《高考物理一轮复习讲练测》专题24 验证机械能守恒定律（测）（原卷版）

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第 24 讲验证机械能守恒定律——测

【满分：110 分时间：90 分钟】

实验题

1．（9分）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量 m=0.30kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打

出一系列的点，已知打点计时器每隔 T=0.02s 打一个点，当地的重力加速度为 g=9.8m/s2．

(1)同学甲选取一条纸带如图 1所示．在点迹较清晰的部分选取某点 O作为起始点，图中 A、B、C、D为纸带

上选取的四个连续点．根据计算出 C点的速度，然后利用 mgh=mvc2验证机械能守恒，这样处

理存在的错误是____．

(2)同学乙利用同学甲的纸带测量出：OB=15.55cm，OC=19.20cm，OD=23.23cm．根据测量数据计算重物

和纸带下落的加速度 a=____ m/s2，进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力 f=___ N．（计算结果均

保留 2位有效数字）

(3)同学丙通过实验得到一条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下第一个点的距离 h，算出了各计数

点对应的速度 v，以 h为横轴，以为纵轴画出了如图 2所示的图线，图线未过原点 O．试分析同学丙在

实验操作过程中可能出现的问题_____________．

2．（9分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图，将质量为 m、直径

为d的金属小球在一定高度 h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外

线的时间 t，改变小球下落高度 h，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．

（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径 d＝__________mm；

（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象________；

A．h－t图象 B．h－图象 C．h－t2图象 D．h－图象

（3）若（2）问中的图象斜率为 k，则当地的重力加速度为__________（用“d”、“k”表示，忽略空气阻力）．

[来源:学科网]

3．（9分）用图甲所示装置验证机械能守恒定律

(1)电火花计时器的工作电压为__ ______

(2)下列做法正确的有________

A．图甲中两限位孔必须在同一直线上

B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直

C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源

D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置[来源:学&科&网 Z&X&X&K]

(3)实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的________端(选填“左”或“右”)应和重物相连接．重物质量

为m，若选取 A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是________(当地重力加速度为

g)．

4．（9分）如图 1所示，气垫导轨 a端固定在水平桌面上，b端到桌面的高度 h可调，让滑块 A沿导轨下

滑，位移传感器 B能将 A、B间的距离数据实时传送到计算机。

（1）甲同学用该装置验证机械能守恒定律，实验时测得导轨 ab 长度L=1.20 m，将高度 h调节为0.60 m，

让滑块 A从紧靠传感器 B的位置由静止释放，经计算机处理后得到的 x–t 图象和对应的 v–t 图象如图 2、图 3

所示，若物块质量 m=0.20 kg，取，则在 0~0.50 s 内，物块的重力势能减少量为 =_____J；动

能的增加量为 =________J。（计算结果均保留两位有效数字）[来源:学科网]

（2）乙同学用此装置验证“质量一定时，加速度与合外力成正比”的关系。

①图4为他某次实验通过传感器和计算机拟合得到的 v–t 图象，由图线可得物块下滑的加速度大小为_____

_。（计算结果保留 2位有效数字）；

②保持气垫导轨 a端固定在水平桌面上，测得气垫导轨长度为 L，多次调节 b端距离水平桌面的高度 h，

得到每次实验中物块下滑的v–t 图象，实验得到多组a和h的数据，若 a和h的关系符合图5中的________

__（选填 A或B或C），可得“物块质量一定时，加速度与其所受合外力成正比”的结论，该图象的斜率为_

_______________（用 L和g表示）。

5．（9分）某实验小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案

为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。

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