名校
1 . 阿特伍德机的示意图如图所示，物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。
（1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为_________ mm。然后用托盘天平测量物块A（含挡光片）与物块B的质量分别为mA和mB（已知当地的重力加速度大小为g）
（2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间
，该同学只要验证表达式____________ 成立，则证明系统机械能守恒。（用（1）（2）中所给物理量符号表示）。
（3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使物块A（含挡光片）与物块B的质量相等。
（4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于静止状态，物块B悬吊在空中静止，之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t，已知当地的重力加速度大小为g，则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为
_________ （用（4）中所给物理量符号表示）。
（5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）与物块B一起做_________ （填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”）运动。该同学需要验证轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为__________ （用题中所给物理量符号表示）。
（1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为
（2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间
，该同学只要验证表达式（3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使物块A（含挡光片）与物块B的质量相等。
（4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于静止状态，物块B悬吊在空中静止，之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t，已知当地的重力加速度大小为g，则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为
（5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）与物块B一起做
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2 . 利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，轻绳一端与A相连，另一端跨过轻质定滑轮与质量为m的重物B相连。实验过程如下：用游标卡尺测出挡光片的宽度为d；先用力拉住B，保持A、B静止，测出A下端到光电门的距离为
；然后由静止释放B，A下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为t。已知重力加速度为g。
（1）为了能完成上述实验，M________ m（填“>”“=”或“<”）；
（2）挡光片经过光电门的速度大小为________ ；
（3）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B和地球所组成的系统机械能守恒的表达式为________ （用题中所给物理量的符号表示）；
（4）某次实验中用游标卡尺测出挡光片的宽度，结果如图所示，则挡光片的宽度为________ mm；
（5）挡光片经过光电门的速度与钩码A下落h时的瞬时速度间存在一个差值，为减小这个差值，可采取的措施是________ ；
（6）用本实验装置还可以测量当地的重力加速度g，则测量值________ 真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
；然后由静止释放B，A下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为t。已知重力加速度为g。 （1）为了能完成上述实验，M
（2）挡光片经过光电门的速度大小为
（3）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B和地球所组成的系统机械能守恒的表达式为
（4）某次实验中用游标卡尺测出挡光片的宽度，结果如图所示，则挡光片的宽度为
（5）挡光片经过光电门的速度与钩码A下落h时的瞬时速度间存在一个差值，为减小这个差值，可采取的措施是
（6）用本实验装置还可以测量当地的重力加速度g，则测量值
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名校
3 . 如图所示，某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器，探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层，滑块运动时阻力近似为零。
（1）实验时，气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度，标尺位置如图所示，其读数为__________ mm。
（2）设实验测得垫片的总高度为h，遮光条的有效宽度为d，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为
和
，则还需要测量的物理量是__________ （写出物理量的符号并说明），实验需要验证的关系式是__________ （用题中和所测物理量字母表示）。
（3）数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量，造成的原因可能______ 。
A．滑块释放位置不够高
B．充气泵的气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦
C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高
（4）光电门计时器的计时原理：光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约
的圆柱型光束，只要遮光条前沿挡住90％的光照就能使光控信号u上跳为H，只要后沿让光照恢复达到70％就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式：①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间；②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息，下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小______ （填“甲”“乙”或“丙”）。
