为验证机械能守恒定律，某小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金属小球，另一端连在天花板处的拉力传感器上先用水平作用力将小球从最低点处缓慢拉至点，然后由静止释放，、的竖直高度差为，记录小球通过处光电门的遮光时间为，金属小球的直径为，整个过程中细线都处于绷直状态，已知当地重力加速度为。

1.为验证机械能守恒定律，某小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金属小球，另一端连在天花板 $\text{[math]}$ 处的拉力传感器上 $\text{[math]}$ 先用水平作用力将小球从最低点 $\text{[math]}$ 处缓慢拉至 $\text{[math]}$ 点，然后由静止释放， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的竖直高度差为 $\text{[math]}$ ，记录小球通过 $\text{[math]}$ 处光电门的遮光时间为 $\text{[math]}$ ，金属小球的直径为 $\text{[math]}$ ，整个过程中细线都处于绷直状态，已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

(1) 小球从 $\text{[math]}$ 移至 $\text{[math]}$ 点过程中，拉力传感器的示数可能____。 A. 一直变大 B. 一直变小 C. 保持不变

(2) 小球通过最低点的速度大小为 $\text{[math]}$

(3) 小球从静止释放到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式为。

【考点】

验证机械能守恒定律;

【答案】

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实验探究题未知普通

1.某同学发现手机软件有测角度的功能，于是结合软件的这个功能，用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材设计了一次验证“力的平行四边形定则”的实验。实验时，先将一弹簧一端固定在墙上的钉子 $\text{[math]}$ 上，另一端挂一瓶矿泉水，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 上，另一端连接于 $\text{[math]}$ 点，在 $\text{[math]}$ 点下方挂一瓶同样的矿泉水，静止时用智能手机的测角功能分别测出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与竖直方向的偏角 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，如图乙所示。改变钉子 $\text{[math]}$ 的位置，按照上述方法多测几次。

(1) 在实验操作过程中，必须进行的操作是____（选填选项前的字母）。 A. 图乙中弹簧长度相同 B. 测量弹簧的原长 C. 测量图甲、乙中弹簧的长度 D. 实验中结点 $\text{[math]}$ 的位置始终保持不变

(2) 该同学根据实验测量的结果，分别作出了图丙和图丁，其中正确的是图（选填“丙”或“丁”）。

(3) 该同学测得甲图中弹簧长度，乙图中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，他（选填“能”或“不能”）根据上述结论求出一瓶矿泉水（含瓶）的质量。

实验探究题未知普通

2. 某实验小组对教材上“测量电池的电动势E和内阻r”的实验方案进行了探究改进。实验室提供的实验器材有：

A．待测干电池一节；

B．电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）；

C．电流表A（0~0.6A，内阻约1Ω）；

D．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；

E．定值电阻R₁（阻值为2Ω）；

F．定值电阻R₂（阻值为5Ω）；

G．单刀单掷开关s₁；

H．单刀双掷开关s₂ ，导线若干。

(1) 该小组按照图甲所示电路，将单刀双掷开关S₂与“b”连通进行实验，通过调节滑动变阻器R的阻值使电流表的示数逐渐接近满偏，观察到电压表的示数变化范围很小，为了减少实验误差，请重新设计实验方案，并在虚线方框内画出改进后的完整电路图（部分电路已画出）。改进了实验方案后，该小组利用实验室提供的器材，重新按照正确的步骤进行测量得到数据作出 $\text{[math]}$ 图像，如图乙所示。图乙中的图线II是将单刀双掷开关S₂与“”（选填“a”或“b”）连通的电路进行实验得到的结果，其中定值电阻选（选填“R₁”或“R₂”）。

(2) 只考虑电表内阻所引起的误差，电源电动势E的真实值为V，电源内阻r的真实值为。

实验探究题未知普通

3.某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。

(1) 完成本实验还需要下列那些实验器材____ A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺 D. 交流电源

(2) 图乙为实验得到的一条清晰的纸带， A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点， $\text{[math]}$ =cm。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v =m/s（保留两位有效数字）。

(3) 某同学画出了小车动能变化与拉力对小车所做的功的 $\text{[math]}$ 关系图像（理论线 $\text{[math]}$ ），由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线为图中实验线，若已知小车与水平木板间的动摩擦因数为μ ，小车与砂桶和砂的质量关系满足 $\text{[math]}$ ，则实验线的斜率为（用μ、k表示）。

实验探究题未知普通