万考题-全国中小学题库

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1．小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中 $\text{[math]}$ 为轻杆， $\text{[math]}$ 为固定转轴， $\text{[math]}$ 端小球固定于杆上，质量为 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 端小球放在轻质勺形槽内，质量为 $\text{[math]}$ 。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动， $\text{[math]}$ 球被水平抛出。

实验时，小明首先测量了 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 及两球距 $\text{[math]}$ 点的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，除此之外，还需要测量的物理量有____。

结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度 $\text{[math]}$ ，可得系统重力势能减少量为，动能增加量为。

难度：中等题型:常考题来源：重庆市名校联盟2022届高三下学期物理第一次联合考试试卷

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2．如图甲所示，某课外探究小组做“验证机械能守恒定律”的实验。金属小球的直径为d、质量为m，小球由A处静止释放，通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为 $\text{[math]}$ ，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。多次改变高度H，重复上述实验。当地的重力加速度为g。则：

如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径dmm。

作出 $\text{[math]}$ 一随H的变化图象如图丙所示。图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为已知量，重力加速度g与小球的直径d满足以下表达式：时（用g、d、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示），可判断小球下落过程中机械能守恒。

某次实验中发现动能增加量 $\text{[math]}$ 总是稍小于重力势能减少量 $\text{[math]}$ ，不考虑测量误差，可能的原因是（写出一条即可）

难度：中等题型:模拟题来源：辽宁省凌源市2022届高三下学期物理开学考试试卷

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3．某实验小组利用如图a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，将力传感器固定，不可伸长的轻绳一端系住小球，另一端连接力传感器，若某次实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图b所示，其中 $\text{[math]}$ 是实验中测得的最大拉力值。

现用游标卡尺测得小球直径如图c所示，则小球的直径为cm；

小球由A点静止释放到第一次回到A点的时间为（用含有 $\text{[math]}$ 的符号表示）；

若测得小球质量为m，直径为D，轻绳长为l，小球释放的位置A到最低点的高度差为h，重力加速度为g，小球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，验证该过程小球机械能守恒的表达式为（用题中给定的字母表示）。

难度：中等题型:模拟题来源：湖南省衡阳市2022届高三下学期物理第一次联考（一模）试卷

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4．利用甲图装置验证机械能守恒定律，通电时，小钢球补吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由落下。空气阻力可忽略不计。

用螺旋测微器测量小钢球的直径如图乙所示，则直径为cm。

①测出小钢球从释放位置到光电门中心的距离为h（h远大于d）。释放小钢球，记下其通过光电门的时间 $\text{[math]}$ ；②改变 $\text{[math]}$ ，测出多组（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）数据，画出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示；③测出图像的斜率为 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为g，若在误差允许的范围内，斜率 $\text{[math]}$ 近似等于（用所给的物理量的字母表示），则机械能守恒定律成立。

影响实验结果的可能的主要原因是。

难度：中等题型:模拟题来源：山西省晋中市2022届高三下学期物理第二次模拟考试试卷

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5．某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。光电门1、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g。

实验前先用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径为d=mm；

让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，小球通过光电门1和光电门2时，小球的挡光时间分别为t₁、t₂ ，则小球通过光电门1时的速度大小为v₁=（用物理量的符号表示）；要验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是（写出对应物理过程物理量符号）；

改变小球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电门1和光电门2的挡光时间t₁、t₂ ，作 $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ 图像，如果图像的斜率为，图线与纵轴的交点为（用题目中相关物理量符号表示），则机械能守恒定律得到验证。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省名校联盟2022届高三下学期理综物理第二次模拟试卷

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6．某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根，轻绳分别固定于 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。

该兴趣小组用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为d=mm。

关于该实验，下列说法中正确的是____。

如果测得小球自然下垂时球的上沿到轻杆的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为t。若当地重力加速度为g、小球的直径为d，当实验所得数据满足关系式 $\text{[math]}$ 时，可以验证机械能是守恒的。

难度：中等题型:模拟题来源：山东省济宁市2022届高三下学期物理一模试卷

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7．用图甲装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门B的位置，使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门B。实验时通过断开电磁铁开关使小球从A点下落经过光电门，记录挡光时间Δt，并测出电磁铁下侧面到光电门的距离h。已知当地重力加速度为g。

用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，小球直径d=cm；

验证系统机械能守恒的表达式是（用题中的字母表示）；

请你提出一种减小实验系统误差的方法。

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省江南十校2022届高三下学期理综物理3月一模联考试卷

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8．用如图所示的实验装置可以验证机械能守恒定律：光滑四分之一圆弧滑槽固定在铁架台上并可以上下移动。铁架台放在水平桌面上。圆弧PQ对应的圆心角是60°，将一可视为质点的金属小球从Q点由静止释放，小球从圆弧最低点P开始做平抛运动最后落到水平地面上的M点。P与M的水平距离为x，竖直距离为h。

实验过程中，用刻度尺测出平抛运动的水平位移x以及竖直位移h，还需要测出（写出测量量名称及对应字母代号）。

如果x=，表明机械能守恒定律成立。

改变滑槽在铁架台上固定点的上下位置，得到多组x和h的数据，然后用图像法处理数据，以h为纵轴，如果要让画出的图像为一条直线，应该以为横轴。若作出的直线斜率k=，则表明机械能守恒定律成立。

难度：中等题型:模拟题来源：海南省2022届高三下学期物理学业水平诊断（三）试卷

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9．某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示．其主要实验步骤如下：

a．用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示；

b．读出导轨标尺的总长L0，并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度H0；

c．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s；

d．由静止释放滑块，从数字计时器(图1中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t.

回答下列问题：

由图2读出l＝mm.

(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量M.

多次改变光电门位置，即改变距离s，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ 随s的变化图象，如图3所示，当已知量t₀、s₀、l、H₀和当地重力加速度g满足表达式 $\text{[math]}$ =时，可判断滑块下滑过程中机械能守恒．

难度：中等题型:模拟题来源：四川省南充市2022届高三下学期理综物理高考适应性考试（二诊）试卷

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10．在《验证机械能守恒定律》的实验中，纸带上打出的点如图所示。

在实际实验中，重物质量（选填“是”或“不是”）必须测量的物理量；

若重物的质量为1千克，图中点P为打点计时器打出的第一个点，则从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的减小量 $\text{[math]}$ E_P= J，重物的动能的增加量 $\text{[math]}$ J，由此得到的结论是；（打点计时器的打点周期为0.02s，g=9.8m/s²计算结果小数点后面保留两位）

实验中动能的增加量略选填（“大于”“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是；

A．重物下落的实际距离大于测量值 B．重物下落的实际距离小于测量值

C．重物下落受到阻力 D．重物的实际末速度大于计算值

难度：中等题型:常考题来源：福建省三明市三地三校2020-2021学年高一下学期物理期中联考试卷

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