终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    8.5实验:验证机械能守恒定律提高优化-2022-2023学年人教版(2019)高中物理必修第二册 试卷
    立即下载
    加入资料篮
    8.5实验:验证机械能守恒定律提高优化-2022-2023学年人教版(2019)高中物理必修第二册 试卷01
    8.5实验:验证机械能守恒定律提高优化-2022-2023学年人教版(2019)高中物理必修第二册 试卷02
    8.5实验:验证机械能守恒定律提高优化-2022-2023学年人教版(2019)高中物理必修第二册 试卷03
    还剩15页未读, 继续阅读
    下载需要5学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    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复习练习题

    展开
    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 实验:验证机械能守恒定律复习练习题,共18页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。

    8.5实验:验证机械能守恒定律提高优化(含答案)

    一、单选题

    1验证机械能守恒定律的实验中,不是必需的实验仪器是(  )

    A交流电源 B天平 C打点计时器 D带夹子的铁架台

    2如图所示,是用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.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将连有重锤的纸带穿过限位孔,把重锤提升到靠近打点计时器并静止

    3小明利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验,下列说法正确的是(  )

    A必须用天平测量重物的质量

    B必须用秒表测出下落时间t,通过计算出瞬时速度

    C应先释放纸带,再接通电源

    D打点计时器使用的是交流电源

    4如图所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平面内

    B手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好

    C实验中必须测出重物的质量

    D实验中必须用秒表测出重物下落的时间

    5在做“验证机械能守恒定律”的实验时,以下说法中正确的是(  )

    A选用重锤时,密度大体积小的比密度小体积大的好

    B选用重锤时,密度小体积大的比密度大体积小的好

    C选用的重锤一定要测其质量

    D重锤的质量大小与实验准确性无关

    6验证机械能守恒定律的实验中,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的砝码

    C质量为200g的木球 D质量为10g的塑料球

    7在“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选择的重铺的体积越小越好

    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

    8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06两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

    9用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。根据纸带算出相关各点的速度v,测量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图像应是(  )

    A B C D

    10如图所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平面内

    B手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好

    C实验中必须测出重物的质量

    D实验中可以用干电池作为电源

    11如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置,利用该装置进行实验,下列说法正确的是(  )

    A需要用秒表测出重物下落的时间

    B需要测出重物的质量

    C打点计时器应接直流电源

    D应先接通电源,后释放纸带

    12关于“验证机械能守恒定律”的实验中,以下说法正确的是(  )

    A实验中摩擦不可避免,因此纸带越短越好,因为纸带越短,克服摩擦力做的功就越小,误差就越小

    B称出重锤的质量

    C纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm,则无论怎样处理实验数据,实验误差一定较大

    D处理打完点的纸带时,可以直接利用打点计时器打出的实际点迹,而不必采用“计数点”的方法

    13频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法,在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置。如图所示是小球在竖直方向运动过程中拍摄的频闪照片,相机的频闪周期为T,利用刻度尺测量相片上23451位置之间的距离分别为x1x2x3x4。下列说法正确的是(

    A小球一定处于下落状态

    B小球在2位置的速度大小为

    C小球的加速度大小为

    D频闪照相法可用于验证机械能守恒定律

    14在《验证机械能守恒定律》实验中,打的一条纸带如下图所示,O点为打的第一点,选取OP段验证机械能守恒,O1…P为打的连续的点,打点时间间隔为T,重力加速度为g,下列说法中正确的有(

    AP点时纸带速度用vn=ngT计算

    BP点时纸带速度用vn=vn=计算

    CO1两点之间间隔应略小于2mm

    D测量重锤质量用天平,不需要测重力

    E.h为横坐标,v2为纵坐标,P点(hnvn2)与坐标原点所连直线的斜率表示重力加速度g

    15如图1所示,用重物牵引小车在水平面上由静止开始运动,小车后面连接纸带,打点计时器在纸带上打下一系列点。图2为一次实验得到的纸带,ABC为打点计时器在纸带上打下的三个点。下列说法正确的是(  )

    A2中的纸带的右端与小车相连

    BABBC两个过程中小车动能的变化量相等

    C若将小车的质量加倍,则小车的加速度一定减为原来的

    D重物的质量越大,绳上拉力与重物重力的比值越小

    二、实验题

    16某同学想利用图示装置探究系统机械能守恒问题,设计了如下实验:

