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专题17 力学实验
一、实验题
1．（2023·全国·统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材
有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线
和图钉若干。完成下列实验步骤：
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环
上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力
拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力 和 的大小，并
___________。（多选，填正确答案标号）
A．用刻度尺量出橡皮条的长度
B．用刻度尺量出两细线的长度
C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到_________，由测力计的示数得到拉
力 的大小，沿细线标记此时 的方向。
④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作 和 的合成
图，得出合力 的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力 的图示。
⑤比较 和 的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
2．（2023·全国·统考高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线
运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩
码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相
关数据如图（b）所示。
（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位
置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移 填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为 和 ，表中 ________cm， ________ 。
位移区
AB AC AD AE AF
间
6.60 14.60 34.90 47.30
66.0 73.0 87.3 94.6
（2）根据表中数据得到小车平均速度 随时间 的变化关系，如图（c）所示。在答
题卡上的图中补全实验点_____。
（3）从实验结果可知，小车运动的 图线可视为一条直线，此直线用方程
表示，其中 ________ ， ________cm/s。（结果均保留3位有效
数字）
（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车
速度大小 ________，小车的加速度大小 ________。（结果用字母k、b表示）
3．（2023·天津·统考高考真题）验证机械能守恒的实验
如图放置实验器材，接通电源，释放托盘与砝码，并测得：作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷
中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力），这里没有画出。
a．遮光片长度d
b．遮光片小车到光电门长度l
c．遮光片小车通过光电门时间t
d．托盘与砝码质量m，小车与遮光片质量m
1 2
（1）小车通过光电门时的速度为_________；
（2）从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为_________，动
能增加量为_________；
（3）改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以 为纵坐标的图像，若机械
能守恒成立，则图像斜率为_________。
4．（2023·辽宁·统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设
计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，
其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为 和 ( )。将硬币甲放置
在斜面一某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲
放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑
行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均
值分别为 、 、 。
（1）在本实验中，甲选用的是____（填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为_____（设硬币与纸板间的动摩擦因数
为μ，重力加速度为g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则 _____（用 和 表示），然后
通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变
化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因____。
5．（2023·湖北·统考高考真题）某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木
块和木板间动摩擦因数 的实验。
如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和
放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻
绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n（ ）个砝码（电子秤
称得每个砝码的质量 为 ），向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数
m。
（1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。（2）用 和 分别表示木块A和重物B的质量，则m和 所满足
的关系式为 __________。
（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出 图像，如图（b）所示，可得木块A和木板
间的动摩擦因数 _________（保留2位有效数字）。
6．（2023·山西·统考高考真题）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋
钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，
如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）
所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O
处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线
在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。
（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观
测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周
期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3
位有效数字，π2取9.870）
7．（2023·浙江·高考真题）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是__________A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转
动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比（选填
“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右
标尺露出红白相间等分标记的比值__________（选填“不变”、“变大”或“变
小”）。
8．（2023·浙江·高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装
置如图1所示。
①需要的实验操作有__________（多选）；
A．调节滑轮使细线与轨道平行
B．倾斜轨道以补偿阻力
C．小车靠近打点计时器静止释放
D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、
2、3、4为计数点，则计数点1的读数为__________ 。已知打点计时器所用交流电
源的频率为 ，则打计数点2时小车的速度大小为：__________ （结果保留3
位有效数字）。
9．（2022·天津·高考真题）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验
装置如图所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上
E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜
槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置
标记为M、N、P。（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行
了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为__________ 。
（2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。
A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B的质量必须相同
（3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点
位置分别为__________、__________。（填落点位置的标记字母）
10．（2022·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置验证小球平抛运动的特
点。实验时，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板
竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，
建立 坐标系．然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留
下印迹．上下调节挡板进行多次实验．实验结束后，测量各印迹中心点 、 、
的坐标，并填入表格中，计算对应的 值。
2.95 6.52 9.27 13.20 16.61 19.90
5.95 8.81 10.74 12.49 14.05 15.28
35.4 77.6 115.3 156.0 197.4 233.5（1）根据上表数据，在图（b）给出的坐标纸上补上 数据点，并绘制“ ”图
线______。
（2）由 图线可知，小球下落的高度y，与水平距离的平方 成____________
（填“线性”或“非线性”）关系，由此判断小球下落的轨迹是抛物线。
（3）由 图线求得斜率k，小球平抛运动的初速度表达式为 ____________（用
斜率k和重力加速度g表示）。（4）该实验得到的 图线常不经过原点，可能的原因是
________________________。
11．（2022·重庆·高考真题）如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的
实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定
一具有计时功能的摄像机。
（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是___________。
（2）为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑
块能在气垫导轨上近似做___________运动。
（3）测得滑块B的质量为 ，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所
示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可
