两类基本动力学问题及动力学实验（解析版）-2025年高考物理专项复习（新高考）

考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。

2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。

近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。

必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。

名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。

考情概览

命题解读考向考查统计

2024•浙江1月，16

考向一常规实验2022•浙江6月，17

2021•北京卷,15

2024•江西卷,11

2022・山东卷，13

考向二创新实验

2021•全国甲卷，9

本类试题主要考查两类基本动力学问

2021•湖南卷，11

题、临界问题、联系实际问题以及常规

2024•辽宁卷，10

实验和创新实验。要求领会实验加推理

2023•全国乙卷,1

的科学研究方法，体会探究过程的科学

2022•浙江1月，19

性和严谨性。

考向三两类基本动力学问题2022•浙江6月，19

2021•全国甲卷，1

2021•辽宁卷,13

2021•浙江卷,20

考向四临界问题2022•湖南卷,9

考向五联系实际问题2021•北京卷,13

2024年真题研析

命题分析

2024年高考各卷区均不同程度地考查了两类基本动力学问题或者实验问题。预测2025年高考两类基本

动力学问题依然是考查的重点。

试题精讲

考向一常规实验

1.（2024年1月浙江卷第16题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是;

A.放大法B.控制变量法C.补偿法

（2）该实验过程中操作正确的是—；

A.补偿阻力时小车未连接纸带

B.先接通打点计时器电源，后释放小车

C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行

（3）在小车质量—（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重

力。上述做法引起的误差为—（选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是

____;

A.用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车

B.在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器

C.在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小

（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标

分别为0、/、…、/。已知打点计时器的打点周期为？，则打计数点5时小车速度的表达式v=—；小

车加速度的表达式是—o

0X]x2x3x4x5x6

0123456X

01234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950

cm

图2

Aq=%6_2」3B4=4-2.3Qa—“5+X4-（%3+%）

,一（157）2--（37）2-_（107）2

【答案】①.B②.B③.远大于④.系统误差⑤.C⑥.⑦.A

【解析】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变,

研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。

故选B。

（2）[2]A.补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通

过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故A错误；

B.由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地

获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确；

C.为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。

故选Bo

（3）[3]设小车质量为“，槽码质量为加。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有

F=Ma

mg一F=ma

联立解得

7r_Mmg

JL—

m+M

由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。

[4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。

[5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了

阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉

力大小。

故选C。

（4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为

t=5T

打计数点5时小车速度的表达式为

_x6-x4x6-x4

~2t~107

⑺根据逐差法可得小车加速度的表达式是

X-X-XX-2X

a6---3-----3------6=----3------

⑶）2（157）2

故选Ao

考向二创新实验

2.（2024年江西卷第11题）某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水

平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。

再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。

（2）小车的质量为320g。利用光电门系统测出不同钩码质量加时小车加速度0。钩码所受重力记为

F,作出图像，如图（b）中图线甲所示。

/(ms?)

（3）由图线甲可知，歹较小时，a与尸成正比；尸较大时，。与尸不成正比。为了进一步探究，将小车的质

量增加至M2=470g,重复步骤（2）的测量过程，作出a-E图像，如图（b）中图线乙所示。

（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间,非线性区间o再将小车的质量增加至

M3=720g,重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力下与小车加速度a,如表所示（表中第9〜14

组数据未列出）。

序号12345

钩码所受重力

0.0200.0400.0600.0800.100

F/（9,8N）

小车加速度

0260.550.821.081.36

[/（mH）

序号6789~1415

钩码所受重力

0.1200.1400.1600.300

F/（9,8N）.......

小车加速度

1.671.952.203.92

々/（mH）.......

