万考题-全国中小学题库

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难度	全部简单中等困难
年份	全部 2022 2021 2020 2019 2018 更早

1．某同学设计用自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。小铁球自A点开始下落，铁球下落过程中先后经过光电门1和光电门2，电脑显示其通过光电门1和光电门2的时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。若测得小铁球直径为d，两光电门之间的距离为h，当地重力加速度为g。

使用10分度游标卡尺测量小铁球直径，游标卡尺部分数据如图乙所示，则 $\text{[math]}$ mm；某次实验中，测得 $\text{[math]}$ ms，则小铁球通过光电门1的瞬时速度 $\text{[math]}$ m/s（结果保留3位有效数字）。

在误差允许范围内，若h=（用上述必要的实验步骤中直接测量的物理量符号表示），则认为小铁球下落过程中机械能守恒。

难度：中等题型:模拟题来源：河北保定市2022届普通高中高三下学期物理学业水平选择性第一次模拟考试试卷

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2．在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，其中重物质量为 $\text{[math]}$ ，交流电频率为 $\text{[math]}$ 。

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；

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。 $\text{[math]}$ 点为第一个点， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为4个连续的点。从刻度尺读得： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

已知当地重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，则从 $\text{[math]}$ 点到 $\text{[math]}$ 点，重物的重力势能变化量的绝对值 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 点的动能 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （计算结果均保留3位有效数字）。比较 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小，出现这一结果的原因可能是（选序号）

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

难度：中等题型:模拟题来源：广东省2022届高三物理新高考选择性考试试卷（二）

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3．如图，将质量分别为M､m（M>m）的物体甲､乙系于一条跨过定滑轮的轻质细绳两端，这样就组成了阿特伍德机｡利用此装置验证机械能守恒定律，开始时两物体静止，细绳拉紧，然后释放物体，用秒表和刻度尺测出物体乙由静止开始在t时间内上升的高度为h，重力加速度为g。

由实验测得物体乙在t时间末的速度大小为；要验证系统的机械能守恒，需要验证的等式为；（均用物理量字母表示）

实验发现，物体甲减小的机械能总大于乙增加的机械能，请你写出可能的两条原因∶ ；｡

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省蚌埠市2022届高三下学期理综物理第三次教学质量检查（三模）试卷

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4．在“验证机械能守恒定律”实验中

下列装置图中，器材的安装、摆放正确的是

下列重物中，最适合本实验的是

某同学选用一质量为m = 0.50kg的重锤，按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，量得连续五个计时点A、B、C、D、E到O点的距离，打点频率为50Hz，已知当地重力加速度为g = 9.8m/s² ，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为J，重力势能的减少量为J。（结果均保留两位有效数字）

难度：中等题型:模拟题来源：福建省部分地市2022届高三下学期物理4月诊断性联考试卷

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5．某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，已知当地的重力加速度为g。

为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量____（填选项序号）。

小球通过光电门1时的瞬时速度 $\text{[math]}$ （用题中所给的物理量表示）。

保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出 $\text{[math]}$ 随h变化的图像如图2所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率 $\text{[math]}$ ，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的 $\text{[math]}$ 随h图像的斜率为 $\text{[math]}$ ，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力 $\text{[math]}$ 的比值 $\text{[math]}$ （用k、 $\text{[math]}$ 表示）。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省名校联盟大联考2022届高三下学期理综物理高中毕业班阶段性测试试卷

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6．某实验小组利用如图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。不可伸长的轻绳一端系于铁架台的固定悬点处，另一端系一小铁球，小铁球下端粘有一段粗细均匀的小木棍，悬点的正下方装有光电门，当小球摆至悬点正下方时，小木棍刚好通过光电门。已知当地的重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

⑴先用刻度尺测出悬线的长度为 $\text{[math]}$ ，再用游标卡尺测量小铁球的直径 $\text{[math]}$ 和小木棍的直径 $\text{[math]}$ ，其中测量小铁球的直径 $\text{[math]}$ 时，游标卡尺读数如图乙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

