万考题-全国中小学题库

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1．探究重物下落过程中动能与重力势能相互转化问题的实验。

部分实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整。

A．按实验要求安装好实验装置；

B．使重物靠近打点计时器，接着先，后，打点计时器在纸带上打下一系列的点。

图乙是一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干点后的连续点A、B、C与O点之间的距离h₁、h₂、h₃。已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，，重力加速度为g，可得重物下落到B点的过程中，重物增加的动能，减少的重力势能为。

实验的计算结果一般减少的重力势能（填写略大于或略小于）重物增加的动能，原因是。

难度：中等题型:模拟题来源：天津市红桥区2020届高三物理第一次模拟试卷

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2．某实验小组要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一气垫导轨，把气垫导轨调节水平，在导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端用跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的钩码相迕，遮光条两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t，用d表示遮光条的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列问题。

如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=mm；

实验时将滑块从如图甲所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=1.2×10^-2s，则滑块经过光电门的瞬时速度为m/s（结果保留2位有效数字）；

若将滑块自A点由静止释放，考虑遮光条宽度的影响，则在滑块从A点运动至B点的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减小量测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量测量值；

该实验小组在研究中发现利用该装置可测带长方形遮光条的滑块的总质量M，实验小组多次改变光电门的位置，且每次均令滑块自同一点（A点）开始运动，测量相应的s与t值。某同学完成实验后，想利用测得的数据探究s与t的关系。根据测量的数据作出 $\text{[math]}$ 图象，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量为m，则滑块的总质量M的表达式为（用题目给出的字母表示）。

难度：中等题型:模拟题来源：山西省晋中市2020届高三下学期理综物理全国普通高校招生统一模拟试卷

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3．某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：

①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；

②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；

③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s²。

回答下列问题：

如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=cm；

实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；

当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v_乙=；

若测量值t=s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）

难度：中等题型:模拟题来源：内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区2020届普通高中物理高三第一次统考试卷

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4．某同学利用图示装置验证滑块通过两个光电门的过程中机械能守恒。图中1、2是两个光电门（当物体从1、2间通过时，光电计时器可以显示物体的挡光时间），木板的一端在水平面上，将光滑木板的一端垫起，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t₁和t₂。用游标卡尺测得滑块的宽度为d，测得1、2间的距离为x，木板的倾角为θ。

滑块通过光电门1时的速度大小为；

本实验（选填“需要”或“不需要”）测量滑块的质量；

若滑块通过两个光电门的过程中机械能守恒，则有2gxsin θ=。

难度：中等题型:模拟题来源：辽宁省辽阳市2020届高三下学期理综物理一模考试试卷

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5．用图甲所示的实验装置验证 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 组成的系统的机械能守恒。 $\text{[math]}$ 从高处由静止开始下落，同时 $\text{[math]}$ 向上运动拉动纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个未标出的点，计数点间的距离如图中所示。已知电源的频率为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ 。完成以下问题。（计算结果保留2位有效数字）

在纸带上打下计数点5时的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

在打0~5点过程中系统动能的增加量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，系统势能的减少量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，由此得出的结论是。

依据本实验原理作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则当地的重力加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

难度：中等题型:模拟题来源：辽宁省葫芦岛市兴城高级中学2020届高三下学期理综物理模拟考试试卷

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6．某同学用如图所示的装置来验证机械能守恒定律．质量均为M的物体A、B通过细绳连在一起，物体B上放置质量为m的金属片C，在其正下方h处固定一个圆环，P₁、P₂是相距为d的两个光电门．释放后，系统由静止开始运动，当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，数字计时器测出物体B通过P₁、P₂的时间为t．

物体B刚穿过圆环后的速度v=；

实验中验证下面_______（填正确选项的序号）等式成立，即可验证机械能守恒定律（把v当作已知量）；

本实验中的测量仪器除了图中器材和刻度尺、电源外，还需要．

难度：中等题型:模拟题来源：辽宁省大连市2020届高三下学期物理第一次模拟考试试卷

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7．某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g：

用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，钢球直径D = cm；

用所测的物理量符号表达出小球运动的加速度a =；

要验证机械能守恒，只要比较____________；

实际钢球通过光电门的平均速度（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，此误差（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小；

下列做法中，可以减小“验证机械能守恒定律”实验误差的是。

A．选用质量大体积小的球 B．减小小球下落初位置与光电门A高度差

C．适当增大两光电门高度差h D．改用10分度的游标卡尺测D的大小

难度：中等题型:模拟题来源：江西省九江市2020届高三物理第二次高考模拟统一考试试卷

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8．用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．

为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．

小铁球通过光电门时的瞬时速度v=，若下落过程中机械能守恒，则 $\text{[math]}$ 与h的关系式为 $\text{[math]}$ =．

难度：中等题型:模拟题来源：河北省石家庄巿第二中学2020届高三下学期物理4月教学质量检测试卷

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9．在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上点迹进行测量，经过数据处理即可验证机械能守恒定律。

在实验过程中，下列说法正确的是_______。

正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C……测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h₁、h₂、h₃。已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能减少量△E_p=，动能增加量△E_k=。（用题中所给字母表示）

利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v²为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出v²-h图像，如图所示。由v²-h图像求得的当地重力加速度g=m/s²。（结果保留三位有效数字）

难度：中等题型:模拟题来源：北京市房山区2020届高三下学期物理第一次模拟试卷

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10．用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。把劲度系数为k的轻质弹簧左端固定在水平光滑桌面上，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧一段距离后小球至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知弹簧的弹性势能 $\text{[math]}$ ，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的弹性伸长量或压缩量，频闪照相机频闪时间间隔为T。

若测得C、A间距离为x₀ ，则弹簧被压缩至C点时具有的弹性势能E_P=

若测得A、B间距离为x₁ ，小球的质量m，则小球与弹簧分离时的动能E_K=

在误差允许范围内，若满足E_P=E_K ，则可验证系统的机械能守恒定律。由于实际上桌面，导致存在系统误差，因此，E_PE_K（填“大于”或“小于”）。

难度：中等题型:模拟题来源：广东省汕头市2020届高三理综物理第一次模拟考试试卷

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