力学实验-2025年高考物理二模试题分析与解答策略（新高考）解析版

专题15力学实验

测定匀变速直线运动的加速度

1.（2025・辽宁本溪•二模）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某兴趣小组设计了如图甲所示的

实验装置。其中M为小车的质量，加为砂和砂桶的总质量，人为小车上的滑轮的质量，力传感器可以

测出轻绳中的拉力大小。

⑴实验时，下列说法及操作正确的有;

A.将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡阻力

B.需用停表测出小车运动的时间

C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带

D.平衡阻力时需将砂桶如图甲所示悬挂

（2）该兴趣小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有画出），已知

打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带，可得打计数点2时小车的速度为m/s（结

果保留2位有效数字）；

⑶小车的加速度为m/s?（结果保留2位有效数字）。

【答案】⑴A

(2)0.20

（3）0.40

【详解】（1）A.用力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫

高，以平衡阻力，A项正确；

B.打点计时器是计时仪器，不需要停表测出小车运动的时间，B项错误；

C.使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，打出■条纸带，C项错误;

D.平衡阻力时不悬挂砂桶，D项错误。

故选A。

（2）纸带相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，所以两计数点间时间为T=0.1s,根据匀变速直线

运动中某段过程中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度，可得打计数点2时小车的速度为

(1.80+2.20)x10-2m_(1.80+2.20)xl0"m

=0.20m/s

2T—2x0.1s

（3）纸带根据逐差法，可知小车的加速度为

[(2.20+2.60)-(1.40+1.80)]xl0"2m[(2.20+2.60)-(1.40+1.80)]xl0-2m

a==0.40m/s2

(27)2(2x0.Is)2

2.（2025•陕西渭南•二模）某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平

面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点

计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相

邻两计数点之间的距离分别为%=14.51cm、x2=11.50cmAx3=8.51cm,x4=5.59cm,已知纸带上相

邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为/'=50Hz。

⑴通过数据可得木块的加速度大小a=m/s2（保留两位有效数字）

⑵若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量_____。（多选，填正确

答案前的标号）

A,木块的质量mB.木板抬起的倾角e

C.木块上升的高度%D.当地重力加速度g

⑶该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上,如图丙,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，

说明此物体做____直线运动。若图丙中直线斜率为左（其中左=电，上无单位），纸带宽为“，则用该

Ax

方法得到的加速度。=o（用左、［表示）

【答案】（1）3.0

（2）BD

⑶匀减速WOkd

【详解】（1）纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，可知T=5x：=0.1s

2

根据逐差法Ax=aT,求得加速度为a=（%+%）＜+%）=30mzs2

4T2

（2）根据牛顿第二定律有mgsin0+jUmgcos0=ma

可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度。

故选BDo

（3）⑴⑵纸带剪接后，水平方向每条宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相邻相等时间内的位移，

由Ax，=可得纸带长度差相等，变化规律恰好与匀变速直线运动一样，可看出速度均匀减小，该物体

做匀减速直线运动，由Ax'=feZ

联立可得“=黄kd=100服

3.（2025•山东枣庄•二模）图甲所示为探究加速度、力和质量关系的装置，带滑轮的长木板水平放置，力

传感器固定在墙上,细绳绕过小车上的滑轮连接传感器和沙桶，细绳平行于木板。接通电源（频率为50Hz）,

释放沙桶，获得一条纸带同时记录相应传感器的示数，多次改变沙桶的质量，重复操作。

⑴图乙所示为实验获得纸带的其中一条，纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，计数点8、

C、。、E到A点的距离分别为S]=6.20cm,s2=14.12cm,=23.74cm,s4=35.07cm,打下C点时小

车的速度为m/s,小车运动的加速度大小为m/s?（结果均保留两位有效数字）；

（2）通过实验测得的数据，绘制出反映小车加速度。与传感器示数尸之间关系的图像，如图丙所示,

则实验中小车所受摩擦力的大小为（用图中字母表示）。

【答案】⑴0.881.7

(2)2Fo

【详解】（1）[1]由于相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为

T=5x—s=0.1s

50

匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打下。点时小车的速度为

2

邑一S(23.74-6.20)xl0-

匕二m/s«0.88m/s

2T2x0.1

⑵根据逐差法可知，小车的加速度a=，-s2T2=(35.07-2x1422)x102巾.wl7m/s2

4T°4x0.12

（2）对小车进行分析，根据牛顿第二定律有2尸-/=Ma

变形得

结合图丙可知，当力传感器示数为与时，加速度为0,代入上式解得7=24

4.（2025•福建莆田•二模）某同学利用如图甲的实验装置测定滑块与斜面体之间的动摩擦因数，实验时进

行了如下操作：

①将斜面体固定在桌面上，测量出其倾角为仇光电门固定在斜面体上；

②用游标卡尺测量遮光条的宽度d；

③将带有遮光条的滑块由静止释放，测量释放点与光电门之间的距离x,记录遮光条经过光电门的挡光

时间t;