     

    ①将质量分别为的质量含遮光片的小球AB分别固定于一轻杆的左右两端,杆呈水平且处于静止状态,测量出转轴OA球的距离和到B球的距离,光电门放置于转轴O的正下方,与转轴O的距离也为

    ②释放轻杆使AB两球随轻杆顺时针转动,光电门记录遮光片遮光的时间为

    ③测量出遮光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律;

    ④改变小球B的质量,多次重复①~③步骤。

    1)小球B经过光电门时的速度表达式为vB_____用题中测量量表示,此时小球A的速度表达式为vA_____用题中测量量表示

    2)如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为________已知重力加速度为g,用题中测量量表示

    17一位同学为验证机械能守恒定律,利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有:铁架台、光电门12、轻质定滑轮、通过不可伸长的细绳连接的钩码ABB左侧安装挡光片)。

    实验步骤如下:

    如图1,将实验器材安装好,其中钩码A的质量比B大,实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接,细绳都处于竖直方向,系统静止。

    用剪刀剪断钩码B下方的细绳,使BA带动下先后经过光电门12,测得挡光时间分别为t1t2

    用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d,如图2,则d________mm

    用挡光片宽度与挡光时间求平均速度,当挡光片宽度很小时,可以将平均速度当成瞬时速度。

    用刻度尺测量光电门12间的距离LLd)。

    查表得到当地重力加速度大小为g

    为验证机械能守恒定律,请写出还需测量的物理量(并给出相应的字母表示)________,用以上物理量写出验证方程_________

    实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,请写出一条产生误差的原因_________

    18研究表明转动物体也具有动能,称为转动动能。转动动能属于机械能。某同学使用如图装置来探究“转动动能与角速度的关系”。质量不可忽略的滑轮可绕固定光滑轴自由转动,轻质细绳绕在滑轮的边缘,另一端连接装有遮光片的小球,光电门位于遮光片正下方。每次实验小球距光电门一定高度由静止释放,轻绳与滑轮之间不打滑。实验中测出了小球(含遮光片)的质量m、滑轮直径D、遮光片宽度d和遮光片通过光电门的时间,重力加速度为g,空气阻力可忽略。

    1)用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示,则遮光片宽度d=__________

    2)遮光片通过光电门时的速度v=_________;此时滑轮转动的角速度__________。(用题中所给物理量的符号表示)

    3)若小球下落过程中,小球和滑轮组成的系统机械能守恒。释放小球时遮光片中心与光电门中心的高度差为h,遮光片通过光电门的时间为,则当遮光片通过光电门时滑轮的转动动能Ek=_____________。(用题中所给物理量的符号表示)

    4)改变重物释放高度,多次重复上述实验得到表中所列数据。

    次数

    1

    2

    3

    4

    rad/s

    4.0

    8.0

    11.9

    19.7

    EkJ

    0.0010

    0.0040

    0.0089

    0.024

    由此可判断滑轮转动动能Ek与角速度的关系为___________

    A.                B.            C.

    19某同学利用如图所示的装置验证系统机械能守恒定律,操作步骤如下:

    ①用天平测量两铁质小圆柱体的质量分别为

    ②用刻度尺测量小圆柱体与光电门的高度差h,用10分度的游标卡尺测量的厚度d(竖直方向上),实验中高度差h远大于小圆柱体的厚度d

    ③安装如图所示的实验装置,用手托住,让细绳伸直且系统保持静止;

    ④释放,测得经过光电门的挡光时间为t。以系统为研究对象,计算过程中系统势能的减少量,与动能的增加量来验证系统的机械能是否守恒。

    回答下列问题(取):

    1)用10分度的游标卡尺测量的厚度(竖直方向上),示数如图所示,则_________

    2)若测得遮光时间,则系统动能的增加量_______J;测得释放前与光电门的高度差为,则系统势能的减少量________J。(计算结果均保留3位有效数字)

    3)百分误差是衡量实验精确度的重要标准,其定义为百分误差,中学阶段学生实验的要求。本实验将重物重力势能的变化量作为“实际值”,将重物动能变化量作为“测量值”,请判定该实验中系统的机械能否在误差允许范围内守恒?______________(填“守恒”或“不守恒”)。