（1）实验时，气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度，标尺位置如图所示，其读数为
（2）设实验测得垫片的总高度为h，遮光条的有效宽度为d，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为
和，则还需要测量的物理量是（3）数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量，造成的原因可能
A．滑块释放位置不够高
B．充气泵的气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦
C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高
（4）光电门计时器的计时原理：光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约
的圆柱型光束，只要遮光条前沿挡住90％的光照就能使光控信号u上跳为H，只要后沿让光照恢复达到70％就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式：①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间；②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息，下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小
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4 . 如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d、实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为
，拉力传感器的读数为F。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。
（1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为___________ cm。
（2）甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”，实验中为减小误差，下列说法正确的是___________ 。
A.调节气垫导轨水平
B.钩码的质量要远小于小车质量
C.遮光条宽度适当小一些
D.动滑轮的质量尽可能小一些
（3）乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”，实验时记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间，测得多组L和值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作___________ 图像（选填“
、
或
），该图像的斜率
___________ 。
（4）丙同学用上述装置研究系统（含滑块、钩码）机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为，则满足关系式___________ （用已知量符号表示）时，运动过程中系统机械能守恒。
，拉力传感器的读数为F。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。 （1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为
（2）甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”，实验中为减小误差，下列说法正确的是
A.调节气垫导轨水平
B.钩码的质量要远小于小车质量
C.遮光条宽度适当小一些
D.动滑轮的质量尽可能小一些
（3）乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”，实验时记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间
，测得多组L和值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作、或），该图像的斜率（4）丙同学用上述装置研究系统（含滑块、钩码）机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为
，则满足关系式
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2023-09-13更新
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857次组卷
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2卷引用：四川省成都金苹果锦城第一中学2023-2024学年高三上学期期中考试理综试题
名校
5 . 实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。
①若图所示，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。分别测出若干连续打点A、B、C……与O点之间的距离
、
、
……。
②已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的、、，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为__________ ，减小的重力势能为__________ ，在误差允许范围内重锤动能增加量__________ 重力势能减少量（填写“大于”、“等于”或“小于”）。
③取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能
和重力势能
，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值
，请计算图线Ⅱ的斜率
__________ 
（保留3位有效数字）。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为__________ （用
和
字母表示）。
①若图所示，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。分别测出若干连续打点A、B、C……与O点之间的距离
、、……。 ②已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的
、、，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为③取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能
和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率（保留3位有效数字）。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为和字母表示）。
