万考题-全国中小学题库

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1．验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示,图乙为实验所得的一条纸带,在纸带上选取了点迹清晰的连续6个点,若只测出了第4个点与0点之间的距离为h₄以及第6点与0点的距离h₆,已知打点周期为T,当地重力加速度为g.(以下的三个结论均有题中所给符合表示)

打第5点时重物的速度v=；

由已知条件从理论上计算第5点到0点的距离h₅=；

若打0点时重物速度为零,则要验证从0点到第5点间重物下落过程中机械能守恒的等式为。

难度：中等题型:模拟题来源：四川省南充市2019届高三物理第二次高考适应性考试试卷

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2．某同学利用如图甲所示装置来验证“机械能守恒定律”。将长为L轻绳一端固定在O点，另一端拴在一个质量为m的正立方体小铁块A上，在小铁块A的上表面边缘放一个小铁片。将铁块拉起，使绳拉直且偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放铁块，当其到达最低点时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离铁块A而做平抛运动。

用20分度的游标卡尺测量正立方体铁块厚度d的结果如图乙所示，则d＝cm；

若测得小铁片从水平抛出到落到地面的水平位移x和竖直位移y，就可求得小铁片做平抛运动的初速度v₀＝（已知重力加速度为g）。若假设铁块与小铁片运动到最低点时的速度为v，则v与v₀的大小关系为vv₀（填“＝”、“＞”或“＜”）；

该同学在实验中发现，若θ角改变，小铁片平抛运动的水平位移x随之发生改变。于是他多次实验，得到了多组（θ，x）值，通过计算分析得出了“铁块与小铁片一起由静止释放到运动到最低点过程中机械能守恒”的结论，并做出了x²随cosθ变化的x²－cosθ图像，你认为他做出的x²－cosθ图像应该是图中的________（实验中近似认为v＝v₀）。

难度：中等题型:模拟题来源：陕西省宝鸡市2019届高考理综模拟检测试卷（物理部分）

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3．图甲的光电门传感器由发射器和接收器组成，当光路被物体挡住的时候，它就开始计时，当光路再次恢复的时候，它就停止计时，这样就可以测出挡光片挡光的时间．某同学利用光电门传感器设计了一个验证小球下落过程中机械能守恒的实验，实验装置如图乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器，实验时让直径为d的小球从某一高度处（O点）由静止释放，让小球依次从A、B两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为t₁、t₂ ．

实验中，还需要测量的一个物理量是.

小球通过光电门A时的速度大小为（用对应物理量的符号表示）.

如果能满足关系式（用对应物理量的符号表示），即能证明小球下落过程中机械能守恒.

难度：中等题型:模拟题来源：河北省保定市2019年高三物理二模试卷

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4．某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．在铁架台的顶端有一电磁铁，正下方某位置固定一光电门，电磁铁吸住直径为d的小铁球，此时球心与光电门的竖直距离为h．断开电源，小球下落，通过光电门的挡光时间为t.请回答下列问题：

用游标卡尺测得d的长度如图乙所示，则该示数为cm.

该实验需要验证的表达式为(用题中字母表示，设重力加速度为g)．

在实验过程中，多次改变h，重复实验，这样做可以________．

小组内某同学提出，用高为d的铁质小圆柱体代替小铁球可提高实验的准确性，其理由是．

难度：中等题型:模拟题来源：江苏省南京市、盐城市2019届高三物理第二次模拟考试试卷

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5．某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中物体机械能是否守恒。在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平。地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印。重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为3.30 ms(当地重力加速度g=9.8 m/s²)。

⑴用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d=mm，由此可知小球通过光电门的速度v_B.

⑵实验测得轨道离地面的高度h=0.784 m，小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.600 m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v₀=m/s。（结果保留3位有效数字）

⑶在误差允许范围内，实验结果中小球通过光电门的速度v_B与由平抛运动规律求解的平抛初速度v₀相等，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。

难度：中等题型:常考题来源：安徽省合肥第一中学、马鞍山第二中学等六校教育研究会2019届高三理科综合第二次联考试卷（物理部分）

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6．某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律．

在本实验中需要测量的物理量有（______）

下列器材中，实验中必须用到的有（______）

请完成以下实验操作步骤：

A．准备实验器材；

B．将打点计时器竖直固定在铁架台上：

C．将重物连接在纸带上并穿过打点计时器；

D．接通电源，释放纸带；

E．取下纸带，重复上述实验多次；

F．．

下图是实验中打出的某条点迹清晰的纸带．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g取9.80 m／s² ，重物的质量为1.00kg．重物运动到B点的动能是J，重物运动到E点的动能是J，重物由B点运动到E点的过程中，重物的重力势能减少了

J．(均保留3位有效数字)

难度：中等题型:模拟题来源：河南省镇平县第一中学2018-2019学年高三物理模拟训练试题（一)

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7．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6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g.

下面列举了该实验的几个操作步骤：

A .按照图示的装置安装器件；

B .将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C .用天平测量出重锤的质量；

D .先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；

E .测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F .根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是(填写选项对应的字母).

如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅、h₆ ，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为.

在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出（2）问中纸带各点对应的速度，分别记为v₁至v_6,并作v_n²—h_n图象，如图所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为.

难度：中等题型:常考题来源：江苏省扬州中学2018-2019学年高二下学期物理开学考试试卷

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8．某课外活动小组利用小球的竖直上抛运动验证机械能守恒定律。如图甲，弹射装置将小球竖直向上弹出，先后通过光电门A、B，光电计时器测出小球上升过程中通过A、B的时间分别为Δt_A、Δt_B ，用刻度尺测出光电门A、B间的距离为h，用螺旋测微器测量小球的直径d，某次测量结果如图乙，其读数d＝mm。当地的重力加速度为g。在误差范围内，若小球上升过程中机械能守恒，则题中给出的物理量d、Δt_A、Δt_B、g、h之间应满足的关系式为。