    4)调整光电门高度,测得多组不同高度h对应的遮光时间t的数据,该同学决定不计算速度,仅作出图像,若图线为过原点的直线,则下列说法正确的是_________

    A.应该描绘关系图像

    B.应该描绘关系图像

    C.若直线斜率,则能证明系统机械能守恒

    D.若直线斜率,则能证明系统机械能守恒


    参考答案

    1B

    【详解】

    要验证重物动能的增加量与重力势能的增加量是否相等,即看是否有这样的关系有

    质量可以约去,所以不需要天平,要测量下落的高度和瞬时速度,在纸带处理时需刻度尺,用打点计时器需要交流电源,还要带夹子的铁架台固定打点计时器,则不要的器材为天平

    故选B

    2D

    【详解】

    A.打点计时器应接交流电源,故A错误;

    B.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,可以提高纸带的利用率,故B错误;

    C.我们可以通过打点计时器计算时间,不需要秒表,故C错误;

    D.固定好打点计时器,将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提住,将纸带和重锤提升到一定高度,尽量靠近打点计时器。故D正确。

    故选D

    3D

    【详解】

    A.要验证的是mgh是否相等,即验证gh是否相等,故不需要用天平测量重物的质量,A错误;

    B.若用来计算瞬时速度v,则相当于用机械能守恒定律来验证机械能守恒定律,B错误;

    C.为了有效使用纸带,实验时应先接通电源,再释放纸带,C错误;

    D.打点计时器必须采用交流电源才能正常工作,D正确。

    故选D

    4A

    【详解】

    A.为了减小限位孔的摩擦力,固定打点计时器时,其限位孔必须在同一竖直面内,故A正确;

    B.为了防止手影响纸带的运动,手应远离打点计时器抓住纸带的末端,故B错误;

    C.验证机械能守恒定律,即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,两端都有质量,可以约去,所以不需要测量重物的质量,故C错误;

    D.实验不需要时间,所以不需要用秒表测出重物下落的时间,故D错误。

    故选A

    5A

    【详解】

    ABD.验证机械能守恒定律实验中,由于重锤要克服空气阻力做功,从而产生系统误差,选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响,从而减小误差,故A正确,BD错误;

    C.因验证量中都含有质量,可以约去,故不用测重锤的质量,C错误。

    故选A

    6A

    【详解】

    由于实验中受到空气阻力和纸带的摩擦阻力,所以我们应找体积较小,质量较大的物体作为研究对象,故A正确,BCD错误。

    故选A

    7D

    【详解】

    选择重锤时既要考虑减小空气阻力,又要考虑实验的方便、可操作,即实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少阻力的影响,故选D

    8B

    【详解】

    A.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,故A错误;

    B.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,故B正确;

    C.根据运动学公式可知

    即可求出0点速度,同理可得到6点的速度,故C错误;

    D.由题中的数据计算出的加速度已包含了空气阻力的影响,故D错误。

    故选B

    9C

    【详解】

    由机械能守恒定律得:

    mghmv2

    gh,可以看出h成正比例关系,图线是过原点的直线,ABD错误,C正确。

    故选C

    10A

    【详解】

    A.为了减小限位孔与纸带间的摩擦,两限位孔必须在同一竖直平面内,故A项正确;

    B.手抓纸带的位置应远离打点计时器,故B项错误;

    C.根据机械能守恒定律

    可知重物的质量可以不测,故C项错误;

    D.打点计时器使用交流电,干电池为直流电源,故D项错误

    11D

    【详解】

    A.通过打点计时器计算时间,不需要秒表,故A错误;

    B.根据减小的重力势能转化为动能的增加,则有,等式两边的质量可约去,故B错误;

    C.打点计时器应接交流电源,故C错误;

    D.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,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,故D正确。

    故选D

    12D

    【详解】

    A.在打纸带时,纸带太短了,不易打出符合实验要求的纸带,A错误;

    B.由于

    质量可以约去,故不需要称出重锤的质量,B错误;

    C.纸带上第12两点的间距不接近2mm,是由于通电后释放重锤时操作不同步造成的,不会影响验证结果,C错误;

    D.处理纸带时,由于自由落体加速度较大,纸带上点迹距离较大,故可直接用实际点迹测量研究,D正确。

    故选D

    13D

    【详解】

    A.小球下落时,相同时间内的位移逐渐变大;上升阶段,相同时间内的位移逐渐减小,则由图不能确定小球上升还是下落状态,选项A错误;

