2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：22 实验：验证机械能守恒定律

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：22 实验：验证机械能守恒定律
教材科目：物理
试卷分类：高考
文件类型：.doc
发布时间：2026-08-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

详细信息

利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

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（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是_____。（填写选项前字母）

A . 交流电源 B . 刻度尺 C . 天平（含砝码）
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。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h_A、h_B、h_C_。

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O点到B点的过程中，重物的重力势能的减少量ΔE_P=，动能的变化量ΔE_K=（用题目中的已知量表示）
（3）关于计算瞬时速度的方法，有同学认为可以用公式v_B= $\text{[math]}$ 算B点的速度，你赞同吗？请表明你的观点及支持你观点的依据。

2. 填空题

详细信息

某同学利用图所示的装置，做“验证机械能守恒定律”实验。他让质量为m的重锤拖着纸带，从某高度处由静止开始自由下落。打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图所示。将第一个点记作O，另选连续的三个点A、B、C作为计数点，测量得到OB的距离为h，AC的距离为x。已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g。在打点计时器打下O、B两点的时间间隔内，重锤重力势能的减少量为，重锤的动能增加量为。

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3. 实验探究题

详细信息

为了验证机械能守恒定律，某同学做了如下实验：将一小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方安装与光电计时器相连的光电门，将小球拉至细线水平由静止释放，小球向下摆动后通过光电门，光电门记录下了小球通过光电门的时间 $\text{[math]}$ ，若测得小球的直径为d。

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（1）小球通过光电门时的速度大小可表示为v=；
（2）要验证小球在向下摆动过程中机械能守恒，若测得悬点到小球球心的距离为L，重力加速度用g表示，需要验证的表达式是（用 $\text{[math]}$ 、d、L、g等物理量表示）。

4. 实验探究题

详细信息

如图1所示，某同学利用自由落体运动进行验证机械能守恒定律的实验：

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（1）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 . 交流电源 B . 刻度尺 C . 天平（含砝码）
（2）实验中，该同学先接通电源，再释放重物，得到一条图2所示的纸带，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上所打的三个点，测得它们到起始点O的距离分别为h₁、h₂、h₃ ，在A和B、B和C之间还各有一个点。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE_p=，动能增加量ΔE_k=；该同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔE_pΔE_k（选填>、=、或<）；

5. 实验探究题

详细信息

某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，某次操作得到了如图乙所示的纸带，依次测出了各计数点到第一个计数点O的距离如图乙中所示。已知相邻两计数点的时间间隔为T，重锤的质量为 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度 $\text{[math]}$ 。请回答下列问题：

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（1）下列仪器中一定需要的是______

A . 天平 B . $\text{[math]}$ 的低压直流电源 C . 刻度尺 D . 秒表
（2）打E点时重锤的速度表达式 $\text{[math]}$ 。
（3）选取O到E的过程进行机械能守恒定律的验证，则需要验证的关系式为。
（4）在验证机械能守恒时，发现重力势能的减少量大于动能的增加量，实际操作过程中没有任何错误，通过分析发现存在阻力。请根据该小组同学所画出的 $\text{[math]}$ 图象，如图所示。可求出实验过程中平均阻力大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

6. 实验探究题

详细信息

某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将前端部分纸带损坏，剩下的一段纸带上各点之间的距离已经标在纸带上（单位是cm），打点计时器的工作频率时50H_Z ，重力加速度为9.8m/s²。

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（1）重物在2点的速度为v₂=，在5点的速度为v₅=，此过程动能的变化量ΔE_K=，重力势能的变化量ΔE_P=，由此可得出结论；
（2）根据实验判断下列图中正确的图像是______

A . B . C . D .

7. 实验探究题

详细信息

（1）某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C。已知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量 $\text{[math]}$ J，重力势能的减小量 $\text{[math]}$ J。（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s²）
（2）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v²－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝m/s²（结果保留两位有效数字）。

8. 实验探究题

详细信息

如图所示为验证机械能守恒定律的装置，计时器周期为T，测得重物和夹子的质量为m。按正确操作得到纸带后，以第一点为原点O，测得第二点的坐标x₂=2mm。其它各点坐标依次用x₃、x₄……x_n-1_，x_n、x_n+1代表，g代表当地的重力加速度。请通过推算填写：

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（1）用上面的物理量表示打第n点时的速度，重物增加的动能，减少的重力势能为。
（2）在验证运算中如果重物的速度通过v_n=gt计算，对于这样做，下列判断你认同的有（______）

A . 这种方法测量速度更简便，可能误差大一点，但是原理是正确的 B . 重物下落的实际速度要比这个计算结果小 C . 数据将会表现出动能的增加量大于势能的减少量，这是错误的 D . 如果重物下落的高度相应地用 $\text{[math]}$ 计算，这种方法更好

9. 实验探究题

详细信息

在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）供实验选择的重物有以下四个，应选择（____）

A . 质量为10g的砝码 B . 质量为200g的木球 C . 质量为50g的塑料球 D . 质量为200g的铁球
（2）下列叙述正确的是（____）

A . 实验中应用秒表测出重物下落的时间 B . 可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度 C . 因为是通过比较 $\text{[math]}$ 和mgh是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重物的质量 D . 释放重物前应手提纸带的上端，使纸带竖直通过限位孔
（3）质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04 s，那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量E_p＝ J，此过程中物体动能的增加量E_k＝J。（g取9.8 m/s² ，保留三位有效数字）

10. 实验探究题

详细信息

利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验.

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（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 . 速度变化量和势能变化量 C . 速度变化量和高度变化量
（2）在实验中,已知重物质量 $\text{[math]}$ ,在纸带上打出一系列的点,如图所示(打点间隔为 $\text{[math]}$ ), $\text{[math]}$ ,纸带上所标数据单位 $\text{[math]}$ ,其中 $\text{[math]}$ 点与下一点之间距离为 $\text{[math]}$ ,那么从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中：

①重物的重力势能变化量 $\text{[math]}$ ,动能变化量 $\text{[math]}$ (结果保留两位有效数字)

②有一位学生的实验结果显示,重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:

A．重物下落时受到的阻力过大

B．在计算中误将 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$

C．重物的质量测量错误

D．交流电源的频率小于 $\text{[math]}$
（3）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 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ,计算对应计数点的重物速度 $\text{[math]}$ ,描绘 $\text{[math]}$ 图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确

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