万考题-全国中小学题库

题型	全部单选题多选题填空题解答题单选题
难度	全部简单中等困难
年份	全部 2022 2021 2020 2019 2018 更早

1．某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻质细杆一端固定一小钢球，另一端可绕光滑的固定轴O转动，固定在转轴上的角度传感器可以测出细杆与竖直方向的夹角θ（小于90°）；在O点的正下方放置一光电门（连接光电计时器），使球心到达最低点时可以恰好通过光电门。测得小球的直径为d，小球质量为m，球心到转轴O的距离为L。

已知当地重力加速度为g，将小球拉至某-位置，测出 $\text{[math]}$ ；由静止释放小球，读出光电计时器显示的挡光时间为 $\text{[math]}$ 。则下摆过程中，小球的重力势能减少量 $\text{[math]}$ 可表示为，动能的增加量 $\text{[math]}$ 可表示为、，如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；

关于本实验的误差，下列说法正确的是

A．转轴处的摩擦和空气阻力会使 $\text{[math]}$ 略大于 $\text{[math]}$

B．小球质量的测量误差会使 $\text{[math]}$

C．适当增大角度θ可以减小系统误差

D．改变偏角θ多次测量后分别对比 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，可以减小系统误差

难度：中等题型:模拟题来源：陕西省渭南市临渭区2022届高三下学期理综物理第二次质量检测试卷

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2．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____。

实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，测得它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，打点计时器打点的周期为 $\text{[math]}$ 。设重物的质量为 $\text{[math]}$ 。从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程中，重物的重力势能变化量 $\text{[math]}$ ，动能变化量 $\text{[math]}$ 。

某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ，计算对应计数点的重物速度 $\text{[math]}$ ，描绘 $\text{[math]}$ 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确。（填“正确”或“不正确”）

难度：中等题型:常考题来源：福建省宁德市同心顺联盟2021-2022学年高一下学期物理期中联合考试试卷

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3．某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定有一个拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有可沿竖直杆移动的刻度尺和激光笔，激光笔水平放置。实验步骤如下：

①使小球自由静止在最低点 $\text{[math]}$ ，调整激光笔的高度，使水平细激光束与小球的底部保持相平，记录此时拉力传感器的示数T₀；

②调节刻度尺的高度，使零刻线与细激光束保持相平，并固定刻度尺；

③将激光笔上移，使水平细激光束经过细线的悬点O，读取刻度尺读数即为细线的长度L；

④将激光笔移动到与 $\text{[math]}$ 高度差为h（h≤L）的位置Q处（如图甲中所示），把小球拉至该处，并使小球的底部与水平细激光束保持相平。释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数T；

⑤改变激光笔的高度，重复步骤④；

⑥整理器材；

若选取题中的T₀、L及步骤④中的一组数据h和T，进行验证机械能守恒定律，若传感器最大示数T满足T=（用T₀、L、h表示）时，则可验证小球从初始位置摆至 $\text{[math]}$ 点的过程中机械能守恒定律成立。

该同学采用图像法处理数据。多次实验得出多组T和h的据数，在坐标纸上描点连线做出T-h图像如图乙所示。理论上图乙中的a和b数值满足a=b（填上合适的数字）关系时，则可验证小球下摆过程中机械能守恒定律成立。

由于小球运动中受到空气阻力等因素影响，造成小球下摆过程中机械能会有损耗。若图乙中a=1.45N，b=0.5N，根据图乙可知，小球自h（h的过程中，损耗的机械能占初态机械能的%（取 $\text{[math]}$ 点为重力势能零势点）。

难度：中等题型:模拟题来源：河北省邯郸市2022届高三下学期物理模拟试卷

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4．某同学想利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。在某次实验中，他竖直上抛一个小球，得到如图数据（图中数据为频闪周期内小球上升的实际距离）。已知数据频闪仪每隔0.05s闪光一次，小球质量m＝0.2kg，当地重力加速度g取9.8m/s²。（计算结果保留三位有效数字）

