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2023高考二轮复习二十五专题
专题十五、力学实验
第一部分 织网点睛，纲举目张
物理力学部分的实验共有八个，包括测量做直线运动物体的瞬时速度，探究弹簧弹力
与形变量的关系，探究两个互成角度的力的合成规律，探究加速度与物体受力、物体质量
的关系，验证机械能守恒定律，探究平抛运动的特点，探究向心力大小与半径、角速度、
质量的关系，验证动量守恒定律，这些实验都离不开力、长度、加速度的测量，离不开让
物体运动起来。将具有相同点的实验进行分类归纳，有利于考生化繁为简、化厚为薄、总
结规律，把握内核巧迁移。
(一)把力测出来
方法 仪器器材 相关实验
基本法 测力计、力传感器 探究两个互成角度的力的合成规律等
平衡法 测力计、天平 探究弹簧弹力与形变量的关系等
替代法 天平 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(二)让物体动起来
方法 操作 相关实验
测量做直线运动物体的瞬时
重物拉线跨过定滑轮牵引小
牵引法 速度，探究加速度与物体受
车或滑块在轨道上运动
力、物体质量的关系等
物体在压缩的弹簧作用下由
弹射法 验证机械能守恒定律等
静止射出
验证机械能守恒定律，测量
落体法 重物自由落体
重力加速度等
物体由静止无初速度释放后 探究平抛运动的特点，验证
自滑法
沿斜面下滑 动量守恒定律等
(三)把速度测出来
方法 主要仪器器材 操作 相关实验
测出计数点间距，由 测量做直线运动物体
交流电源、打点计时 打出某点前后两点时 的瞬时速度，探究加
纸带法
器、刻度尺 间内的平均速度替代 速度与物体受力、物
打出该点时的速度 体质量的关系，验证
光电门、螺旋测微器 测出遮光条的宽度及 机械能守恒定律，验
光电门法
或游标卡尺 遮光时间，由遮光时 证动量守恒定律等间内的平均速度代替
物体经过光电门时的
速度
竖直平面内末端水平 测出物体离开轨道末
的倾斜或弧形轨道、 端后平抛运动的高度 验证动量守恒定律等
平抛法
刻度尺 与射程，由平抛运动
弹簧、刻度尺、天平 规律计算初速度 探究弹性势能等
力传感器测出物体经
过轨道最低点时对轨
验证机械能守恒定律
道的压力，由牛顿运
竖直平面内的圆弧轨 等
动定律计算物体经过
圆周法 道、力传感器、天平
最低点时的速度
等
反过来由机械能守恒 探究向心力大小与半
定律或动能定理计算 径、角速度、质量的
最低点的速度 关系等
(四)把加速度测出来
方法 原理与操作 相关实验
利用纸带或频闪照片，以最常见的6段位移
为例，逐差法计算加速度的公式为
a＝
公式法
研究匀变速直线运
由物体运动轨道上的两光电门分别测出两个 动，探究加速度与物
时刻的速度及对应位移，根据v2－v2＝2ax计 体受力、物体质量的
0
算加速度 关系，测量重力加速
算出选定计数点的速度，建立vt图像，由图 度等
像斜率计算加速度
图像法 根据＝v ＋at建立t图像，由图像斜率计算加
0
速度，但要注意，加速度等于图像斜率的 2
倍，此外纵轴截距表示初速度
三类实验的要点谨记
（一） “纸带和打点计时器”类实验
1．涉及的实验
(1)研究匀变速直线运动。
(2)验证牛顿运动定律。
(3)探究动能定理。(4)验证机械能守恒定律。
2．纸带的应用
(1)确定时间
要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，为便于测量和计
算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。
(2)求瞬时速度
做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所
示，求纸带上某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔 T的两段位移x
n
和x
n＋1
，则打n点时的速度v
n
＝。
(3)求加速度
①利用a＝求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δx＝x －x ＝
n＋1 n
aT2求加速度a。
②逐差法
如图所示，由x－x ＝(n－m)aT2
n m
可得：a＝，a＝，a＝，
1 2 3
所以a＝＝。
③两段法：把图中x、x、x、x、x、x 分成时间相等(均为3T)的两大段，则由x －x
1 2 3 4 5 6 Ⅱ
＝aT2得：(x ＋x ＋x)－(x ＋x ＋x)＝a(3T)2，解出的a与上面逐差法结果相等，但却要简
Ⅰ 4 5 6 1 2 3
单得多。
④图像法
a．由v＝，求出相应点的速度。
n
b．确定各计数点的坐标值(T，v)、(2T，v)、…、(nT，v)。
1 2 n
c．画出v t图像，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度。
（二）“弹簧、橡皮筋”类实验
1．探究弹簧弹力与形变量的关系
(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度。
(2)画图像时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两
侧。
2．探究两个互成角度的力的合成规律
(1)每次拉伸结点位置O必须保持不变。
(2)记下每次各力的大小和方向。(3)画力的图示时应选择适当的标度。
（三）验证动量守恒定律实验
本实验可利用不同的方案验证，具体如下：
实验方案 实验装置
利用气垫导轨完成一维碰撞实验
滑块速度的测量v＝
用两摆球碰撞验证动量守恒定律
摆球速度的测量v＝
在光滑桌面上两车碰撞验证动量守恒定律
小车速度的测量v＝
利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
速度与平抛运动的水平位移成正比
第二部分 实战训练，高考真题演练
1．（9分）（2022重庆高考）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”）。
2．（10分）（2022高考北京卷）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如
图1所示，打点计时器接在频率为 的交流电源上。
使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一
条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻
计数点之间的距离 ，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸
上建立 坐标系，根据重锤下落的速度作出 图线并求重力加速度。（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度 ______________ （结果
保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度
对应的坐标点，并作出 图线。
（3）根据图3，实验测得的重力加速度 ______________ （结果保留3位有效数
字）。
（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可
实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，
请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。