④改变释放点的位置，重复实验步骤③。

块,遮光条

__________________|01020

甲乙

⑴本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是二（填选项前的字母）

A.等效替代法B.理想实验法C.极限思维法

（2）用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则d=mm；

⑶滑块运动过程中的加速度。=（用x、d、f表示）；

⑷在不计空气阻力的情况下，动摩擦因数〃=（用x、d、t、6表示）。

【答案】（1）C

(2)10.55

⑶工

2xt2

(4)tan0-

2H2geos。

【详解】（1）本实验利用光电门测滑块的速度，当遮光时间很短时，将滑块遮光片经过光电门时的平

均速度认为等于瞬时速度，用了极限思维法，故选C；

（2）游标卡尺测量遮光条的宽度6?=10mm+0.05mmxll=10.55mm

（3）滑块经过光电门时的速度

根据^=2ax

d2

解得加速度Q

2xt2

(4)®rngsin0-jumgcos0=ma

[2

解得〃=tan。—

2xt2gcos0

探究互成角度的力的合成规律

5.（2025・四川雅安•二模）用如图所示装置探究两个互成角度的力的合成规律。

⑴除了弹簧秤、橡皮筋、刻度尺、细绳套之外，以下器材还需选（

A.重锤线B.量角器C.三角板

（2）测量完成后，作出力的图示，以两个分力为邻边，做出平行四边形，其对角线（选填"一定"或"不

一定"）与橡皮筋共线。

⑶下列各图中，与本实验所用物理思想方法相同的是（）

A.甲图：重心概念的提出

B.乙图：伽利略理想斜面实验

C.丙图：探究影响向心力大小的因素

D.丁图：卡文迪许扭秤实验测量万有引力常量

【答案】（1）C

（2）不一定

⑶A

【详解】（1）本实验中除了弹簧秤、橡皮筋、刻度尺、细绳套之外，还需要三角板作出力的图示，进

行数据处理，而不需要重锤线和量角器。

故选Co

（2）测量完成后，作出力的图示，以两个分力为邻边，做出平行四边形，由于存在实验误差，其对角

线不一定与橡皮筋共线。

（3）本实验采用的科学思想方法为等效替代法，重心为重力的等效作用点，采用等效替代的思想，伽

利略理想斜面实验采用实验与逻辑推理的方法，探究影响向心力大小的因素采用控制变量法，卡文迪许

扭秤实验测量万有引力常量采用放大法。

故选A。

6.(2025•河北秦皇岛•二模)某同学使用如图甲装置做"验证力的平行四边形定则”实验。

(1)下列说法中正确的是o

A.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下

B.在测量同一组数据乙、F2和合力e的过程中，橡皮条结点。的位置不能变化

C.为减小测量误差，F、、尸2方向间夹角应为90°

D.耳、尸2和合力厂的大小都不能超过弹簧测力计的量程

(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为No

⑶若两个弹簧测力计的读数均为7N,且结点。相连的两细绳04与拉力的方向互相垂直，则(选

填"能"或"不能")用一个量程为8N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是o

【答案】⑴BD

(2)3.8

⑶不能合力超出弹簧测力计的量程

【详解】(1)A.弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，只要把点拉到同一位置即可，故

A错误；

B.要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同，要使橡皮条沿相同方向伸长量相

同，则。点的位置应固定，故B正确；

C.本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧测力计拉力的方向没有限制，为减小误差，夹角应在

60。~120。范围为宜，并非一定要夹角为90。不变，故C错误；

D.在测量的过程中乙、尸2和合力尸的大小都不能超过弹簧测力计的量程，否则测量错误，故D正确。

故选BD。

(2)如图所示弹簧测力计，每一大格被分成5小格，贝IJ1小格就等于0.2N,所以图中弹簧测力计的示

数为3.8N。

(3)田⑵不能，两力均为7N,且相互垂直，则其合力大小为70N>8N，所以合力超过了弹簧测力计

的量程，故弹簧测力计无法测出物体所受的合力，故不能使用。

7.（2025•新疆乌鲁木齐•二模）某实验小组为了探究两个互成角度的力的合成规律，设计了如下实验，具

体操作步骤如下：如图甲，橡皮条的一端连接一轻质小圆环，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通

