《高三下学期5月模拟物理试题汇编》专题12 力学实验（二）（解析版）

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2021 年高考高三下学期 5 月模拟物理试题汇编

专题 12 力学实验（二）

1、（2021·北京市海淀区高三下学期 5 月期末）用如图 1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高

处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即

可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为 g。

（1）除图 1中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；

A．直流电源、天平（含砝码）

B．直流电源、刻度尺

C．交流电源、天平（含砝码）

D．交流电源、刻度尺

（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图 1所示安装好实验器材并连接好电源

B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带

C．测量纸带上某些点间的距离

D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（选填步骤前的字母）；

（3）如图 2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A

、

E，通过测量并计算出点

A距起始点 O的距离为 s0，点 AC 间的距离为 s1，点 CE 间的距离为 s2，若相邻两点的打点时间间隔为 T，

重锤质量为 m，根据这些条件计算重锤从释放到下落 OC 距离时的重力势能减少量 ΔEp=______，动能增加

量 ΔEk= _______；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是____

_______；

（4）某同学利用图 2中纸带，先分别测量出从 A点到 B、C、D、E、F、G点的距离 h（其中 F、G点为 E

点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出 B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度 v和v2，绘制

图像，如图 3所示，并求得图线的纵轴截距 b和斜率 k。

① 请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？_____________；

② 假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制

的

图线的纵轴截距 b和斜率 k与b、k的关系最

可能的是______。

A．b>b，k>k B．b<b，k=k C．b<b，k<k D．b=b，k>k

（5）某同学认为要验证机械能守恒，必须选择第 1、2两点间距离约为 2mm 的纸带进行数据处理，你认为

他的观点是否正确，请说明理由______。

【答案】 (1). D (2). B (3). mg(s0+s1) (4). (5). 重锤下落过程中受到阻力作用 (6).

在实验误差允许范围内，若 k近似等于 2g，则可认为这一过程机械能守恒 (7). A (8). 该同学观点不正

确；因为从第 1个点到某个需要验证的点之间的距离，是重物下落的实际距离，并且打第 1个点时重物速

度为零，所以不需要第 1、2两点间距离约为 2mm

【解析】

（1）[1]因为打点计时器需要交流电源，测量速度及重力势能的变化量需要测量纸带的长度，则需要刻度

尺，所以D正确；ABC 错误；

故选D。

（2）[2]A．按照图 1所示安装好实验器材并连接好电源，则A正确，不符合题意；

B．先接通电源开关，再打开夹子释放纸带打出一条纸带，所以B错误，符合题意；

C．测量纸带上某些点间的距离，来表示重力势能的变化，及速度来表示动能的变化量，所以C正确，不

符合题意；

D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，验证机械能是否守恒，所

以D正确，不符合题意；

故选B。

（3）[3]重力势能减少量为

[4]C 点速度为

动能增加量为

[5]重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到阻力作用。

（4）①[6]根据

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