得滑块B碰前的动量为___________ （保留2位有效数字），滑块A碰后的图
线为___________（选填“②”“③”“④”）。
12．（2022·海南·高考真题）用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，
A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结
论是：____________________________________。以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从 ，从 ，
从 的时间分别是 、 、 ，则这三个时间是否相等_______。（选填“相
等”或“不相等”）
物体平抛的初速度是多少_______（用x、h、g表示）
13．（2022·湖北·统考高考真题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律
的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉
起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中
拉力传感器示数的最大值 和最小值 。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过
程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的 图像是一条直线，如图乙所示。
（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。
（2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位
有效数字）
（3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。
A．小钢球摆动角度偏大
B．小钢球初始释放位置不同
C．小钢球摆动过程中有空气阻力14．（2022·浙江·统考高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验
装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，
以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。
由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。
②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。
A．换成质量更小的小车 B．调整长木板的倾斜程度
C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，
①下列说法正确的是______；
A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次
把橡皮条结点拉到O点。
15．（2022·广东·高考真题）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（a）所示的装置，实验过程如下：
（1）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。
（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径 __________
。
（3）测量时，应__________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数
字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间 和 。
（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导
致的机械能损失 __________（用字母m、d、 和 表示）。
（5）若适当调高光电门的高度，将会__________（选填“增大”或“减小”）因空气
阻力引起的测量误差。
16．（2022·河北·统考高考真题）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1所示。弹簧的劲度系数为k，
原长为L，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为 ，其中k为弹簧
0
的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。
（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L。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2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范
围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性
势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。（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h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲
线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。
17．（2022·湖南·统考高考真题）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、
支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如
下：
（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为 ；
（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度 ，记录数
据如下表：序号 1 2 3 4 5
硬币数量 /枚 5 10 15 20 25
长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56
（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______
（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图
（c）所示，此时橡皮筋的长度为______ ；
（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______ （计算结果保留3位有效数字）。
18．（2022·山东·统考高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律
测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感
器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如
下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A
点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图
像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由
此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图
像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。
19．（2022·全国·统考高考真题）利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为
的滑块A与质量为 的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，
比较碰撞后A和B的速度大小 和 ，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列
填空：
（1）调节导轨水平；
（2）测得两滑块的质量分别为 和 。要使碰撞后两滑块运动方向相反，
应选取质量为______kg的滑块作为A；
（3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离 与B的右端到
右边挡板的距离 相等；
（4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间 和 ；
（5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的
结果如下表所示；
1 2 3 4 5
0.49 0.67 1.01 1.22 1.39
0.15 0.21 0.33 0.40 0.46
0.31 0.33 0.33 0.33
（6）表中的 ______（保留2位有效数字）；
（7） 的平均值为______；（保留2位有效数字）
（8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由 判断。若两滑块
的碰撞为弹性碰撞，则 的理论表达式为______（用 和 表示），本实验中其值
为______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可
认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
20．（2022·全国·统考高考真题）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（
）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔 测量一次其位置，坐标为
x，结果如下表所示：
0 1 2 3 4 5 6
0 507 1094 1759 2505 3329 4233
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：
______；
（2）当 时，该飞行器速度的大小 ______ ；
（3）这段时间内该飞行器加速度的大小 ______ （保留2位有效数字）。
21．（2022·浙江·统考高考真题）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小车A、B，给小车A一定速度去碰撞静止的小车B，小车A、B
碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。
①实验应进行的操作有_______。
A．测量滑轨的长度
B．测量小车的长度和高度
C．碰撞前将滑轨调成水平
②下表是某次实验时测得的数据：
A的质 B的质 碰撞前A的速度大 碰撞后A的速度大 碰撞后B的速度大
量/kg 量/kg 小/（ ） 小/（ ） 小/（ ）
0.200 0.300 1.010 0.200 0.800
由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是_______kg·m/s。（结
果保留3位有效数字）
22．（2022·浙江·统考高考真题）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端
时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h
处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如
图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x，y）。
0 0
①下列说法正确的是_______。
A．实验所用斜槽应尽量光滑
B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v=_______。
0
A． B． C． D．
③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。23．（2021·海南·高考真题）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学
习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字
毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门
Ⅰ、Ⅱ的时间 、 ；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度 、 ；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则
