(xù)點(diǎn)A、B、C…，測(cè)出O到A、B、C……的距離分別為h₁、h₂、h₃……已知電源的頻率為f,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
  （1）打B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度v_B為

  。
  （2）小明利用數(shù)據(jù)描出的v²-h圖線如圖乙所示。圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

  。
  （3）根據(jù)v²-h圖象計(jì)算出該直線斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，當(dāng)k=

  時(shí)，重錘在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。
  組卷：235引用：6難度：0.7

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• 15．利用計(jì)算機(jī)和力傳感器可以比較精確地測(cè)量作用在掛鉤上的力，并能得到掛鉤所受的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掛鉤位置可認(rèn)為不變。某同學(xué)利用力傳感器和單擺小球來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
  
  ①如圖甲所示，固定力傳感器M；
  ②取一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，一端連接一小鐵球，另一端穿過(guò)固定的光滑小圓環(huán)O，并固定在傳感器M的掛鉤上（小圓環(huán)剛好夠一根細(xì)線通過(guò)）；
  ③讓小鐵球自由懸掛并處于靜止?fàn)顟B(tài)，從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示；
  ④讓小鐵球以較小的角度在豎直平面內(nèi)的A、B之間擺動(dòng)，從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖丙所示。
  請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
  （1）小鐵球的重力為

  。
  （2）為了驗(yàn)證小鐵球在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等，則

  。
  A．一定得測(cè)出小鐵球的質(zhì)量m
  B．一定得測(cè)出細(xì)線離開(kāi)豎直方向的最大偏角θ
  C．一定得知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的大小及圖乙和圖丙中的F₀、F₁、F₂的大小
  D．只要知道圖乙和圖丙中的F₀、F₁、F₂的大小
  （3）若已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)測(cè)得了第（2）小問(wèn)中所需測(cè)量的物理量，則為了驗(yàn)證小鐵球在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等，只需驗(yàn)證

  等式是否成立即可。（用題中所給物理量的符號(hào)來(lái)表示）
  組卷：157引用：5難度：0.7

  解析