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2023-09-08更新
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402次组卷
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4卷引用：四川省资阳市乐至中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题
四川省资阳市乐至中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题（已下线）北京人大附中10月月考（23-24）T12变式题-验证机械能守恒定律-实验题陕西省渭南市蒲城县2023-2024学年高三上学期第一次对抗赛物理试题（已下线）必修二 第八章 课时11 实验：验证机械能守恒定律 进阶拓展
名校
6 . 利用如图甲所示的装置研究均匀规则定滑轮的转动动能。一根足够长的轻细绳一端缠绕在滑轮边缘，另一端与质量为2m、带有挡光条的小物体A连接，A放光滑的倾斜轨道上，A与滑轮之间的绳与斜轨平行，距顶端L处有一光电门。将A从斜面顶端由静止释放，测得A通过光电门处的速度v。采用半径均为R但质量M不同的定滑轮进行多次试验，测得多组
数据如下表所示。L、g、m、R为已知量，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。
数据记录表
（1）若A上的挡光条宽为d，经过光电门时的挡光时间为，则A通过光电门处的速度
______ 。
（2）根据表格中数据，在图乙坐标系中作出图像______ 。
（3）上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量
时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，由此可求得斜轨倾角为______ 。
（4）利用表中的第1组数据，可以推出质量m的滑轮以角速度
转动时其转动的动能
______ 。（用m、R、表示）
数据如下表所示。L、g、m、R为已知量，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。数据记录表滑轮质量M | m | 0.8m | 0.6m | 0.4m | 0.2m |
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（1）若A上的挡光条宽为d，经过光电门时的挡光时间为
，则A通过光电门处的速度（2）根据表格中数据，在图乙坐标系中作出
图像（3）上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量
时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，由此可求得斜轨倾角为（4）利用表中的第1组数据，可以推出质量m的滑轮以角速度
转动时其转动的动能表示）
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名校
7 . 采用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源的频率
，当地的重力加速度
。
（1）本实验中重物及夹子的质量m是______ 测出的（填“需要”或“不需要”）。
（2）关于该实验的下述操作中，正确的是______ 。
A．实验所选重物，只需考虑其质量足够大即可
B．在组装器材时，打点计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上
C．实验时应先开启电源，再释放纸带
D．打点计时器打出纸带后，要先处理数据确认实验成功之后再关闭电源
（3）在正确操作后得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带，其中O为起始点，
，
，
。则分析纸带可知：
①在误差允许范围内，若等式______ 成立，则机械能守恒定律得到验证（用题目中给出物理量的符号f、g、h、
、
表示）。
②百分误差
，是衡量实验精确度的重要标准。本实验将重物重力势能的减少量作为“实际值”，将重物动能的增加量作为“测量值”，则该实验的百分误差
______ %（结果保留两位有效数字）。
，当地的重力加速度。 （1）本实验中重物及夹子的质量m是
（2）关于该实验的下述操作中，正确的是
A．实验所选重物，只需考虑其质量足够大即可
B．在组装器材时，打点计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上
C．实验时应先开启电源，再释放纸带
D．打点计时器打出纸带后，要先处理数据确认实验成功之后再关闭电源
（3）在正确操作后得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带，其中O为起始点，
，，。则分析纸带可知：①在误差允许范围内，若等式
、表示）。②百分误差
，是衡量实验精确度的重要标准。本实验将重物重力势能的减少量作为“实际值”，将重物动能的增加量作为“测量值”，则该实验的百分误差
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8 . I．为了“验证机械能守恒定律”，某实验小组用如图甲所示的气垫导轨装置进行实验。将气垫导轨一端垫高，在导轨上适当的位置B安装光电门，光电门连接数字计时器，数字计时器功能选择为S1，记录遮光条经过光电门时的挡光时间。打开气源，将装有遮光条的滑块从A位置由静止释放（释放时遮光条最右侧与A对齐），滑块沿气垫导轨滑向B位置。
（1）实验时使用的遮光条宽度d=0.70cm，在某次实验中，光电门的计时器计时结果如图乙所示，则滑块滑过光电门时的速度vB=______ m/s（保留两位有效数字）
（2）进一步测得A、B两点的高度差Δh=2.55cm，实验地的重力加速度g=9.8m/s2，根据（1）中的数据_______ 认为A运动到B的过程中机械能守恒（填“能”或“不能”）
Ⅱ．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整装置，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）M、N、P、O四个光学元件依次为______ ；
A.偏振片、滤光片、单缝片、双缝片
B.增透膜、单缝片、双缝片、滤光片
C.凸透镜、滤光片、单缝片、双缝片
D.凸透镜、单缝片、滤光片、双缝片
（2）某次实验中，目镜中得到如图所示的条纹，没有调整中央刻线与条纹平行就开始测量条纹间距，这样测量得到的波长将_______ （填“偏大”，“偏小”或者“没有影响”）
Ⅲ．为了研究电容器的充放电，研究小组设计了如图甲所示的电路图进行实验。
（1）根据电路图连接如图乙所示的电路，其中导线1接在接线柱A上，导线2、3应该分别应接在接线柱________ （填“B、C” 或“C、B”）。
（2）研究小组先将开关接1对电容器充电，待电压表示数稳定后再将开关接2，来记录电容器放电时电流随时间变化的关系。微电流计的量程为±300µA，某次微电流计的示数如图丙所示，则通过微电流计的电流大小I=_____ μA。
