万考题-全国中小学题库

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1．某同学使用如图装置来“验证机械能守恒定律”。其操作过程如下：

A．把气垫导轨固定在有一定倾角的斜面上，调整气垫导轨使之与斜面平行，用量角器测量出斜面的倾角为α；

B．在气垫导轨上的恰当位置固定两个光电门“1”和2”，用刻度尺测量出两个光电门之间的距离为x；

C．在滑块上垂直装上遮光条，使用游标卡尺测量出遮光条的宽度为d；

D．使用天平测量出滑块和遮光条的总质量为m；

E.在气垫导轨上，由静止释放滑块，滑块先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门“1”和“2”的时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。重力加速度为g。则：

如图所示，是用游标卡尺测量遮光条的宽度示意图。其宽度为d=cm；

当滑块和遮光条通过光电门“2”时，其动能为（用测量的物理量字母表示）；

在滑块和遮光条从光电门“1”运动到光电门“2”的过程中，满足关系式时，滑块和遮光条的机械能守恒。

难度：中等题型:模拟题来源：江西省萍乡市2022届高三下学期物理二模考试试卷

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2．某同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。

指出图1装置中一处不合理的地方；

正确操作后，该同学打出了一条纸带（如图2示）。测得0、4两个计时点间的距离h为cm；通过计算可得出第4点的速度v的大小为m/s；（计算保留3位有效数字）。

若当地重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，该同学用公式： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 比较了重锤在0、4时间内重力势能的减少量和动能的增加量，得到的结论是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“大于”、“等于”或“小于”），你认为产生这一结果的原因是。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省金华义乌市2022届高三下学期物理适应性考试试卷

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3．疫情期间“停课不停学”，小明同学在家用如图（a）所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m，水平轨道可视为光滑，B处装有光电门，可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验：

用游标卡尺测量小球的直径d如图（b）所示，记录小球的直径d=cm；

将弹簧左端固定在挡板上；让小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x；
由静止释放小球，测得小球通过光电门的时间t，则小球离开弹簧的速度v=；若已知弹簧弹性势能，k为劲度系数，x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量，可得k=。（用题中的m、d、x、t表示）

难度：简单题型:模拟题来源：广东省韶关市2022届高三下学期物理二模试卷

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4．验证机械能守恒定律装置示意图如图所示。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，左端由跨过定滑轮的轻质细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点处有一光电门，可以测出遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，s表示A、B两点间的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，可以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。重力加速度为g，不考虑各处摩擦对实验的影响，将滑块自A点由静止释放，发现滑块沿导轨加速滑下。

滑块通过光电门时的速度v=（用题目中给出的字母表示）

在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统的重力势能减小量可表示为。其动能的增加量可表示为。（用题目中给出的字母表示）

根据上述实验方法，测得h=15cm，d=30cm，并多次改变A、B间的距离，测得滑块到B点时对应的速度v，作出的v²-s图像如图所示，已知重力加速度g取9.80m/s² ，则M=m。

难度：中等题型:模拟题来源：北京顺义区2022届高三下学期物理二模试卷

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5．图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置．主要实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

B．测出挡光条的宽度d；

C．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l；

D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；

E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；

F．……

请回答下面的问题：

挡光条通过光电门的速率为（用物理量符号表示）

滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了（用物理量符号表示）

为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是。（写出物理量的名称及符号）

若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系是；

选用不同的l，测出对应的t，能直观反映系统机械能守恒的图像是____。

难度：中等题型:常考题来源：江苏省徐州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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6．某同学用如图所示的实验装置验证m₁和m₂组成的系统机械能守恒，将m₂由静止释放，m₁拖着纸带向上运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，通过对纸带上的点的测量分析，即可验证机械能守恒定律。已知 m₁=0.08kg，m₂=0.2kg，某次实验打出的纸带如下图所示，O是打下的第一个点，然后每隔4个点取一个计数点，分别标记为A、B、C、D、E、F，分别测出各计数点到O点的距离，其中C、D、E到O点的距离已经标出，已知打点计时器所使用交流电电压为220V、频率为50Hz，g取9.8m/s²。^．

