格物学 实验力学实验

验证机械能守恒定律-力学实验知识点考前基础选择题自测题解析-湖南省等高中物理,平均正确率62.0%

2025-06-24
验证机械能守恒定律-力学实验知识点考前基础选择题自测题解析-湖南省等高中物理,平均正确率62.0%
1、['验证机械能守恒定律']

正确率80.0%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.打点计时器工作时使用直流电源

B.实验中必须用天平测出重物的质量

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小

D.实验中求重物在某点的速度可以根据$${{v}{=}{g}{t}}$$或$${{v}{=}{\sqrt {{2}{g}{h}}}}$$求解

2、['练习使用打点计时器', '验证机械能守恒定律']

正确率80.0%用打点计时器$${{“}}$$验证机械能守恒定律$${{”}}$$的实验装置如图所示.为减少阻力对实验的影响,下列操作可行的是$${{(}{)}}$$

C

A.选用塑料材质的重物

B.将纸带安装在复写纸的上方

C.释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直

D.重锤下落中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直

3、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%用图所示装置做$${{“}}$$

B

A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上

B.先放手让纸带和重物下落,再接通电源开关

C.使重物靠近打点计时器

D.所选择的纸带最开始两点间的距离应接近$${{2}{m}{m}}$$

4、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%下列关于$${{“}}$$验证机械能守恒定律$${{”}}$$实验的实验误差的说法中,正确的是(

B

A.重物质量的称量不准会造成较大误差

B.重物质量选用得大些,有利于减小误差

C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差

D.纸带下落和打点不同步会造成较大误差

5、['验证机械能守恒定律']

正确率40.0%有$${{4}}$$条用打点计时器(所用交流电频率为$$5 0 H z )$$打出的纸带$$A. ~ B. ~ C. ~ D$$,其中一条是做$${{“}}$$验证机械能守恒定律$${{”}}$$实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹 清晰的$${、}$$连续的$${{4}}$$个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为$$S_{1}, ~ S_{2}, ~ S_{3}$$.请你根据下列$$S_{1}, ~ S_{2}, ~ S_{3}$$的测量结果确定该纸带为.$${(}$$已知当地的重力加速度为$$9. 7 9 1 m / s^{2} )$$

C

A.$$6 1. 0 m m$$$$6 5. 8 m m$$$$7 0. 7 m m$$

B.$$4 1. 2 m m$$$$4 5. 1 m m$$$$5 3. 0 m m$$

C.$$4 9. 6 m m$$$$5 3. 5 m m$$$$5 7. 3 m m$$

D.$$6 0. 5 m m$$$$6 1. 0 m m$$$$6 0. 6 m m$$

6、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%在$${《}$$验证机械能守恒定律$${》}$$的实验中下列实验操作顺序正确合理的一项是$${{(}{)}}$$

B

A.先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器,再将打点计时器固定在铁架台上

B.先用手提着纸带,使重物静止在打点计时器下方,再接通电源

C.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源

D.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计器的电源.

7、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%$${{0}{、}{3}}$$两点间距离为$${{s}_{2}}$$,打点周期为$${{T}{,}{0}}$$点为起始点,为了验证$${{0}{、}{3}}$$两点间机械能守恒,则$${{s}_{1}{、}{{s}_{2}}}$$和$${{T}}$$应满足的关系为

A

A.$$s_{1}^{2}=8 g s_{2} T^{2}$$

B.$$s_{1}^{2}=2 g s_{2} T^{2}$$

C.$$s_{1}=8 g s_{2} T^{2}$$

D.$$s_{2}^{2}=8 g s_{1} T^{2}$$

8、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的?$${{(}{)}}$$

C

A.天平

B.弹簧秤

C.刻度尺

D.秒表

9、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%小黄用如图所示的装置做$${{“}}$$验证机械能守恒定律$${{”}}$$实脸。关于该实验,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.重锤的质量一定是越大越好

B.必须用秒表测出重锤下落的时间

C.把秒表测得的时间代入$${{v}{=}{g}{t}}$$,计算重锤的速度

D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直

10、['验证机械能守恒定律']

正确率60.0%$${{“}}$$验证机械能守恒定律$${{”}}$$的实验装置如图所示。关于该实验,下列说法不正确的是(

D

A.重物应选用质量较大的物体

B.两个限位孔应在同一竖直线上

C.打点计时器应接低压交流电源

D.应先释放纸带,后接通电源

1. 解析:

选项分析:

A. 错误。打点计时器工作时使用交流电源,直流电源无法使其正常工作。

B. 错误。验证机械能守恒定律时,动能和势能变化量均与质量相关,可以约去,故无需测量质量。

C. 正确。由于空气阻力和摩擦力的存在,重物动能的增加量通常略小于重力势能的减少量。

D. 错误。实验中应通过纸带上的点迹计算瞬时速度,若使用 $$v=gt$$ 或 $$v=\sqrt{2gh}$$,则默认机械能守恒,失去验证意义。

正确答案:C

2. 解析:

选项分析:

A. 错误。塑料材质重物质量较轻,空气阻力影响更大,应选用密度大的金属重物。

B. 错误。纸带应安装在复写纸下方,否则无法留下清晰点迹。

C. 正确。释放前保持纸带竖直可减少纸带与限位孔的摩擦。

D. 错误。手始终提住纸带会阻碍重物自由下落,应在释放后让纸带自由运动。

正确答案:C

3. 解析:

选项分析:

A. 正确。限位孔竖直对齐可减少纸带摩擦。

B. 错误。应先接通电源再释放纸带,否则初始点迹可能丢失。

C. 正确。重物靠近打点计时器可充分利用纸带记录更多点迹。

D. 正确。最初两点距离接近 $$2\, \text{mm}$$ 说明打点时重物初速度为零。

正确答案:B

4. 解析:

选项分析:

A. 错误。质量称量不准不影响结果,因其在动能和势能表达式中约去。

B. 正确。质量大时阻力影响相对较小,可减小误差。

C. 错误。质量较小会放大阻力影响。

D. 正确。纸带下落与打点不同步会导致时间测量误差。

正确答案:B、D

5. 解析:

根据自由落体运动规律,相邻位移差应满足 $$\Delta s = gT^2$$,其中 $$T=0.02\, \text{s}$$,理论差值约为 $$3.92\, \text{mm}$$。

选项分析:

A. 差值依次为 $$4.8\, \text{mm}$$、$$4.9\, \text{mm}$$,接近理论值。

B. 差值依次为 $$3.9\, \text{mm}$$、$$7.9\, \text{mm}$$,不符合。

C. 差值依次为 $$3.9\, \text{mm}$$、$$3.8\, \text{mm}$$,符合。

D. 差值依次为 $$0.5\, \text{mm}$$、$$-0.4\, \text{mm}$$,不符合。

进一步计算选项C的加速度:$$a = \frac{(s_3 - s_1)}{2T^2} \approx 9.63\, \text{m/s}^2$$,与当地重力加速度 $$9.791\, \text{m/s}^2$$ 更接近。

正确答案:C

6. 解析:

正确操作顺序:

1. 固定打点计时器;

2. 将纸带穿过打点计时器并连接重物;

3. 手提纸带使重物静止,接通电源;

4. 释放纸带。

选项B符合此流程。

正确答案:B

7. 解析:

若机械能守恒,则 $$0$$ 到 $$3$$ 点间有:$$\frac{1}{2}mv_3^2 = mgs_2$$,其中 $$v_3 = \frac{s_2 - s_1}{2T}$$(匀变速运动中间时刻速度)。

代入得:$$\frac{(s_2 - s_1)^2}{8T^2} = gs_2$$,整理后为 $$(s_2 - s_1)^2 = 8gs_2T^2$$。

若 $$0$$ 点为起始点且初速为零,则 $$s_1 = \frac{1}{2}gT^2$$,$$s_2 = \frac{1}{2}g(3T)^2 = \frac{9}{2}gT^2$$,此时 $$(s_2 - s_1)^2 = 16g^2T^4$$,而 $$8gs_2T^2 = 36g^2T^4$$,不匹配。题目可能存在描述误差,最接近的合理选项为 $$s_1^2 = 8gs_2T^2$$(假设 $$s_2 \gg s_1$$)。

正确答案:A

8. 解析:

必需工具:

- 刻度尺:测量下落高度;

- 打点计时器:记录时间信息(无需秒表)。

质量可约去,无需天平或弹簧秤。

正确答案:C

9. 解析:

选项分析:

A. 错误。重锤质量并非越大越好,需兼顾空气阻力影响。

B. 错误。时间由打点计时器记录,无需秒表。

C. 错误。速度应通过纸带点迹计算,不能直接用 $$v=gt$$。

D. 正确。释放前保持纸带竖直可减少摩擦。

正确答案:D

10. 解析:

不正确的操作:

D. 应先接通电源再释放纸带,否则可能丢失初始点迹。

其他选项均正确:

A. 重物质量大可减小阻力影响;

B. 限位孔竖直对齐减少摩擦;

C. 打点计时器需接低压交流电源。

正确答案:D

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