万考题-全国中小学题库

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1．某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。图乙是该实验中得到的一条纸带的一部分。现要验证从A点到B点过程中重锤的机械能是否守恒，实验中测出x₁、x₂的数值，电火花计时器每隔T=0.02 s打一个点。

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实验时，应_______

若x₁＝4.80cm，则在纸带上打下计数点A时的速度为m/s 。(计算结果保留三位有效数字)

实验中还需测出的物理量及对应的符号为。

验证的表达式为（用以上的物理量符号和重力加速度g表示）

该同学经过测量计算后，发现实验存在误差，你认为产生误差的原因可能是。

难度：中等题型:常考题来源：福建省仙游县郊尾中学2019-2020学年高三上学期物理第二次月考试卷

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2．为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方固定于B处的光电门，测得A、B间的高度差为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于H．则：

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用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示，则d=mm；

若小球经过光电门的时间t=0.00251s，则速度v_B=m/s（结果保留两位有效数字）；

多次改变H，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ -H图象如图丙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则图线斜率k=（用已知量g、d表示）；

实验发现小球动能增加量△E_k总是稍小于重力势能减少量△E_p ，增加下落高度后，重力势能减少量与动能增加量的差值△E_p-△E_k将（选填“增加”“减少”或“不变”）．

难度：中等题型:常考题来源：安徽省”皖南八校“2019-2020学年高三上学期物理摸底考试试卷

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3．在“验证机械能守恒定律”的实验中：若实验中所用重物的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为 $\text{[math]}$ ，当地的重力加速度为g．本实验所用电源的频率为f．从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=，重锤动能增加量△E_k=。在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．

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难度：中等题型:常考题来源：黑龙江省牡丹江市一中2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷

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4．用如图所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落， $\text{[math]}$ 上拖着的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。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离 $\text{[math]}$ =38.40 cm、 $\text{[math]}$ =21.60 cm、 $\text{[math]}$ =26.40 cm、 $\text{[math]}$ =31.21 cm、 $\text{[math]}$ =36.02 cm所示。已知 $\text{[math]}$ =50 g、 $\text{[math]}$ =150 g，频率为50 Hz，则(g取9.8 m/s² ，所有计算结果保留三位有效数字)

在纸带上打下计数点6时的速度 $\text{[math]}$ =m/s；

在打点0～6过程中系统动能的增量 $\text{[math]}$ =J，系统势能的减少量 $\text{[math]}$ =J，由此得出的结论是；

若某同学根据实验数据作出的 $\text{[math]}$ 图象如图，则当地的实际重力加速度g=m/s²。

难度：中等题型:常考题来源：黑龙江省鹤岗市第一中学2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷

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5．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量、分析，即可验证机械能守恒定律．

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下面列举了该实验的几个操作步骤：

正确操作后打出的纸带如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出AC的距离为s₁ ， CE的距离为s₂ ，打点的频率为f，根据这些条件，计算打C点时重锤下落的速率vc＝．

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实验中发现，重锤减小的重力势能大于重锤动能的增量，其主要原因是在重锤下落的过程中存在阻力作用（设阻力恒定），可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，重锤的质量为m．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F＝．

难度：中等题型:常考题来源：黑龙江省甘南县一中2019-2020学年高三上学期物理第二次月考试卷

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6．利用图1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2所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A,B,C,测得它们到起始点 O 的距离分别为h_A,h_B,h_C.已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=-mgh_B ，动能变化量ΔE_k=（）.

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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（_____________）

难度：中等题型:常考题来源：安徽省毛坦厂中学2019-2020学年高三上学期物理10月联考试卷

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7．某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律.水平桌面上固定倾斜的气垫导轨，一上端装有长方形遮光片的滑块总质量为M，滑块的左端连接着平行于导轨的细绳，细绳另一端跨过定滑轮和矿泉水瓶连接.导轨下端固定一光电门，光电门与计时器(图中未画出)连接，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，光电门的中心位于导轨上的B点.开始时，使滑块在导轨上静止，此时遮光片的中心位于导轨上的A点，该同学利用刻度尺测出A、B两点间的距离为L，高度差为h，测得矿泉水瓶和里面水的总质量为m，遮光片的宽度为d，忽略滑块和导轨间的摩擦，重力加速度为g.

