某同学利用如图甲所示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的物块和物块用手托住物块让细绳伸直系统保持静止后释放物块测得物块经过光电门的挡光时间为以物块和物块组成的系统为研究对象计算并比较物块从静止至通过光电门的过程中系统重力势能的减少量与动能的增加量就可以验证物块和物块组成的系统的机械能是否守恒取重力加速度大小用分度的游标卡尺测得物块的厚度如图乙所示则厚

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162425. （2023•铁一中学•高二上期中）某同学利用如图甲所示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=0.25kg、m₂=0.15kg的物块1和物块2。用手托住物块1，让细绳伸直，系统保持静止后释放物块1，测得物块2经过光电门的挡光时间为t。以物块1和物块2组成的系统为研究对象，计算并比较物块2从静止至通过光电门的过程中，系统重力势能的减少量ΔE_p。与动能的增加量ΔE_k，就可以验证物块1和物块2组成的系统的机械能是否守恒，取重力加速度大小g=9.8m/s²。
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（1）用20分度的游标卡尺测得物块2的厚度如图乙所示，则厚度d= mm。
（2）某次实验时测得释放前物块2与光电门的距离h=0.80m,物块2通过光电门的时间t=3.70ms,则物块2通过光电门时的速度大小v= m/s；从释放物块1到物块2通过光电门的过程中，系统动能的增加量ΔE_k为 J；重力势能的减少量ΔE_p为 J。（结果均保留三位有效数字）

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[考点]

验证机械能守恒定律，

[答案]

（1）7.25；（2）1.96、0.768、0.784。

[解析]

解：（1）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，其示数为主尺与游标尺的读数之和，由图可知物块的厚度为：d＝7mm+5×0.05mm＝7.25mm；
（2）物块2通过光电门时的速度大小：

系统动能的增加量为：

重力势能的减少量为：ΔE_p＝m₁gh﹣m₂gh＝（0.25﹣0.15）×9.8×0.80J＝0.784J
故答案为：（1）7.25；（2）1.96、0.768、0.784。

[点评]

本题考查了"验证机械能守恒定律，"，属于"基础题"，熟悉题型是解题的关键。

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相似题 全部同步专题复习模拟真题联考专练月考周考期中期末单元寒假暑假副题

151833. （2022•临潼区•二模）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。

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，小球直径d＝　1.445　 cm；
（2）验证系统机械能守恒的表达式是　g（h﹣

）＝

　（用题中的字母表示）；
（3）请你提出一种减小实验系统误差的方法　换用体积更小，密度更大的小球进行实验　。

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159769. （2021•周至五中•高三上二月）在“验证机械能守恒定律”的实验中。
（1）为完成该实验，下列释放纸（图1）带操作正确的是        。
（2）图2为一条符合实验要求的纸带，O点为选取的第一个计数点。分别测出若干连续点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，重力加速度为g,若重物质量为m,则打点计时器打出B点时重物的动能为        。
（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是        。
A．重物的质量过大　 B．重物的体积过小
C．重物下落的距离过小　 D．重物及纸带在下落时受到阻力
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共享时间:2021-12-27 难度:1 相似度:2

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160416. （2019•高新一中•三模）用如图1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，m₁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。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），计数点间的距离如图2所示。已知m₁＝50g、m₂＝150g，则（g取9.8m/s²，所有结果均保留三位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速度v＝　　m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEK＝　　J，系统势能的减少量ΔEP＝　　J，由此得出的结论是　　；
（3）若某同学作出

v²﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g＝　　m/s²。

共享时间:2019-04-11 难度:1 相似度:2

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161664. （2023•交大附中•高一上期末）图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如表：

高度h/m	0.08	0.06	0.04	0.02	0
势能E_p/J	0.0236	0.0177	B	0.0059	0.0000
动能E_k/J	A	0.0328	0.0395	0.0444	0.0501
机械能E/J	0.0504	0.0505	C	0.0503	0.0501

（1）关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是　   　。
A.摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B.只有合外力为零时，机械能才守恒
C.只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D.只有合外力做功为零时，机械能才守恒
（2）摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为d，挡光时间为Δt，则摆锤经过挡光片时的速度大小为　                 　。
（3）表中A、B处数据应为　        　 J和　         　 J。
（4）另一小组记录了每个挡光片所在的高度h及其相应的挡光时间Δt后，绘制了如图2的

和

四幅图像。为了说明实验结果机械能守恒，最合适的选择是　　。

共享时间:2023-02-22 难度:1 相似度:2

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161682. （2023•高新一中•高一下期末）利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
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（1）实验中，需先接通电源，再由静止释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图乙。已知重物质量m=1.00kg,重力加速度g=9.80m/s²，打点计时器打点周期为T=0.02s,那么打点计时器打下计数点B时，重物的速度v_B= m/s；O点到B点过程中重物重力势能减少量为 J。（结果均保留三位有效数字）
（2）该同学根据纸带算出其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度h,以v²为纵坐标，以h为横坐标，建立坐标系，作出h-v²图像如图丙，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的h-v²图像。斜率为k,可求得当地的重力加速度g= 。