下列操作或要求能够提高实验结果的准确性有

A．细绳的质量要小

B．m₂要远大于m₁

C．定滑轮质量要小

D．保证重物在下落时不要摇晃

纸带打下D点时的速度v_D=m/s（结果保留2位有效数字）。

从打下“O”点到打下“D”点的过程中，m₁的机械能变化了∆E₁= J，m₂的机械能变化了∆E₂=J（结果均保留2位有效数字）。

在误差允许的范围内，∆E₁和∆E₂的绝对值近似相等，从而验证了系统机械能守恒。但由上述计算结果表明，m₁和m₂组成的系统机械能有所损失，则损失的机械能除因摩擦转化为内能外，还转化为（具体到物体和能量，写出其中一条即可）。

难度：中等题型:常考题来源：江苏省宜兴市普通高中2021-2022学年高一下学期物理期中教学调研试卷

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7．如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）

下列做法正确的有____（填正确答案序号）。

选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中 $\text{[math]}$ 点为打点计时器打下的第一个点，A、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为三个计数点，打点计时器通过频率为 $\text{[math]}$ 的交变电流。用刻度尺测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，重锤的质量为 $\text{[math]}$ ，（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到 $\text{[math]}$ 点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 $\text{[math]}$ ；此时重锤的速度为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留三位有效数字）

某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 $\text{[math]}$ ，算出了各计数点对应的速度 $\text{[math]}$ ，然后以 $\text{[math]}$ 为横轴、以 $\text{[math]}$ 为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于。

图线明显未过原点 $\text{[math]}$ 的原因可能是。

难度：中等题型:常考题来源：江苏省南通市重点中学2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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8．如图所示，为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。

实验前，老师提供两种计时器：电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小“验证机械能守恒定律”的实验误差，实验时应用选择打点计时器，其所需的电源为。

某同学正确的选择打点计时器后，用一质量为 $\text{[math]}$ 的重物拉着纸带进行实验，选出点迹清晰的纸带，自起始点O测量出纸带上连续的四个点A、B、C、D到O点的距离，如图所示。已知打点计时器的打点频率为50Hz，当地重力加速度为 $\text{[math]}$ 。则在打点计时器打O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为J、重力势能的减少量为J。（结果均保留二位有效数字）

该同学发现，和其他同学一样，通过实验数据求得的重物动能的增加量都略小于重力势能的减少量，这种误差属于（填“系统”或“偶然”）误差，产生误差的主要原因是。

该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、 $\text{[math]}$ 为纵轴作出了如图所示的图线，该图线的斜率应 ____。

难度：中等题型:常考题来源：江苏省徐州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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9．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。

关于该实验，下列说法中正确的是____

供实验选择的重物有以下四个，应选择____

安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如下图所示，纸带的端（选填“左”或“右”）与重物相连。

上图中O点为起始点。分别测出OA、AC、CE之间的距离s₀、s₁、s₂ ， AC、CE之间还有一个点，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，若重物质量为m，则在O到C的过程中，重物增加的动能为。

实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是____。

难度：中等题型:常考题来源：江苏省连云港市东海县2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

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10．用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属薄片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P₁、P₂两点处，可以测出物块B通过P₁、P₂这段高度的时间。（测时原理：光电门P₁被挡光时开始计时，光电门P₂被挡光时停止计时）。

若测得P₁、P₂之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度为v=；

若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验验证机械能守恒定律的表达式应为：（用M、m、g、h、d及t表示）

改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P₁、P₂这段距离d的时间t，某同学想用图像处理数据，为了直观的反映t和h的关系，以h为纵轴，应以为横轴（选填“t”、“t²”或“ $\text{[math]}$ ”）。

难度：中等题型:常考题来源：湖北省荆、荆、襄、宜四地七校2021-2022学年高一下学期物理期中联考试卷

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