    BC.因小球在竖直方向的运动不一定是匀变速运动,故小球在2位置的速度大小不一定为,加速度也不一定是,选项BC错误;

    D.频闪照相法可用于验证机械能守恒定律,选项D正确。

    故选D

    14C

    【详解】

    Avn=ngT是自由下落nT时的速度,自由下落时本身机械能就守恒,在《验证机械能守恒定律》实验中,由于不可避免的存在阻力,显然打P点时纸带速度不能用vn=ngT计算,故A错误;

    BP点是相邻的前后两点的中间时刻,打P点时纸带速度用vn=计算,但不能用vn=计算,vn=是自由下落hn时的速度,故B错误;

    CO1两点之间的时间间隔为T=0.02s,根据

    h=gT2=9.80.022m=1.96mm

    所以O1两点之间间隔应略小于2mm,故C正确;

    D.根据机械能守恒的表达式:mgh=mv2,质量m在等式两边可以消去,故不需要用天平测量物体的质量,故D错误;

    E.根据机械能守恒的表达式

    mgh=mv2

    约去质量得v2=2gh,以h为横坐标,v2为纵坐标,v2-h图线应该是过原点的直线,P点(hnvn2)与坐标原点所连直线的斜率为2g,即直线斜率的大小表示重力加速度的2倍,故E错误。

    故选C

    15D

    【详解】

    A.从图2可以看出,从左往右速度越来越大,所以图中的纸带的左端与小车相连,选项A错误;

    BABBC两个过程中下降高度不等,重力势能变化不等,根据能量守恒可知小车动能的变化量不相等,选项B错误;

    C.以小车和重物整体有

    若将小车的质量加倍,则小车的加速度不一定减为原来的,选项C错误;

    D.以小车为研究对象有

    则绳上拉力与重物重力的比值

    所以重物的质量越大,绳上拉力与重物重力的比值越小,选项D正确。

    故选D

    16            

    【详解】

    1[1]由于遮光片通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度,小球B经过光电门时的速度为

    [2]根据AB角速度相等,则有

    此时小球A的速度为

    2[3]AB为一系统,则其重力势能的减少量为

    动能的增加量为

    若机械能守恒,则满足

    176.710    钩码AB的质量m1m2        克服空气阻力和摩擦阻力做功,导致机械能减少   

    【详解】

    ③[1]根据螺旋测微器测量原理可得

    d6.5mm21.0×0.01mm6.710mm

    ⑦[2][3]设钩码AB的质量分别为m1m2,挡光片经过光电门12的速度分别为

    AB构成的系统,据机械能守恒定律可得

    联立可得

    所以为验证机械能守恒定律,还需测量钩码AB的质量m1m2

    ⑧[4]由于纸带在下落过程中,重物会受到空气阻力,纸带会受到摩擦阻力,克服空气阻力和摩擦阻力做功,导致机械能减少。

    185.800mm                C   

    【详解】

    1[1]螺旋测微器的固定刻度读数为5.5mm,可动刻度读数为

    读数为

    2[2][3]时间很短时平均速度可替代瞬时速度,遮光片通过光电门时的速度

    所以

    3[4]系统机械能守恒,所以小球损失的机械能转化为滑轮的转动动能,

    4[5]由表中实验数据可知:Ekω2成正比,AB错误,C正确。

    故选C

    191.14    0.600    0.608    守恒    B   

    【详解】

    (1)[1] 的厚度为

    (2)[2]小圆柱的速度为

    系统动能的增加量

    [3] 系统势能的减少量

    (3)[4] 百分误差为

    该实验中系统的机械能在误差允许范围内守恒。

    (4)[5]根据系统机械能守恒得

    化简得

    图像要过原点,所以应作关系图像,图像的斜率为

    时,系统机械能守恒。故选B

    相关试卷

    物理必修 第二册2 重力势能课时作业: 这是一份物理必修 第二册2 重力势能课时作业,共18页。试卷主要包含了单选题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    物理必修 第二册1 功与功率精练: 这是一份物理必修 第二册1 功与功率精练,共21页。试卷主要包含了单选题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    物理必修 第二册2 运动的合成与分解当堂检测题: 这是一份物理必修 第二册2 运动的合成与分解当堂检测题,共17页。试卷主要包含了单选题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    • 课件
    • 教案
    • 试卷
    • 学案
    • 其他

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        使用学贝下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map