某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t₁，通过B的挡光时间为t₂．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．
（1）（单选）选出下列必要的实验测量步骤：______
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
（2）若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足______关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的．
（3）该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是（请写出一种）：______．魔方格

答案

（1）A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，故B正确；
C、测出AB之间的距离h，不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故C错误；
D、根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间△t，故D错误．
故选B．
（1）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：v1=

，v2=

．
根据机械能守恒有：mgh=

，即(

)2-(

)2=2gh．
故答案为：(

)2-(

)2=2gh．
（3）本实验的误差有数据测量导致的，还有就是在该实验中用平均速度代替瞬时速度，因此若物体挡光的宽度d太大，将导致瞬时速度的测量不准确，当然还有其他因素导致的误差等．
古答案为：物体挡光的宽度d不能太大或h的测量不准（其它说法正确也可）

核心考点

试题【某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为】；主要考察你对机械能守恒定律等知识点的理解。[详细]

举一反三

（1）下面各图的读数分别为：图1______cm，图2______cm．

魔方格

（2）某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取一根纸带如图3，但测量发现0、1两点距离远大于2mm，且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他所有打点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0点的长度h_i（i=2.3.4…7），再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度v_i和v_i²（i=3.4.5.6），已知打点计时器打点周期为T．

魔方格

①该同学求6号点速度的计算式是：v₆=______
②然后该同学将计算得到的四组（h_i，v_i² ）数据在v²-h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图4所示的直线，请你回答：接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的？（说明理由）
答：______
（3）测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5Ω）．器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5Ω，滑线变阻器R"（0～10Ω），开关S，导线若干．

魔方格

①画出实验电路原理图．图5中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．
②用笔画线代替导线完成实物连接图．
③实验中，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则可以求出E=______，r=______（用I₁，I₂，U₁，U₂及R表示）．

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（1）光电计时器结构如图a所示，当有物体从M、N间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，若知物体的长度，就可知道物体通过光电门的速度．如图b，E、F为上下两个光电门，现要利用此装置探究机械能守恒定律．

魔方格

①读出如图c游标卡尺测量的物块A厚度为______cm．
②让物块A从某一位置下落，通过测量并计算得出它通过光电门E和F的速度分别为v₁和v₂，已知当地重力加速度为g，若要探究物块在EF之间运动的过程机械能是否守恒，还需测量的物理量为______．若______和
______在误差允许的范围内相等，则可说明物块的机械能守恒．（用物理量的字母符号表示）
（2）（用伏安法测量某一较大阻值的电阻R_x，为了避免电表内阻的影响造成误差，采用如图d的实验电路，其中R为高精度的电阻箱，S为单刀双掷开关．请完成有关内容：
①主要实验步骤如下：
A．开关S拨向1，______，使电压表和电流表有一合适的读数U和I．
B．初步估测电阻R_x的大小．
C．调节电阻箱的阻值为R_x的估测值，再把开关S拨向2，微调电阻箱的阻值，使电压表的读数为U时电流表的读数为______，读出此时电阻箱的阻值R₀．
②利用测得的数据，可得该电阻R_x=______．还可测得电流表的内电阻等于______．

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某同学将一条做“验证机械能守恒定律”实验时打出的纸带，混在了其它三条纸带中，已知打点计时器所用交流电频率为50Hz．为找出该纸带，该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S₁、S₂、S₃．请你根据下列S₁、S₂、S₃的测量结果确定该纸带为．（已知当地的重力加速度为9.8m/s²）（　　）

A．61.0mm 65.8mm 70.7mm

B．41.2mm 45.1mm 54.0mm

C．60.5mm 61.0mm 60.6mm

D．49.6mm 53.5mm 57.3mm

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如图所示是在“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：
（1）本实验中，采用的传感器是______（填写传感器名）．
（2）本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数______影响（选填“有”或“无”）．
（3）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据．

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热门考点

动能（×10^-2J）	重力势能（×10^-2 J）	机械能（×10^-2 J）
0.00	7.50	7.50
2.46	5.00	7.46
4.91	2.50	7.41
7.34	0.00	7.34
某实验小组在做“验证机械能守恒定律“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．（1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是______，理由是：______．（2）若该小组采用图甲的装置打出r一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间问隔为0.02s，请根据纸带计算出B点的速度大小______ m/s（结果保留三位有效数字）（3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v²-h图线如图丁所示，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）．