___________ ；某次实验中，测得 ，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度
___________ （保留3位有效数字）；（3）在误差允许范围内，若 ___________（用上述必要的实验步骤直接测量
的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
24．（2021·天津·高考真题）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加
速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为
T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为
、 、 、 、 、 。
①写出小球在位置1的速度表达式___________。
②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式___________。
③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是___________误差。（填
“偶然”或“系统”）
25．（2021·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实
验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径
为_______mm。
（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如
图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时
点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速
度v = ________m/s（结果保留小数点后两位）。
C（3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所
受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂
的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由。( )
26．（2021·浙江·高考真题）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的
装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O
点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是
___________。
②已知交流电频率为 ，重物质量为 ，当地重力加速度 ，则从O
点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值 ___________J、C点的动能
___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较 与 的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
27．（2021·广东·高考真题）某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置
如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃
管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的
钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记
录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数 ，数据如表所示。实验过程中弹
簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。
n 1 2 3 4 5 6
8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09
（1）利用 计算弹簧的压缩量： ， ，
______cm，压缩量的平均值 ______cm；
（2）上述 是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量；
（3）忽略摩擦，重力加速度g取 ，该弹簧的劲度系数为______N/m。（结果
保留3位有效数字）
28．（2021·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验
时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 发出一
次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。
图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其
上每个方格的边长为 。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________ ，竖
直分量大小为___________ ；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________ 。
29．（2021·全国·高考真题）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有
标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 的斜面（已知sin =0.34，cos
=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过
程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔
∆T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离s（i=1，2，3，4，5），如下表所示。
i
s s s s s
1 2 3 4 5
5.87cm 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm
由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖
表面间的动摩擦因数为___________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取
9.80m/s2）
30．（2021·河北·高考真题）某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功
的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、 的钩码若干、光电门2个、
数字计时器、带遮光条的滑块（质量为 ，其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加
速度为 ，实验操作步骤如下：①安装器材，调整两个光电门距离为 ，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过
两个光电门的速度；
③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码
的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、
滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量 及系统总机械能的减少量 ，
结果如下表所示：
0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
0.582 0.490 0.392 0.294 0.195
0.393 0.490 0.686 0.785
回答下列问题：
（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J（保留三位有效数字）；
（2）步骤④中的数据所缺数据为______；
（3）若M为横轴， 为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出 图像______；
若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则物块与木板之间的摩擦因数为
______（保留两位有效数字）
31．（2021·湖南·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量垫块厚度 ，示数如图（b）所示， ___________ ；
（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；
（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数 和滑块对应的加速度 ；
（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：
1 2 3 4 5 6
0.087 0.180 0.260 0.425 0.519
根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线___________。
如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是___________ （保留三位有效数
字）。
32．（2021·浙江·统考高考真题）用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实
验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和砝码的重力可当作牵引力。小车
运动的位移和速度可以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变砝码质量，便可探
究牵引力所做的功与小车速度变化的关系。①关于这个实验，下列说法正确的是______；
A．需要补偿小车受到阻力的影响
B．该实验装置可以“验证机械能守恒定律”
C．需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行
D．需要满足盘和砝码的总质量远小于小车的质量
②如图2所示是两条纸带，实验时打出的应是第______条（填写“I”或“II”）纸带；
③根据实验数据，在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线，据此图象______
（填“能”或“不能”）求出小车的质量。
33．（2020·北京·统考高考真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验
中，做如下探究：
（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水
平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小
车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小
车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：
________(选填选项前的字母)。
A．小车质量相同，钩码质量不同
B．小车质量不同，钩码质量相同
C． 小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度 与质量的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请
将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出 图像______。
次数 1 2 3 4 5 6 7
0.62 0.56 0.48 0.40 0.32 0.24 0.15
0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00
（3）在探究加速度与力的关系实验之
前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的
测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。
A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D．让小车的运动趋近与匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
34．（2020·天津·统考高考真题）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。
