2025年大學物理（能量實驗）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。(總共6題，每題5分)1.關(guān)于能量守恒定律在物理實驗中的應用，以下說法正確的是（）A.能量守恒定律只適用于宏觀物體的運動B.在一個孤立系統(tǒng)中，能量可以憑空產(chǎn)生C.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一D.實驗中只要有能量的轉(zhuǎn)化，就不滿足能量守恒定律答案：C2.在驗證機械能守恒定律的實驗中，關(guān)于實驗誤差的分析，錯誤的是（）A.重錘質(zhì)量測量不準確會產(chǎn)生誤差B.打點計時器打點周期不穩(wěn)定會導致誤差C.紙帶與限位孔之間的摩擦會造成誤差D.實驗中只要操作規(guī)范，就不會產(chǎn)生誤差答案：D3.一個物體在光滑水平面上做勻速直線運動，其能量變化情況是（）A.動能不斷增加B.勢能不斷增加C.機械能不斷增加D.機械能保持不變答案：D4.以下哪種實驗裝置可以用來研究能量的轉(zhuǎn)化與守恒（）A.天平B.彈簧測力計C.打點計時器D.電壓表答案：C5.在能量實驗中，關(guān)于功和能的關(guān)系，正確的是（）A.功是能量轉(zhuǎn)化的量度B.能可以憑空產(chǎn)生功C.功和能是完全相同的概念D.做功越多，物體的能量越少答案：A6.當一個物體從高處自由下落時，不考慮空氣阻力，下列說法正確的是（）A.物體的動能逐漸減小B.物體的重力勢能逐漸增大C.物體的機械能逐漸減小D.物體的機械能守恒答案：D第II卷（非選擇題共70分）7.（10分）簡述能量守恒定律的內(nèi)容，并舉例說明其在生活中的應用。能量守恒定律是指在一個封閉系統(tǒng)中，能量不會憑空產(chǎn)生或消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而能量的總量保持不變。例如，汽車發(fā)動機燃燒汽油，將化學能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動汽車前進；水電站將水的機械能轉(zhuǎn)化為電能等。8.（15分）在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要測量哪些物理量？請簡述實驗步驟。需要測量的物理量有：重錘的質(zhì)量m、下落高度h、打某點時的速度v。實驗步驟：1.把打點計時器固定在鐵架臺上，用導線將打點計時器與學生電源相連。2.將紙帶穿過打點計時器的限位孔，下端用鐵夾夾在重錘上，讓重錘靠近打點計時器。3.先接通電源，待打點穩(wěn)定后釋放重錘，讓重錘自由下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點。4.取下紙帶，選取合適的點，測量出各點到起始點的距離h，計算出各點的速度v。5.計算出各點的重力勢能減少量mgh和動能增加量1/2mv2，比較兩者是否相等，驗證機械能守恒定律。9.（15分）有一個質(zhì)量為m的物體，從靜止開始沿光滑斜面下滑，斜面高度為h，斜面傾角為θ。求物體下滑到底端時的速度。物體下滑過程中，只有重力做功，機械能守恒。初始時物體的機械能為E1=mgh。下滑到底端時，物體的機械能為E2=1/2mv2。根據(jù)機械能守恒定律E1=E2，即mgh=1/2mv2。解得v=√(2gh)。10.（20分）閱讀以下材料，回答問題。在一個研究能量轉(zhuǎn)化的實驗中，實驗小組設(shè)計了如下裝置：一個帶有活塞的氣缸，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體。通過推動活塞對氣體做功，觀察氣體的溫度、體積等變化。材料中提到的實驗裝置是如何體現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的？當推動活塞對氣體做功時，外界對氣體做功，機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能。氣體內(nèi)能增加，溫度升高，體積可能發(fā)生變化。例如，活塞壓縮氣體，活塞的機械能減少，氣體的內(nèi)能增加，這就是機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程。11.（20分）在一個能量實驗中，有一個質(zhì)量為2kg的物體，從靜止開始在水平面上受到一個大小為10N的恒力作用，經(jīng)過5s后撤去外力。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2。求：（1）物體在恒力作用下的加速度；（2）恒力作用5s內(nèi)物體的位移；（3）撤去外力后物體還能滑行多遠？（1）根據(jù)牛頓第二定律F-μmg=ma，可得a=(F-μmg)/m=(10-0.2×2×10)/2=3m/s2。（2）根據(jù)位移公式x=1/2at2，可得x=1/2×3×52=37.5m。（3）撤去外力時物體的速度v=at=3×5=15m/s