3. （2022高考辽宁物理）某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替
排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方
某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、
透光带通过光电传感器的时间间隔 。
（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；
（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为 ，记录时间间隔的数据如表所示，
编号 1遮光带 2遮光带 3遮光带 …
73.04 38.67 30.00 …
根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为
___________ （结果保留两位有效数字）；
（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为 ，则重力加速度
___________（用d、 表示）；
（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：
___________ 。
4. （2022高考河北）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
0质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为 ，其中k为弹簧的劲度系数，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______。5．（2022年6月浙江选考）（7分）（1）“探究小车速度随时间变化的规律”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）。利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是 （多选）。
A．换成质量更小的车 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，
下列说法正确的是 ▲ （单选）；
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
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。
6．（2022·全国理综甲卷·23）（10分）
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。
7. （2022年1月浙江选考）（1）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_______。
8（2022年1月浙江选考） “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：
碰撞后B的速
碰撞前A的速度大 碰撞后A的速度
A的质量/kg B的质量/kg 度大小/（
小/（ ） 大小/（ ）
）
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）
9．（2022·高考河北物理11，6分）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 ，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 。
图1
（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2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 点）。从打出 点到打出 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________。
图2
（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3所示。
由图 3 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
________________________。
图3
10．（2022新高考海南卷）（2）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 （选填“相等”或“不相
等”）。
11. （2021重庆高考）某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下
落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化，每
1/60s拍摄一张照片。
（1）取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，
则相邻标记位置之间的时间间隔是 s。
（2）测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示，由图可知，小球在0.15s~0.35s时间段
平均速度的大小 （选填“大于”、“等于”、“小于”）在0.45s~0.65s时间段内
平均速度的大小。
（3）在实验器材不变的情况下，能够减小实验误差测量误差的方法有：
（写出一种即可）12（2022高考上海）在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中：
（1）摆线质量和摆球质量分别为m 和m ，摆线长为l，摆球直径为d，则
线 球
A. m >>m ，l<>m ，l>>d；
线 球
C. m <>d；
线 球
(2) 小明在测量后作出的T2——l图像如图所示，则他测得的结果是g= m/s2。（保
留2为小数）
（3）为了减小实验误差，应该从最高点还是最低点开始计时，请简述理由 。
第三部分 最新模拟集萃，提升应试能力
1. （2023重庆第二次质检） 2022年8月。炎热的重庆多地发生山火。在重庆特殊的地形
下，消防队员在某次灭火中采用新的灭火装置，如图甲所示。该次灭火中，消防官兵利用
该消防车的消防水炮进行灭火作业，已知消防水炮喷出的水流恰好在最高处到达着火位置。
重庆南开中学某物理兴趣小组想计算一下消防员灭火时消防水炮出水口处和在着火点位置
处的水流速度，为此进行了相关准备工作。已知该兴趣小组拍摄消防车救火时的照片（照片与实际长度比例为 ），利用坐标纸处理照片后得到水在空中完整的轨迹如图乙所
示。已知每小格长宽均为2cm，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则
（1）水流初速度与水平方向夹角为___________。
（2）当水流到达着火点位置时，其速度为___________m/s。
2. （2023重庆第二次质检）用如图所示实验装置验证M、m（ ）组成的系统机械
能守恒。两物块通过跨过轻质光滑定滑轮的轻绳相连；左边竖直放置两个光电门，其中光
电门1固定不动，光电门2可以上下移动，两个光电门间距为h，挡光片的宽度为d，重力
加速度为g。某次实验中挡光片通过光电门1的时间为 ，通过光电门2的时间为 。
（1）若要验证系统机械能守恒，则需验证的表达式为___________（用M、m、g、d、h、
、 表示）；
（2）通过计算发现系统动能的增加量总是略小于系统重力势能的减少量，原因是___________；