⑵将小铁球拉至悬线与竖直方向成 $\text{[math]}$ 角的位置，随后由静止释放，记录小木棍通过光电门的时间 $\text{[math]}$ ﹔

⑶改变悬线与竖直方向的夹角再做几次，分别记录小木棍通过光电门的时间；

⑷根据记录的数据，作出悬线与竖直方向夹角的余弦值与小木棍通过光电门的时间平方的倒数“ $\text{[math]}$ ”的关系图像。若所作图像为一倾斜直线，且图像的斜率 $\text{[math]}$ ，（用题中所给物理量的符号表示）则说明小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒，该图像对应的函数关系为。

难度：中等题型:模拟题来源：河北省保定市部分学校2022届高三下学期物理3月联考试卷

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7．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。一倾斜导轨与水平桌面的夹角为 $\text{[math]}$ ，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连，滑块与导轨间的摩擦可忽略，导轨上的Q点处固定一个光电门。挡光片到光电沙桶门的距离为d，重力加速度为g。

实验时，该同学进行了如下操作：

①调节细沙的质量，使滑块和沙桶恰好处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为；（用已知物理量和字母表示）

②在沙桶中再加入质量为 $\text{[math]}$ 的细沙，让滑块从P点由静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光的时间为 $\text{[math]}$ ，则滑块通过Q点时的瞬时速度为；（用已知物理量和字母表示）

在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量 $\text{[math]}$ 。沙桶和细沙的机械能减少量 $\text{[math]}$ ；（均用已知物理量和字母表示）
若在误差允许的范围内， $\text{[math]}$ ，则机械能守恒定律得到验证。

难度：中等题型:常考题来源：湖南省名校联考联合体2021-2022学年高一下学期物理3月联考试卷1

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8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。

该实验中使用电火花计时器，它的工作电压是“交流220V”，纸带下端所挂重物应选图乙中的重物比较合适（填所选重物的字母）。按照正确的操作得到如图丙所示的纸带。其中打O点时释放重物，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图丙中(单位cm)。已知打点计时器打点时间间隔为0.02s，重物质量为0.5kg，当地重力加速g取9.80 m/s²。这三个数据中不符合有效数字读数要求的是。现选取重物在OB段的运动进行数据处理，OB段动能增加量为J，重力势能减少量为J（计算结果均保留三位有效数字）。

难度：中等题型:常考题来源：浙江省温州市苍南县金乡卫城中学2021-2022学年高二下学期物理第一次月考试卷

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9．某实验小组利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。A、B是两个相同的小物块，用天平测得其质量均为m，C是内部装有砝码的托盘，其总质量为M，A、B间用轻弹簧拴接，B、C间用轻质细绳相连。物块A静止放置在一压力传感器上，C的正下方放置一测速仪该测速仪能测出C的速率，压力传感器与测速仪相连，对应数据可对外向计算机中输出。整个实验过程中弹簧均处于弹性限度内，弹簧的弹性势能只与弹簧本身及形变量有关，当地的重力加速度为g。

开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现自由释放C，当C向下运动到某一位置时，压力传感器示数为零，测速仪显示的对应速率为v。其中M和m大小关系应满足Mm（选填“小于”、“等于”或“大于”），才能实现上述过程。

M、m质量不变，增加C中砝码的个数，即增大托盘和砝码的总质量M重复步骤，当压力传感器示数再次为零时，B上升的高度与前一次相比将（选填“增加”、“减少”或“不变”）。

重复上述操作，得到多组不同M下对应的v。根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，作出 $\text{[math]}$ 图线如图乙所示，图线在纵轴上的截距为b，则弹簧的劲度系数k=（用题目中的已知量表示）。

难度：中等题型:常考题来源：河北省石家庄市2022届高三下学期物理教学质量检测试卷（一）

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10．某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50H_Z ，当地重力加速度大小g=9.80m/s² ，回答下列问题。（各计算结果均保留两位小数）

通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度为m/s²。

通过该纸带上的数据，可计算出计时点4的速度为m/s。

若重物的质量为0.5kg，从开始下落到图中计时点4时，重物的机械能损失为J。

难度：中等题型:模拟题来源：陕西省汉中市2022届高三下学期物理教学质量第一次检测考试试卷

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