专题09 验证机械能守恒定律-2024年高考物理实验最新模拟题精练

必修部分力学实验最新模拟题冲刺 专题9. 验证机械能守恒定律 1. （2024河南高考适应性考试）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。 （1）若电动机的转速为3000r/min，则T = __________s。 （2）实验操作时，应该__________。（填正确答案标号） A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 （3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度vD = __________（用题中所给物理量的字母表示） （4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出v2—h图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 2. （2024福建泉州质检2）某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下： A．将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置 B．先接通电源，后释放重锤 C．更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析 （1）上述实验步骤中不合理步骤为______（选填序号字母）。 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 （3）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。 3. （2024深圳龙岗期末） 某同学利用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验。利用纸带上的点得到的数据画成如图所示的图线，可知该同学________________（填“是”或“不是”）取开始下落时打的点来验证的；该图线的斜率表示________________（用文字表述）。设实验的重力加速度值在才可认为机械能守恒，否则不守恒。由图计算出重力加速度值为________________（取三位有效数字），说明本实验的机械能________________（填“守恒”或“不守恒”）。 4．（10分） （1）(2024海南高考模拟6)（4分）某实验小组利用如图1所示的装置做验证机械能守恒定律的实验。图中铁架台上的处固定一光电门，点是铁架台上固定的一点，用刻度尺测得之间的高度差为。 ①现将小球从横梁上的点由静止释放，通过数字计时器读出小球通过光电门的遮光时间。已知小球的直径为，则小球通过光电门时的速度大小______（用已知量的字母符号表示）。 ②改变的位置，重复以上步骤，测出多组以及对应的遮光时间，求出并作出图像，如图2所示。已知重力加速度为，若小球下落的过程中机械能守恒，则图线的斜率______，与纵轴的截距表示______． 图1 图2 5. （2024安徽安庆市二中第四次质检）某同学设计出如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地重力加速度为g。 （1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为______； （2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量______（填选项）； A．小球的质量m B．小球从A到B的时间T C．AB之间的距离H （3）小球通过光电门时的瞬时速度______（用题中所给的物理量表示）。 6. （2024年2月吉林质检） 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作： a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平； b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d； c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码； d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L； e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同