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专题6.5本专题实验【练】
1．（2022·黑龙江·哈师大附中模拟预测）如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的实验装置。
（1）关于该实验，下列说法中正确的是___________（填选项序号字母）；
A．每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．放小车的长木板应该保持水平
C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放
D．可以选用规格不相同的橡皮筋
（2）图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为
。已知电源频率为 50Hz，则小车获得的最大
速度为___________m/s（结果保留两位有效数字）；
（3）若根据多次测量数据画出 图像，则对W与v的关系符合实际的是图中的___________。
A． B．
C． D．2．（2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测）用图甲所示的装置进行“探究动能定理”实验。
（1）用天平测量小车和遮光片的总质量 M、砝码盘的质量m ；用游标卡尺测量遮光片的宽度
0
d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为___________cm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度
尺测量两光电门之间的距离L；
（2）在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电
门1和光电门2的时间相等；
（3）取下细线和砝码盘，记下砝码的质量m；
（4）让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门1和光电门
2 所用的时间△t 、△t 。小车从光电门 1 运动至光电门 2 的过程中，小车动能的变化量
1 2
△E=________（用上述步骤中的物理量表示）。小车下滑过程中，________（选填“必须”
k
“不需要”）测量长木板与水平桌面的夹角，可求出合外力做的功 W =_________（用上述步骤
合
中的物理量表示，重力加速度为g），比较W 和△E 的值，找出两者之间的关系；
合 k
（5）重新挂上细线和砝码盘，重复（2）～（5）步骤；
（6）不考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为△E ；考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的
k1
增量为△E ，则△E ___________△E （填“>”“=”或“<”）。
k2 k1 k2
3．（2022·广东·模拟预测）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上
固定一倾斜的气垫导轨：导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过
轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直：导轨上B点有一
光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示
遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在
A处由静止开始运动。（1）某次实验测得倾角 ，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系
统动能增加量可表示为 ___________，系统的重力势能减少量可表示为 ___________，
在误差允许的范围内，若 ，则可认为系统的机械能守恒；
（2）某同学改变A、B间的距离，作出的 图像如图所示，并测得 ，则重力加速度
___________ 。（结果保留两位有效数字）
4．（2022·江西宜春·模拟预测）某实验小组利用如图甲所示装置验证小铁球在竖直平面内摆动过
程中机械能守恒，将力传感器固定，不可伸长的轻绳一端系住小球，另一端连接力传感器，若某
次实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图乙所示，其中F 是实验中测得的最大拉力值。
m
（1）现用游标卡尺测得小球直径如图丙所示，则小球的直径为d＝_______cm。
（2）小球由A点静止释放到第一次回到A点的时间为t＝_______s。
（3）若测得小球质量为m，直径为d，轻绳长为l，小球释放的位置A到最低点的高度差为h，重
力加速度为g，小球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，验证该过程小球机械能守恒的
表达式为 _______（用题中给定的字母表示）。
5．（2022·河南·南阳中学模拟预测）某小组同学用如图 1所示的DIS二维运动实验系统研究单摆
在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力）。实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平
衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往
复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图 2所示。当地的重力加速
度 g=9.8m/s2）①图2中A点的速度_________B点的速度。（填大于、等于或小于）
②在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的
重力势能、动能及总机械能，并绘出对应的图线，如图 3所示。结合图2和图3综合分析，图3
中 t＝0 时刻对应图 2 中的_________点（填“A”或“B”）。由图 3 可知，此单摆的周期为
_________s。
③图3中的C点对应在图2中圆弧轨迹AB上的某一点，该点在____________
A．圆弧AB中点的左侧 B．圆弧AB中
点的右侧
C．圆弧AB的中点
D．信息不够，不能确定
6．（2022·山东·莱州市第一中学模拟预测）某实验小组利用如图所示装置验证机械能守恒定律。
光电门l、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。已知当地的重力加速度为
g。（1）实验时让小球从光电门1正上方某位置处由静止开始释放，小球经过光电门1和光电门2时
的挡光时间分别为t 、t ，要验证机械能守恒定律，该实验还需要测量的物理量有______________
1 2
（写出物理量的名称和符号），则小球通过光电门2时的速度大小为_____________（用物理量的
符号表示）；
（2）改变小球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电门1和光电门2的
挡光时间t 、t ，若满足关系式_________________，则机械能守恒定律得到验证。
1 2
7．（2022·广西·南宁二中模拟预测）小亮同学在实验室利用一套实验装置，来测量压缩一定量
（在弹性限度内）的弹簧所具有的簧弹性势能，如甲图所示，在粗糙水平桌面上固定好弹簧和光
电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。
实验过程如下：
（1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度d=_______mm（如乙图所示）；
（2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距光电门为x 的位置，弹簧压缩量小于x ，并标记此位置，接
0 0
着由静止释放滑块，滑块经过光电门，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时
滑块的速度 _______（用题中所给符号表示）；
（3）改变滑块的质量m，多次重复（2）的操作，得到多组m与t的数值。根据这些数据作出
图像，如图丙。根据丙图像，可求出弹簧压缩到遮光条距光电门为 x 的位置时弹簧的弹性
0
势能为_______（用a、b、d表示）；
8．（2022·河南·模拟预测）某同学利用如图甲所示的装置探究合力的功与动能变化间的关系。斜面的倾角为 ，其底端与光滑的水平台面平滑连接，斜面上每间隔长度 的A、B、C、D、E五
个位置处可放置挡板，装置的右侧固定一个竖直木板，木板上粘贴有白纸和复写纸。该同学用游
标卡尺测量钢球的直径d，从而在白纸上确定了水平面上钢球圆心等高点的位置，记为O点，并
在白纸上建立竖直方向的坐标轴，白纸到水平台面右端的距离为 s。现分别从斜面上五个位置处
静止释放质量为m的钢球，在白纸上测得了五组墨迹的中心点的坐标值y。重力加速度为g。
（1）利用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图丙所示，则钢球直径 ______mm；
