万考题-全国中小学题库

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年份	全部 2022 2021 2020 2019 2018 更早

1．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．

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实验步骤：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平．

②用游标卡尺测量挡光条的宽度l＝9.30 mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝cm.

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.

⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt₁和Δt₂.

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m₀ ，再称出托盘和砝码的总质量m.

用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：

①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v₁＝和v₂＝．

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E_k1＝和E_k2＝．

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE_p＝(重力加速度为g)．

如果ΔE_p＝，则可认为验证了机械能守恒定律．

难度：中等题型:常考题来源：高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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2． “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

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比较这两种方案，（选填A．“甲”或B．“乙”）方案好些．

如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s，物体运动的加速度a＝ m/s²；该纸带是（选填A．“甲”或B．“乙”）实验方案得到的．

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如图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是_____

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难度：中等题型:常考题来源：高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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3．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，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，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，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，实验时滑块在A点处由静止开始运动｡

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滑块通过B点的瞬时速度可表示为；

某次实验测得倾角 $\text{[math]}$ ，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，小球和带遮光片的滑块组成的系统动能增加量可表示为 $\text{[math]}$ ，系统的重力势能减少量可表示为 $\text{[math]}$ ，在误差允许的范围内，若 $\text{[math]}$ 则可认为系统的机械能守恒。

难度：中等题型:常考题来源：高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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4．如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长度为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一摆锤A，在A上放一个小铁片。现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向 $\text{[math]}$ 角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为x，下落高度为H。

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要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度应为，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为。

用实验中测量的物理量写出验证摆锤在运动中机械能守恒的关系式为。

难度：中等题型:常考题来源：高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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5．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

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为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____________。

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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 。

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大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。

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。

难度：中等题型:常考题来源：高中物理人教版（2019）必修二8.5实验：机械能守恒定律

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6．某同学利用图（a）的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定的轻质滑轮，两端分别挂质量为m₁=0.20kg、m₂=0.10kg的槽码1和2。用手托住m₁ ，让细绳伸直系统保持静止后释放m₁ ，测得m₂经过光电门的挡光时间为t。以m₁和m₂系统为研究对象，计算并比较从静止至m₂到光电门的过程中，系统势能的减少量△E_p与动能的增加量△E_k ，就可以验证m₁和m₂系统的机械能是否守恒。回答下列问题：（取g=9.8m/s² ，结果保留两位小数）

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用游标卡尺测m₂的厚（高），示数如图（b），则d=cm；

若t=13.7ms，则m₂通过光电门时的速度v=m/s；

测得释放前m₂与光电门的高度差为h=0.50m，则△E_p=J；△E_k=J；

本次实验的相对误差 $\text{[math]}$ 。

难度：中等题型:常考题来源：山西省太原市2021届高三上学期物理期末考试试卷

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7．某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律,P₁处与P₂处的光电门间的高度差为h．直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P₁、P₂光电门．重力加速度大小为g．

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若小球中心通过P₁、P₂光电门时遮光时间分别为t₁、t₂,则小球通过P₁、P₂光电门时的速度大小分别为、．

若该实验中等式gh=成立,即可验证机械能守恒定律．

实验室可提供的小球有木球和铁球,为了尽可能或小测量误差,下列做法正确的是（_______）(填对应的字母序号)

难度：中等题型:常考题来源：湖南省衡阳市衡阳县2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

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8．某同学利用如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：

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①测量小球B的直径d，测量球A的质量m₁、球B的质量m₂；

②由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为∆t；

③该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量∆E、和系统重力势能的减少量∆E_p；

④多次重复步骤②、③，记录下数据；

⑤若在误差允许的范围内∆E_k=∆E_p ，系统机械能守恒。

实验中还需要测量的物理量是______。

在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能△E_k=系统减少的重力势能∆E_p=[用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示]。

难度：中等题型:常考题来源：广东省汕尾市全市高中2020-2021学年高二上学期物理教学质量监测试卷

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9．某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两个位置安装光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，光线被遮光条遮挡时，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据输入计算机。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，计算机上形成如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。

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实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“大于”“等于”或“小于”）时，说明气垫导轨已调水平。

用螺旋测微器测量遮光条的宽度d，测量结果如图丙所示，则mm。

细线绕过气垫导轨左端的定滑轮，一端与滑块P相连，另一端与质量为m的钩码Q相连。将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、m、g和d已知，已测出滑块的质量为M，两光电门间的距离为L。若上述物理量间满足关系式mgL=，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

难度：中等题型:常考题来源：河南省南阳市2021届高三上学期物理期末质量评估理综试卷

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10． “用DIS研究机械能守恒定律”实验装置如图所示。

本实验用到的传感器是，为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直线与自然下垂的摆线要（选填“平行”或“垂直”）。

某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1组数据可估算出摆锤下落高度h约为m。

	挡光时间（s）	最低点处动能（J）	释放点处重力势能（J）
1	0.004698	0.0109	0.0110
2	0.004659	0.0111	0.0110
3	0.004619	0.0113	0.0110
摆锤宽度：0.0080m

该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据（选填“充分”或“不充分”），理由是。

难度：中等题型:模拟题来源：上海市金山区2021届高三上学期物理质量监控（一模)试卷

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