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用螺旋测微器测量挡光条的宽度d，如图乙所示，由该图可得遮光条的宽度d=mm.

使滑块由A点静止开始沿导轨下滑，读出遮光片经过光电门时的挡光时间为t，则滑块从A到B的过程中，系统重力势值的减小量为；实验需要验证的表达式为(均用题目中所给的字母表示).

该同学保持滑轮高度和光电门位置不变，不断改变矿泉水瓶中水的质量，释放滑块使其由A处静止沿导轨下滑，测出每次矿泉水瓶和瓶中水的总质量m以及对应挡光时间t，为便于更直观地验证机械能守恒定律，应作出(选填“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”)关系图象，如图丙所示，则图象的斜用率k=.

难度：中等题型:常考题来源：河北省张家口市2019-2020学年高三上学期物理10月阶段检测试卷

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8．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

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①除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有。（选填器材前的字母）

A．大小合适的铁质重锤

B．体积较大的木质重锤

C．刻度尺

D．游标卡尺

E．秒表

② 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，如图15所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度v_E= m/s。（结果保留三位有效数字）

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③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于此误差，下列说法中正确的是。

A．该误差属于偶然误差

B．该误差属于系统误差

C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

④某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v²-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v²-h图像是下图中的哪一个。（填选填图下对应的字母）

A．图片_x0020_100029 B．图片_x0020_100030

C．图片_x0020_100031 D．图片_x0020_100032

⑤若不考虑地球的自转，地表附近的物体所受的重力等于其所受的引力。地表附近重力加速度为g。已知若以无穷远处为引力势能零点，距离为r的两个质点M、m之间的引力势能为 $\text{[math]}$ ，这一结论可以适用于匀质球体与其外质点，此时r为球心与质点之间的距离。请论证：本实验中的重锤在下落高度为h的过程中，可以认为重锤的重力势能减少量等于其（与地球共有的）引力势能的减少量。

难度：中等题型:常考题来源：北京市海淀区人大附中2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷

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9．如图，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为△t₁、△t₂ ，滑块运动通过光电门B时，钩码未落地．

①本实验中需要用到的器材有（填字母序号）．

A．天平 B．刻度尺 C．打点计时器 D．秒表 E．测力计

②验证本系统机械能守恒的原理表达式为（用已知量和能直接测量的量表示）．

③下列因素中可能增大实验误差的是（填字母序号）．

A．气垫导轨未调水平

B．滑块质量M和钩码质量m不满足m＜＜M

C．遮光条宽度太小

D．两光电门间距过小．

难度：中等题型:常考题来源：河北省唐山市区县2019-2020学年高三上学期物理第一次联考试卷

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10．图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置，某同学完成了一系列实验操作后，得到了如图乙所示的一条纸带．现选取纸带上某清晰的点标为0，然后每两个计时点取一个计数点，分别标记为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点l、2、3、4、5、6与0点的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅、h₆ ．（重力加速度为g）

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已知打点计时器的打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v₁、v₂、v₃、v₄、v₅ ，其中v₅的计算式v₅＝．

若重锤的质量为m，取打点0时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能E_pi和动能E_ki ，则打计数点3时对应重锤的势能E_p3＝（用题中所给物理量的符号表示）；接着在E—h坐标系中描点作出如图丙所示的E_k－h和E_p－h图线，求得E_p－h图线斜率的绝对值为k₁ ， E_k－h图线的斜率为k₂ ，则在误差允许的范围内，k₁k₂（填“>”、“<”或“=”）时重锤的机械能守恒．

关于上述实验，下列说法中正确的是

A 实验中可用干电池作为电源

B 为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些

C 实验时应先释放纸带后接通电源

D 图丙Ek—h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能

无论如何改进实验方法和措施，总有重力势能的改变量大于动能的改变量，原因是：．

难度：中等题型:常考题来源：江苏省黄桥中学2019-2020学年高三上学期物理第一次月考试卷

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