（2）如果作出的 ______图像（选填“ ”、“y”、“ ”或“ ”）是一条直线，如图乙
所示，则表明钢球所受合力的功与钢球获得的速度的平方成正比；
（3）若图像中直线的斜率为k，则钢球所受的合力 ______（用题目给定的物理量表示）。
9．（2022·广东·模拟预测）为了探究力做功与物体动能变化的关系，某学习小组设计了如图甲所
示的实验装置，其中M为小车总质量，m为砂和砂桶的总质量。已知重力加速度大小为g。
（1）为了探究外力对小车和砂桶（包括砂）组成的系统做功与系统动能变化的关系，实验时，
以下操作属于必要的或者说法正确的是_________。
A．轻绳对小车的拉力等于砂和砂桶的总重量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．实验前，需要调节定滑轮的高度，直到小车与滑轮间的轻绳拉直后平行于长木板
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M
（2）在满足实验条件下，对实验中打出的一条纸带进行数据处理，得到纸带中相距较远的两点
间的距离为L，两点间的初速度为v ，末速度为v ，则系统所受外力做的功W=_________，系统
1 2
动能的变化量ΔE=___。（用题中所给的物理量表达）（3）一同学用此实验装置测匀变速运动的加速度，得到如图乙所示的一条纸带，纸带上标出了
相邻计数点间的距离（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器所接交流电的频
率为50Hz，则可求出小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留三位有效数字）
10．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能
变化的关系，实验中用钩码的总重力表示小车所受合力。
（1）下列关于该实验的操作，正确的有___________。
A．细线必须与长木板平行
B．先接通电源再释放小车
C．钩码的质量远大于小车的质量
D．平衡摩擦力时，应挂上钩码，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
（2）实验时将打点计时器接到频率为 50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如
图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。
已知s =3.80cm；s =4.28cm；s =4.78cm；s =5.26cm；s =5.74cm；s =6.23cm。当地的重力加速度
1 2 3 4 5 6
g=9.8m/s2，钩码总质量为 m=0.02kg，小车的质量 M=0.38kg。打下 D 点时小车的速度为
___________m/s，从B到D的过程中，小车所受合外力做功为___________J。（结果均保留两位
有效数字）
11．（2022·广东茂名·模拟预测）打点验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。（1）除图示器材外，下列器材中，需要的是__________；
A．直流电源（12V）
B．交流电源（ ， ）
C．天平及砝码
D．刻度尺E.导线
（2）打点计时器打出的一条纸带的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时
器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度。打点计时器在打
出b点时锤下落的高度 =_______ ，下落的速度为vb=________ （计算结果保留3位效数
字）。
（3）某同学测出各计数点到O点的距离h，得到速度平方 ，并作出 图像，设重力加速度
为g，得到结论：“ 图像过原点的直线，则机械能不一定守恒，则斜率略小于 。”，上述
观点是否正确：__________。（填“正确”“不正确”）
12．（2022·山东临沂·三模）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固
定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。
O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的
挡光时间为t，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v=______；（用题中各物理量、
字母表达。）
（2）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为d=______cm；
（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（k>1），当改变L，
则得到不同的∆t，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是______ 。
A． B． C． D．
13．（2022·广东·高考真题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致
的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下：
（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，
使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径 __________ 。
（3）测量时，应__________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时
器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光
时间 和 。
（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为 m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械
能损失 __________（用字母m、d、 和 表示）。
（5）若适当调高光电门的高度，将会__________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起
的测量误差。
14．（2021·海南·高考真题）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用
如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。
此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时
间 、 ；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度 、 ；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则 ___________ ；某
次实验中，测得 ，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度 ___________ （保留3位有
效数字）；
（3）在误差允许范围内，若 ___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号
表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
15．（2021·浙江·高考真题）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让
重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，
A、B、C和D为另外4个连续打下的点。①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。
②已知交流电频率为 ，重物质量为 ，当地重力加速度 ，则从O点到C点，
重物的重力势能变化量的绝对值 ___________J、C点的动能 ___________J（计算结果
均保留3位有效数字）。比较 与 的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接
通电源前释放了纸带
16．（2020·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩
擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如
图（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v =_____m/s，打出P点时小车的速度大小vP=_____m/s（结果均保留2位小数）。
B
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求
得的物理量为_________。