（3）某兴趣小组发现也可通过该装置来测量g，通过g的测量值是否等于实际值来验证机
械能守恒。调节光电门2的位置来改变h，并得到对应的 ，作出的
图像如图乙所示，已知图像中直线的斜率为k，则测量重力加速度表达式为
___________（用M、m、k表示）。
3. （2023宁夏银川一中第一次月考）某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边
形定则”，支架上有两根竖直杆，两支架后放置一竖直平板，平板上贴有白纸，左侧杆上
固定一拉力传感器A，一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，另一端连接在右侧杆上
的B点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量。实验步骤如下：
①用天平测出重物的质量m；
②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于静止状态；
③记下B点位置、滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数 ；
④改变B点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点O的位置，
读出并记录拉力传感器的示数 ；
⑤多次改变B点在右侧杆的位置，重复②③步骤。
回答下列问题：
（1）在实验过程中，步骤③④所记录拉力传感器的示数 ___________ （填“>”
“＜”或“=”）。
（2）作图时，下列图像可能正确的___________。A． B． C． D．
（3）根据步骤⑤多次改变B点在右侧杆的位置，可以观察得出滑轮与细绳接触点O的轨
迹是在一个___________上（填“椭圆”“圆”或“直线”）。
4. （2023湖北新高考协作体高三起点考试）某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动
量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹
射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断
通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这
样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨________；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架
并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在
水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2（所用滑块1、2如图丙所示）放在气垫导轨的中间；
⑥先接通打点计时器的电源，然后_____________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为420g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为275g；
请完善实验步骤①⑥的内容。
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互接通作用前的动量之和
为______ ；两滑块相互作用以后的动量之和为________ 。（保留三位有效
数字）
（3）本实验两滑块相互作用过程，系统总动能损失_________（填“最大”、“最小”）。
5. （2022年9月甘肃张掖一诊）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、
丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。
（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比
的结论，下列说法正确的是________。（填选项字母）
A.四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B.四组实验都需要平衡摩擦力
的
C.四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车 总质量M的条件
D.四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的 图像如图
所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为_______m/s2。（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得
到小车加速度均为a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
6．（7分）（2022年9月河北示范性高中调研）某同学用如图所示的装置探究物体的加速
度和受力、质量的关系。已知滑块的质量为M、钩码的质量为m，遮光条的宽度为d。调
整导轨水平、轻细绳与导轨平行后给气垫导轨充气，待稳定后释放滑块。测得遮光条通过
光电门的时间为t，用mg作为M的合外力获得与a的关系．已知当地重力加速度的大小为
g，回答下列问题：
（1）使用该装置探究以上实验，______（选填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力，
______满足 （选填“需要”或者“不需要”），滑块通过光电门时速度的大小为
______（用测量的物理量来表示）；
（2）实验中，为了处理数据描述a与M的关系，需要描绘 图像而不是描绘
图像，原因是______。
（3）在描绘 图像的过程中随着a的增加，图像的斜率发生了弯曲，你认为可能的
原因是______。
7. （2023江苏南通第一次质检）图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导就上安装了l、2
两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（l）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为______mm。
（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向
右运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节
Q使轨道右端______（选填“升高”或“降低”）一些。
（3）测出滑块A和遮光条的总质量为 ，滑块B和遮光条的总质量为 ，遮光条的宽
度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使
其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光
电门2先后记录的挡光时间为 、 ，光电门1记录的挡光时间为 ，则实验中两滑
块的质量应满足 ______ （选填“>”、“<”或“=”），滑块B碰后的速度为
______。
（4）实验中遮光条宽度的测量值有误差对验证碰撞过程动量守恒有无影响？请说明理由。
______
（5）若实验发现碰撞过程中机械能也守恒，则 、 、 应满足的关系式是______。
A． B.C. D.