从t₂到t₅过程中，重力势能增加量ΔE_p＝J，动能减少量ΔE_k＝J。

在误差允许的范围内，若ΔE_p与ΔE_k近似相等，即可验证机械能守恒定律。造成ΔE_p与ΔE_k误差的主要原因是：

难度：中等题型:模拟题来源：江苏省淮南市2022届高三下学期理综物理5月第二次模拟考试试卷

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5．

某学校使用的是电磁式打点计时器，则该打点计时器要接下面的（填“A”或“B”）电源。

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，你认为没有必要进行的或者错误的步骤是__________（填字母代号）

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为 $\text{[math]}$ ，自由下落的重物质量为 $\text{[math]}$ ，打出一条理想的纸带，数据如图所示，单位是 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间有多个点没画出，打点计时器打下点 $\text{[math]}$ 时，物体的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，从起始点 $\text{[math]}$ （此时重物的速度为零）到打下 $\text{[math]}$ 点的过程中，重力势能的减少量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，此过程中物体动能的增量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（本题答案均保留两位有效数字）

难度：中等题型:常考题来源：浙江省浙北G2联盟2021-2022学年高一下学期物理期中联考试卷

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6．如图甲所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。

某次实验得到的一条纸带如图乙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 $\text{[math]}$ =，动能的增加量 $\text{[math]}$ =。

由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果 $\text{[math]}$ （填“<”、“=”或“>”）mgh。

难度：中等题型:常考题来源：山东省枣庄滕州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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7．某同学设计图甲的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，已知小球的质量为m，直径为d，当地重力加速度大小为g。

小球通过光电门时的速度v=；

若AB之间距离为H，则小球从A到B过程中，减少的重力势能为，增加的动能为；

调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出 $\text{[math]}$ 随H的变化图像如图乙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率为k₀=；

在实验中根据数据实际绘出 $\text{[math]}$ 图像的直线斜率为k（k＜k₀），则实验过程中所受的平均阻力 $\text{[math]}$ 与小球重力mg的比值 $\text{[math]}$ =（用k、k₀表示）。

难度：中等题型:常考题来源：广东省广州市番禺区2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

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8．小李用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。 $\text{[math]}$ 点距光电门 $\text{[math]}$ 的高度为 $\text{[math]}$ 。

用10分度游标卡尺测量小球的直径，测量结果如图乙所示，则小球的直径d=mm。

将小球自 $\text{[math]}$ 点由静止释放，小球通过光电门 $\text{[math]}$ 的时间为 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ ，则当地的重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。（用相关物理量的符号表示）

若考虑空气阻力的影响，且操作无误，则实验中测得的重力加速度（填“大于”、“小于”或“等于”）当地实际的重力加速度。

难度：中等题型:模拟题来源：河北省保定市2022届高三下学期物理第二次模拟考试试卷

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9．如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。

下列做法正确的有________（填正确答案序号）。

甲同学按实验要求操作并选出合适的纸带进行测量，量得连续三个点A，B、C到打下的第一个点O的距离如图所示（相邻两点时间间隔为0.02s），当地的重力加速度g=9.80m/s² ，重锤质量为0.50kg，则打B点时的速度v_B=m/s；从O到B的过程中重力势能减少量ΔE_p=J。（结果均保留三位有效数字）

乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以 $\text{[math]}$ 为纵轴作出了如图所示的图线，发现图线明显未过原点O，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是_______。

难度：中等题型:常考题来源：山东省泰安肥城市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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10．利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。

下列器材中，该实验必须使用的是_________（填器材前面的字母）。

质量 $\text{[math]}$ 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。选出一条符合实验要求的纸带如图乙所示，O为纸带上打出的第一个点，A、B、C为纸带上选取的三个连续的计数点，它们到O点的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。则重物从O点到B点，重力势能减少量 $\text{[math]}$ J，打点计时器打B点时重物的动能 $\text{[math]}$ J，比较 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小，从而判断重物的机械能是否守恒（结果均保留3位有效数字）.

测量出其他计数点到O点的距离h，并计算出打相应计数点时重物的速度v，描绘出 $\text{[math]}$ 图像，若没有任何阻力影响时，描绘的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示的倾斜直线。若实验中重物下落过程中受到恒定的阻力，将有阻力影响时描绘的 $\text{[math]}$ 图像，用虚线画在答题卡的图丙中（友情提示：务必用虚线作图）。

难度：中等题型:常考题来源：山东省青岛地区2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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