（3）该小组测得电流随时间的9组数据，并将数据描在如图丁所示的坐标中，其I-t图像围成的面积约为63格，则这一过程中流过微电流计的电荷Δq=_____ C， t=0时刻，电压表的读数为U=2.80V；t=45s时，电压表的示数几乎为0。根据以上数据，研究小组用Δq/ΔU算出的电容值比实验所用电容器的电容值小很多。已知微电流计的内阻为100Ω，电阻箱接入的电阻8.9kΩ，电压表的内阻为3 kΩ，请你根据以上数据进行修正，算出该电容器的电容值C=_____ μF
（1）实验时使用的遮光条宽度d=0.70cm，在某次实验中，光电门的计时器计时结果如图乙所示，则滑块滑过光电门时的速度vB=
（2）进一步测得A、B两点的高度差Δh=2.55cm，实验地的重力加速度g=9.8m/s2，根据（1）中的数据
Ⅱ．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整装置，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）M、N、P、O四个光学元件依次为
A.偏振片、滤光片、单缝片、双缝片
B.增透膜、单缝片、双缝片、滤光片
C.凸透镜、滤光片、单缝片、双缝片
D.凸透镜、单缝片、滤光片、双缝片
（2）某次实验中，目镜中得到如图所示的条纹，没有调整中央刻线与条纹平行就开始测量条纹间距，这样测量得到的波长将
Ⅲ．为了研究电容器的充放电，研究小组设计了如图甲所示的电路图进行实验。
（1）根据电路图连接如图乙所示的电路，其中导线1接在接线柱A上，导线2、3应该分别应接在接线柱
（2）研究小组先将开关接1对电容器充电，待电压表示数稳定后再将开关接2，来记录电容器放电时电流随时间变化的关系。微电流计的量程为±300µA，某次微电流计的示数如图丙所示，则通过微电流计的电流大小I=
（3）该小组测得电流随时间的9组数据，并将数据描在如图丁所示的坐标中，其I-t图像围成的面积约为63格，则这一过程中流过微电流计的电荷Δq=
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9 . 某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。
(1)下列叙述正确的是________ 。
A．应该用天平称出重物的质量
B．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据
C．操作时应先松开纸带再通电
D．打点计时器应接在电压为4~6V的交流电源上
(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm、0.25cm，则可肯定______ 同学在操作上有错误，错误是________ 。
(3)若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O间的距离分别为15.55cm、19.20cm和23.23cm。则当打点计时器打点B时重物的瞬时速度v＝________ m/s；重物由O到B过程中，重力势能减少了_______ J，动能增加了________ J（保留3位有效数字），根据所测量的数据，还可以求出重物实际下落的加速度为________ m/s2，则重物在下落的过程中所受的阻力为________ N。
(1)下列叙述正确的是
A．应该用天平称出重物的质量
B．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据
C．操作时应先松开纸带再通电
D．打点计时器应接在电压为4~6V的交流电源上
(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm、0.25cm，则可肯定
(3)若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O间的距离分别为15.55cm、19.20cm和23.23cm。则当打点计时器打点B时重物的瞬时速度v＝
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10 . 某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图所示。弹簧的劲度系数为
，原长为
，钩码的质量为
。已知弹簧的弹性势能表达式为
，其中为弹簧的劲度系数，
为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为
。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为
。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为
，（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点），且非常小。从打出A点到打出
点时间内，钩码的机械能增加量为______ ，弹簧的弹性势能减少量为______ 。（结果用题中给出的字母表示）
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度
的关系，如图所示。由图可知，随着增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______
A.纸带与打点计时器之间存在摩擦力
B.钩码和纸带运动速度增大，空气阻力变大
C.弹簧形变量越来大，使得弹性势能减少越来越快
D.此过程物块加速度变小，使得动能增加越来越慢
，原长为，钩码的质量为。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为。 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为
。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为，（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点），且非常小。从打出A点到打出点时间内，钩码的机械能增加量为（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度
的关系，如图所示。由图可知，随着增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是 A.纸带与打点计时器之间存在摩擦力
B.钩码和纸带运动速度增大，空气阻力变大
C.弹簧形变量越来大，使得弹性势能减少越来越快
D.此过程物块加速度变小，使得动能增加越来越慢
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2023-05-23更新
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663次组卷
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3卷引用：2023届陕西省西安市长安区高三下学期第一次模拟考试理综物理试题
2023届陕西省西安市长安区高三下学期第一次模拟考试理综物理试题江西省宜春市丰城中学、新建二中2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题（已下线）必修二 第八章 课时11 实验：验证机械能守恒定律 进阶拓展