8. （2023辽宁铁岭六校协作体联考） 在研究小球平抛运动的实验中，某同学只记录了
A、B、C三个点而忘了抛出点的位置，今取A为坐标原点，建立了如图所示坐标系，平抛
轨道上三点的坐标值图中已标出，则：
（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是______。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）小球由A运动到B所用的时间为______s。
9.（6 分）（2023湖南衡阳重点高中质检）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6.05g；
（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l，记录数据
如 下表：
序号 1 2 3 4 5
硬币数量n /枚 5 10 15 20 25
长度l / cm 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______ cm；
（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______ g（计算结果保留 3 位有效数字）。
10. （2023辽宁铁岭六校协作体联考）某物理兴趣小组利用如图甲实验装置验证 、
组成的系统机械能守恒。 从一定高度由静止开始下落， 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。如图乙给出的是实验中获取的
一条纸带：O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为50Hz。A、B、C为纸带上标注
的三个计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）。各计数点到O点的距离已
在图中标出。已知 、 （重力加速度g取 ，计算结果均保留一
位小数）（1）关于上述实验，下列说法中正确的是______；
A．重物最好选择密度较大的物块
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式 来求解瞬时速度
（2）在纸带上打下计数点B时的速度v＝______m/s；
（3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量 ______J，系统重力势能的减少量
______J，实验结果显示 略大于 ，那么造成这一现象的主要原因是_______。
（4）某同学根据选取的纸带的打点情况做进一步分析，做出 获得的速度v的平方随下
落的高度h的变化图像如图丙所示，据此可计算出当地的重力加速度g＝______ 。
11. （2023陕西师大附中期初检测）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 。
的
（4）计算小球通过光电门 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。
12. （2023四川成都蓉城名校联盟联考） 某实验小组为了“探究两个互成角度的力的合成
规律”，实验操作如下：
（1）如图甲，在铺有白纸的水平术板上，橡皮条一端固定在方点，另一端拴两个细绳套。
（2）如图乙，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置
并记下该位置为O点，记下此时弹簧测力计的示数F 和F。该过程中的下列实验要求必要
1 2
的是______（填标号）。
A．拉线方向应与木板平面平行 B．两个弹簧测力计必须相互垂直地拉伸
C．两个弹簧测力计必须完全相同 D．必须记下两个弹簧测力计的拉力方向
（3）如图丙，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉伸到同一位置O点，
记下此时弹簧测力计的示数F和细绳的方向。关于该过程，下列说法正确的是______（填
标号）。
A．弹簧测力计的示数为F＝3.0N
B．读数时视线必须正对弹簧测力计刻度
C．该实验采用的是控制变量法
D．两次实验均将绳与橡皮条的结点拉伸到同一位置O点的目的是使两次力的作用产生的效果相同
（4）如图丁，已按一定比例作出了F、F 和F的图示，并以F、F 为邻边作出了平行四
1 2 1 2
边形，其对角线为 ，则由该实验可得到的结论是______。
13. （2023湖南三湘创新发展联考）2022年6月17日，中国第三艘航空母舰正式下水，被
命名为“福建舰”，“福建舰”配置了电磁弹射器，并采用了平直通长飞行甲板，配置了
阻拦装置，排水量可达8万余吨。某次训练时传感器测得舰载机的位置如表格所示。从某
时刻（t=0）开始的一段时间内，该舰载机可视为沿直线运动。
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
0 3.94 15.75 35.42 63.00 98.48
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该舰载机在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：
___________。
（2）当 时，该舰载机的速度大小v=___________m/s（结果保留三位有效数
字）。
（3）这段时间内该舰载机的加速度大小a=___________ （结果保留三位有效数字）。
14. （2023河南郑州四中第一次调研）探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所
示．小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光
滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力
的大小．
（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是___________．A．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码