共享时间:2023-07-11 难度:1 相似度:2

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161831. （2022•长安区一中•高一下期末） $德优题库$ 为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m,球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h,实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中F_m是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g,请回答以下问题：
（1）小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量ΔE_p=       ，动能的增加量ΔE_k=       。（均用题中所给字母表示）
（2）观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：       ；
（3）为减小实验误差，实验时应选用密度        （选填“较大”或“较小”）的小球。

共享时间:2022-07-18 难度:1 相似度:2

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162024. （2020•西安中学•高一下期末） $德优题库$ 在用如图所示的装置验证机械能守恒定律的实验中：
（1）下列器材中不需要的是        （填入相应的字母）。
        A．刻度尺          B．秒表          C．交流电源
（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果mgh        （选填“＞”、“=”或“＜”）

mv²。

共享时间:2020-07-13 难度:1 相似度:2

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162201. （2024•师大附中•高一下期中） $德优题库$ 某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图所示的装置，让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹．调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
（1）实验时，操作顺序应为        （选填“A”或“B”，其中A为“先点击记录数据，后释放小球”，B为“先释放小球，后点击记录数据”），记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t₁和t₂。
（2）小球与橡胶材料碰撞损失的机械能转化为        能．已知小球的质量为m、直径为d,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=       （用字母m、d、t₁和t₂表示）。
（3）请分析说明，可以采取什么办法减小实验误差？

共享时间:2024-05-19 难度:1 相似度:2

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162305. （2023•长安区一中•高三上期中）某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：
（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．
（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步．
①该实验中，M和m大小关系必需满足M 　     　　m（选填“小于”、“等于”或“大于”）
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应　     　（选填“相同”或“不同”）
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出　                  　（选填“v²﹣M”、“v²﹣

”或“v²﹣

”）图线．
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为　　（用题给的已知量表示）．

共享时间:2023-11-18 难度:1 相似度:2

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162710. （2023•铁一中学•高一下期中）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，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。已知当地重力加速度为g。
$德优题库$
（1）除了图中所示的装置之外，还必须使用的器材是        ；
A．直流电源、天平（含砝码）
B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平（含砝码）
D．交流电源、刻度尺
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图5所示安装好实验器材并连接好电源
B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C．测量纸带上某些点间的距离
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是        （选填步骤前的字母）；
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s₀，点AC间的距离为s₁，点CE间的距离为s₂，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m,根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量ΔE_p=       ，动能增加量ΔE_k=       ；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是        ；
（4）某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v²，绘制v²-h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。
①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？       ；
②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的v²-h图线的纵轴截距b'和斜率k'与b、k的关系最可能的是        。
A．b'＞b,k'＞k
B．b'＜b,k'=k
C．b'＜b,k'＜k
D．b'=b,k'＞k

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162919. （2021•西安一中•高三上期中）某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：
（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．
（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步．
①该实验中，M和m大小关系必需满足M 　     　　m（选填“小于”、“等于”或“大于”）
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应　     　（选填“相同”或“不同”）
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出　                  　（选填“v²﹣M”、“v²﹣

”或“v²﹣

”）图线．
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为　　（用题给的已知量表示）．

共享时间:2021-11-23 难度:1 相似度:2

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163102. （2022•长安区一中•高二下期中）用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属薄片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P₁、P₂两点处，可以测出物块B通过P₁、P₂这段高度的时间。（测时原理：光电门P₁被挡光时开始计时，光电门P₂被挡光时停止计时）。
（1）若测得P₁、P₂之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度表示为v＝　                　；
（2）若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验应验证机械能守恒定律的表达式为：　                　（用M、m、重力加速度g、h及v表示）
（3）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P₁、P₂这段距离d的时间为t，以h为纵轴，以　                  　（填“t²”或“

”）为横轴，通过描点作出的图线是一条这坐标原点的直线，若此直线的斜率为k，且M＝2m，则重力加速度g＝　　（用k、d表示）。

共享时间:2022-05-14 难度:1 相似度:2

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162785. （2023•交大附中•高一下期中）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连，弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E_p与小球抛出时的动能E_k相等。已知重力加速度大小为g。为求得E_k，至少需要测量下列物理量中的       （填正确答案标号）。
A．小球的质量m                 B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h           D．弹簧的压缩量Δx      E．弹簧原长l₀
（2）用所选取的测量量和已知量表示E_k，得E_k=       。
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出，如果h不变。m增加，s-Δx图线的斜率会       （填“增大”、“减小”或“不变”）：如果m不变，h增加，s-Δx图线的斜率会       （填“增大”、“减小”或“不变”）。由图（b）中给出的直线关系和E_k的表达式可知，E_p与Δx的       次方成正比。
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共享时间:2023-05-12 难度:2 相似度:1.5

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151784. （2015•西安一中•一模）下面几个实验都用到了打点计时器或电火花计时器：
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验
$德优题库$
（1）运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律“实验是否需要平衡摩擦阻力？       （填“是”或“否”）
（2）如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分，若所用电源的频率为50Hz,图中刻度尺的最小分度为1mm,请问该条纸带是以上四个实验哪一个实验时得到的？       （填实验的名称）
（3）由如图丁的测量，打C点时纸带对应的速度为       m/s（保留三位有效数字）．

共享时间:2015-03-12 难度:3 相似度:1.33

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2023-11-10

高中物理 | 高二上 | 实验题

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2023-2024学年陕西省西安市铁一中学高二（上）期中物理试卷

更新:2023-11-10 08:22浏览量:12

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