把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab
与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一
位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。
A．实验时应保持桌面水平
B．每次应使钢球从静止开始释放
C．使斜面的底边ab与桌边重合
D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 ，在白纸上记录了钢球的4个落点，
相邻两点之间的距离依次为 、 、 ，示意如图2。重力加速度
，钢球平抛的初速度为________m/s。
③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。
35．（2020·浙江·统考高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是
教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打
d点时小车的速度大小 _____ （保留两位有效数字）；
②需要满足条件 的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作
图象时，把 作为F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
36．（2020·浙江·统考高考真题）某同学用单摆测量重力加速度，
①为了减少测量误差，下列做法正确的是_____（多选）；
A．摆的振幅越大越好
B．摆球质量大些、体积小些
C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地
重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_____。
A．测周期时多数了一个周期
B．测周期时少数了一个周期
C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长
D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长
37．（2020·全国·统考高考真题）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木
板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，
打出B点时小车的速度大小v =_____m/s，打出P点时小车的速度大小v =_____m/s
B P
（结果均保留2位小数）。
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的
数据中求得的物理量为_________。
38．（2020·全国·统考高考真题）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和
B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h=0.590 m，下
0
降一段距离后的高度h=0.100 m；由h 下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B
0
加速度的大小为a=_______m/s2（保留3位有效数字）。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速
度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为
a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。
可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的
原因：__________。
39．（2020·浙江·高考真题）在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做
功与物体速度变化的关系”实验中（1）都是通过分析纸带上的点来测量物理量，下列说法正确的是______
A．都需要分析打点计时器打下的第一个点 B．都不需要分析打点计时器打下的第一
个点
C．一条纸带都只能获得一组数据 D．一条纸带都能获得多组数据
（2）如图是两条纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相
邻的计数点之间还有4个打出的点未画出。其中图_____（填“甲”或“乙”）所示的
是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带。“探究加速度与力、质
量的关系”实验中，小车的加速度大小a=_____m/s2（保留2位有效数字）。
（3）在用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，平衡阻力后，小车与橡
皮筋组成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能_____（填“守恒”或“不守恒”）。
40．（2019·海南·高考真题）某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，
光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与
细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均
为 ），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题：
(1)根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出 图像______；
l 1 2 3 4 5
10.48 10.96 11.45 11.95 12.40
(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及 图线的斜率 表示，
表达式为 _____；若g取 ，则本实验中 ____ （结果保留3位有效
数字）。
41．（2019·江苏·高考真题）某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认
为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小
车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．
（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，
小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画
出，纸带上A点的速度v =______m/s．
A
（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量
可用ΔE= 算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质
k
量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，
小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔE 均基本相等则验证了
k
动能定理．
42．（2019·北京·高考真题）用如图1所示装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重
叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN
上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一
个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．
（1）下列实验条件必须满足的有____________．
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系．
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最
上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时
______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行．
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上
取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别
是y 和y，则 ______ （选填“大于”、“等于”或者“小于”）．可求得钢球平
1 2
抛的初速度大小为____________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）．
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是
____________．
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可
得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，
将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气
阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样．这实际上揭示了平抛物体
_________．
A．在水平方向上做匀速直线运动
B．在竖直方向上做自由落体运动
C．在下落过程中机械能守恒
（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次
远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．
同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，
请分析原因．___________________________
43．（2019·全国·高考真题）如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数
的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的
交流电源，纸带等．回答下列问题：
（1）铁块与木板间动摩擦因数μ=______（用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和
铁块下滑的加速度a表示）
（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°．接通电源．开启打点计时器，释
放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图
（b）所示．图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）．重力加
速度为9.8 m/s2．可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________（结果保留2
位小数）．
44．（2019·全国·高考真题）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时
的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器
所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．
在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度
大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2
位有效数字）．
45．（2019·浙江·高考真题）采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验（1）实验时需要下列哪个器材____
A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．
下列的一些操作要求，正确的是____
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所
示的频闪照片．在测得x，x，x，x 后，需要验证的关系是________________．已知
1 2 3 4
频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是____
A． B． C． D．