B．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力
C．改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力
（2）实验中___________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量．
（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图乙所示，图线不过原点的
原因是___．
A．钩码质量没有远小于小车质量
B．平衡摩擦力时木板倾角过大
C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
15. （2023宁夏银川一中第一次月考）利用如图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的
加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门甲固定在斜面上，光电门乙的位置可移
动（光电门甲更靠近滑块）。两光电门之间的距离为s，在滑块上面安装宽度为d的遮光片，
当滑块从木板上的特定点无初速度释放时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光
片从光电门甲至乙所用的时间t。
（1）该同学多次改变光电门乙的位置，让滑块从同一位置无初速度释放，并测出多组s和
t，以 为纵坐标，以t为横坐标，做出 的关系图线如图2所示，A、B为图线上的两
点，其对应的坐标均为已知，滑块下滑的加速度大小为________。（用题中所给的物理量
符号表示）
（2）进一步分析图2、滑块通过光电门甲的速度大小为________。（用题中所给的物理量
符号表示）
（3）用遮光片过光电门这段时间的平均速度近似代表滑块通过光电门这一位置时的瞬时速度。利用此实验装置，为使滑块通过光电门乙的平均速度更接近瞬时速度，下列做法正确
的是________。（填选项代号）
A．换用宽度更宽的遮光片
B．换用宽度更窄的遮光片
C．增大滑块的质量
D．增大光电门乙与滑块间的距离
16（2023南昌二中开学质检）某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，
并测量斜面的动摩擦因数μ。主要步骤如下：
（1）把平板竖直放置，并画上一条水平线AB，测出水平线与水平地面的高度h，将斜面
一端抬高，顶端至少要高于水平线，斜面的底端垂直斜面放置光电门，可以测量形状为正
方体、质量为m的小滑块经过光电门时的挡光时间为t，要间接测量出滑块通过光电门的
动能，还需要测量的物理量为_______（填写该物理量名称和符号），小滑块通过光电门的
动能表达式为E=________；
k
（2）将小滑块放置在斜面上水平线对应位置，并测量出该位置与光电门位置的水平距离
L，小滑块由静止释放后沿斜面下滑通过光电门，斜面的动摩擦因数µ和当地重力加速度g
视为不变，则小滑块从同一高度h滑下合外力做功的表达式为W=_______；
（3）以斜面底端为支点，保持该位置不动，改变斜面顶端位置，重复步骤（2），该实验
小组利用实验数据描绘得到了如图乙所示的图像（ －L图像），用该图像来反映合外力
做功与动能变化的关系，则还可以算出斜面的动摩擦因数µ=_______（用所测量的物理量
和图中相关的物理量表示）。17. （2023湖南顶级名校质检）某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所
用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：
（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上
表面与地板间的高度差 ；
（2）运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
（3）迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化曲线如图10
乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰
的时间间隔为 。
（4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：___________（请用物理量符号m、
g、h、t表示）。
（5）若已知铁球质量为50g， ，则下落过程中减小的重力势能
，增加的动能 ___________J（结果保留3位小数）。相对误差
___________ ，据此可以得到的实验结论：在误差允许
的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。
（6）敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果___________（填
“有”或“没有”）影响。的
18. （2023江苏如皋期初质检）小明设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律 实验，
如图所示。
（1）现有以下材质的小球：①乒乓球；②橡胶球；③钢球，实验中应选用____________。
（2）固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是____________。
①改变小球的初始释放位置，重复上述过程
②记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值 和最小值
③将一根轻绳穿过小圆环，一端连接传感器，另一端连接小球
④拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动
⑤在传感器正下方固定一个小圆环，圆环平面水平
（3）实验测得的数据见下表。
0.047 0.080 0.110 0.170 0.200
1.660 1.580 1.522 1.409 1.350