（5）请在图（b）中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙0

（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量___________时，a与/成正比。结合所学知识对上述推

断进行解释：______________________

W（ms2）

【答案】①.较大②.较小

远大于钩码质量⑤.见解析

【解析】

【详解】(4)由题图(b)分析可知，与图线甲相比，图线之的线性区间较大，非线性区间较小；

(5)[3]在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀

(6)[4][5]设绳子拉力为T,对钩码根据牛顿第二定律有

F-T=ma

对小车根据牛顿第二定律有

T=Ma

联立解得

F=(A/+rn)a

变形得

M+m

当加<<M时，可认为

m+M=M

则

a=--F

M

即a与尸成正比。

考向三两类基本动力学问题

3.（2024年辽宁卷第10题）（多选）一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为〃。，=0时，

木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上

木板。已知，=0到f=4/o的时间内，木板速度V随时间t变化的图像如图所示，其中g为重力加速度大小。

A.小物块在/=3/。时刻滑上木板B.小物块和木板间动摩擦因数为2〃

C.小物块与木板的质量比为3：4D./=4。之后小物块和木板一起做匀速运动

【答案】ABD

【解析】A.V-/图像的斜率表示加速度，可知7=3%时刻木板的加速度发生改变，故可知小物块在/=3%

时刻滑上木板，故A正确；

B.结合图像可知/=3。时刻，木板的速度为

3

v0=-m

设小物块和木板间动摩擦因数为〃0,由题意可知物体开始滑上木板时的速度为

3_

匕=-负号表示方向水平向左

物块在木板上滑动的加速度为

氏mg

旬=-----=〃og

m

经过/（）时间与木板共速此时速度大小为V共方向水平向右，故可得

V共一V]=旬务

解得

〃0=2〃

故B正确;

C.设木板质量为物块质量为加，根据图像可知物块未滑上木板时，木板的加速度为

1

1

a=——=”

故可得

F-]nMg=Ma

解得

3

F=-^iMg

根据图像可知物块滑上木板后木板的加速度为

13

-pigtQ--^gtQ

此时对木板由牛顿第二定律得

F-/j.（in+M^g-juomg=Ma'

解得

m1

M-2

故C错误；

D.假设/=4/0之后小物块和木板一起共速运动，对整体

33

F-/a\m+M^g=—piMg--juMg=0

故可知此时整体处于平衡状态，假设成立，即/=4/0之后小物块和木板一起做匀速运动，故D正确

故选ABDo

近年真题精选

考向一常规实验

1.（2022年浙江6月卷第17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。为位移测量起点和计时起点，

则打计数点8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）。

...4.?

』||唧啊加晒/删删刑

01cm23456

图2

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

图3图4

（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

0点。

【答案】①.6.15〜6.25②.1.7〜2.1③.BC##CB④.D⑤.3

【解析】（1）［1］依题意，打计数点2时小车位移大小为6.20cm,考虑到偶然误差，6.15cm〜6.25cm也可；

［2］由图3中小车运动的数据点，有

”".05—0.30….9mzs,

At0.4

考虑到偶然误差，1.7m/s2〜2.1m/s?也可;

[3]A.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，

所以不需要换质量更小的车，故A错误；

B.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻

力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；

C.以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有

L9m/s21整"

M+m

考虑到实际情况，即/《加g,有

M+m

则可知

MH4/77

而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即加

可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成祛

码盘和祛码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确；

D.实验过程中，需将连接祛码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误。

故选BC=

（2）[4]A.在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计

的示数相同，故A错误；

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一个点就可以了，故B错误；

C.实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等,

与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；

D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故

D正确。

故选D。

[5]若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度的拉橡

皮条，使其结点达到某一点。，记下位置。和弹簧称示数B和两个拉力的方向；交换弹簧称和手所拉细绳

的位置，再次将结点拉至。点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧称的示数B；只有一

个弹簧称将结点拉至。点，并记下此时弹簧称的示数厂的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成

该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到。。

2.（2021年北京卷第15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。

主火4

、

4

I

I—

「II

游标尺

图酊

。、D

，B、

所示

如图2

部分

中一

，其

打点

带上

的纸

运动

直线

变速

做匀

随物体

时器在

打点计

析。

据分

（2）数

0Hz

率为5

在频

器接

计时

打点

出。

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点没

计时

有4个

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点之

计数

相邻

点，

计数

续3个

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标出

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m/s

______

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J

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