（3）请根据表中的数据，在方格纸上作出 图像。（ ）（4）由 图像得图线的斜率为_________（结果保留两位有效数字）。若小球摆
动过程中机械能守恒，图线斜率的理论值为____________。
（5）该实验系统误差的主要来源是___________。
A．小球摆动角度偏大 B.小球初始释放位置不同 C.小球摆动过程中有空气阻力
19. （2023云南昆明云南师大附中质检）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验，主
要步骤如下：
A．在水平桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的 点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳
的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度拉橡皮条，使橡皮条拉长，结点到达某一位置
，记录下 点的位置，读出两个弹簧秤的示数，记下细绳的方向；
D．按选好的标度（1cm长度表示1N），用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力 和
的图示，并用平行四边形定则求出合力 ；
E．用一只弹簀秤，勾住绳套拉橡皮条使其伸长，让结点仍到达 点位置，读出弹簧秤的
示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 的图示。比较力 和F的大小和方向，
看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：
（1）某同学在完成《验证力的平行四边形定则》实验操作后得到如图所示数据，请选好合
适的标度在方框中作图，______完成该同学未完成的实验处理；可得出的结论是______；
（2）步骤E体现了物理学中______的思想。
20. （2023重庆八中高三入学考试）由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形
变量x成正比，其劲度系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。我校研究性学习小组在
探究某圆柱形细长钢丝的形变特点时，猜想该圆柱形细长钢丝也遵循类似的规律，为探究
猜想是否正确，取样品进行实验探究。经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后
取得实验数据如下：
拉力
样品 长度 伸长量 100N 200N 300N 400N
截面积
样品A 1m 0.50cm2 0.02cm 0.04cm 0.06cm 0.08cm
.
样品B 2m 0.50cm2 0.08cm 016cm 0.24cm 0.32cm
样品C 1m 1.00cm2 0.01cm 0.02cm 0.03cm 0.04cm
样品D 3m 0.50cm2 0.18cm 0.36cm 0.54cm 0.72cm
样品E 1m 0.25cm2 0.04cm 0.08cm 0.12cm 0.16cm
（1）由实验数据可知，钢丝受到拉力与伸长量成正比关系，其“劲度系数”（ ）
分别为 ， ， ，
k =_____________N/m；（结果保留三位有效数字）
D的
（2）对比各样品 实验数据可知，其“劲度系数”与钢丝长度的___________（填“平
方”或“平方的倒数”）成正比、与钢丝的横截面积成_________（填“正比”或“反
比”）。
21. （2023重庆八中高三入学考试）某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、
质量的关系。
（1）在实验中，下列操作中正确的是________（选填字母代号）；
A．平衡摩擦力前，应将沙桶用细线绕过定滑轮系在木块上
B．平衡摩擦力前，木块后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器
C．实验时，放开木块后立即接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新平衡摩擦力
（2）在探究“在外力一定时，木块的加速度与其质量关系”实验中，每隔4个点取一个计
数点，实验获得纸带如图乙所示。则木块运动的加速度a=________m/s2（保留3位有效数
字）；实验小组完成实验操作后，用图像法处理数据，获得了________（选填字母代号），
得出结论：在外力一定时，木块的加速度与其质量成反比；
A. B.
C. D.
（3）另一实验小组在探究“在质量一定时，木块的加速度与其合外力关系”实验中，未平衡摩擦力，将砝码桶及砝码总重力作为木块合外力F，获得a-F图，如图所示。则 的物
理意义为________________。
22. （2023重庆八中高三质检）某同学设计出如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定
律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过相同的光电门1和光电门2，光电计时
器记录下小球通过光电门的时间 、 ，已知当地的重力加速度为g。
（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图乙所示，则其直径d=______mm。
（2）小球通过光电门2时的瞬时速度 ______（用题中所给的物理量符号表示）。
（3）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，测出光电门1和2之间的距离h，以及
通过光电门2的时间 ，多次实验记录多组数据，作出 随h变化的图像如图丙所
示，若该图线的斜率k近似等于______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。（4）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，则实验过程中所
受的平均阻力f与小球重力mg的比值 ______（用k、g、d表示）。