过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力1、歹2的共同作用，处于。点，橡皮条伸长的长

度为EO,记录拉力尸］、F?的大小和方向。撤去乙、F2,改用一个力/单独拉住小圆环，仍使它处于。

点（如图丙）记录拉力厂的大小和方向。

（1）该实验中采用的物理学方法为（选填"控制变量法"或"等效替代法"）；

（2）利用记录的数据，用力的图示法画出P、1、F2,经过猜想和验证得出结论：两个互成角度的力的合

成规律叫作定则；

（3）该实验小组所用的弹簧测力计的量程均为5N,某次实验测得月=3.0N、工=4.0N,则两个力的夹角

可能为（选填"锐角"或"钝角"）。

【答案】（1）等效替代法

⑵平行四边形

⑶钝角

【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验采用等效替代法。

（2）两个互成角度的力的合成规律叫作平行四边形定则。

（3）力B=3.0N,F2=4.0N,当两力夹角为90。时它们的合力大小为5N,当两分力大小一定时，两力的

合力大小随两力夹角增大而减小，随夹角减小而增大，弹簧测力计量程为5N,如果两力夹角为锐角，

则合力大于5N,大于弹簧测力计的量程，则两个力的夹角可能为钝角。

8.（2025•江西九江・二模）在"探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某小组进行实验的主要步骤是：

①如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条长度为GE；

②通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力B、B的共同作用，静止于。点，橡皮条伸

长的长度为E。，如图乙所示。记录。点位置以及B、尸2的大小和方向;

③撤去B、F2,改用一个弹簧测力计拉小圆环，仍使它静止于。点，此时测力计的示数为A如图丙

所示。记录B的大小和方向；

④图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。

⑴关于此实验，下列叙述正确的有（）

A.进行图乙的实验操作时，Fi、尬的夹角越大越好

B.通过描点确定拉力方向时，所描的点到。点的距离应适当大一些

C.进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到。点之外的其它合适点

D.重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置。可以与前一次不同

⑵图丁中产是以月、B为邻边构成的平行四边形的对角线，实验中一定沿G。方向的是（选填

⑶若在图乙中，Fi、B的夹角。为钝角，现保持。点位置不变，同时使图中夹角夕增大，则弹簧测

力计。的示数（选填"增大""减小""不变"）。

⑷你认为Fi、F2的夹角。多大合适?o

【答案】（1）BD

（2）F

⑶减小

（4）60°-120°

【详解】（1）A.进行图乙实验操作时，£、心夹角应适当，并非越大越好。夹角过大，会使合力过小,

实验误差增大，故A错误;

B.通过描点确定拉力方向时，所描的点到。点距离适当大些，这样连线时误差更小，能更准确确定力

的方向，故B正确；

C.进行图丙实验操作时，必须将小圆环拉到。点，才能保证一个弹簧测力计的拉力与丹、鸟共同作用

效果相同，故C错误；

D.重复实验再次进行验证时，结点。的位置可以与前一次不同，但是每一次完整的实验必须保证结点

位置相同，故D正确。

故选BD。

（2）厂是通过平行四边形定则做出的片、鸟合力理论值，而片、鸟合力的实验值P由一个弹簧测力计直

接测得，故/一定沿GO方向。

（3）现保持。点位置不变，即合力不变，同时使图中夹角夕增大，根据平行四边形定则作图如下

可知片、耳都减小，即弹簧测力计a的示数减小。

（4）若夹角太小，会使合力过大，可能超出弹簧测力计的量程；若夹角太大，会使合力过小，实验误

差较大。60。~120。这个范围能在保证弹簧测力计示数合适的同时，减小实验误差。

9.（2025・湖北•二模）有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺

有白纸，固定两个光滑的滑轮A和8,将绳子打一个结点0,每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，

根据钩码个数读出三根绳子的拉力£、工和「3，回答下列问题：

⑴改变钩码个数，实验可能完成的是（填标号）。

A.钩码的个数乂=%=2,N3=5

B.钩码的个数N1=l,N2=4,N3=6

C.钩码的个数乂=陷="=4

D.钩码的个数N=3,N2=4,N3=5

⑵在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（填标号）。

A.标记结点。的位置，并记录Q4、OB、OC三段绳子的方向

B.量出。4、OB、OC三段绳子的长度

C.用量角器量出三段绳子之间的夹角

D.用天平测出钩码的质量

⑶在作图时，你认为（填"甲"或"乙"）是正确的。

【答案】（1）CD

⑵A

⑶甲

【详解】（1）实验中的分力与合力的关系必须满足：\F}-F2\<F3<\Ft+F2\,CD正确。

故选CD。

（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点。的位置，并记录OB、OC三段绳子的

方向，从而确定三个力的大小和方向。故选A。

（3）B的方向一定竖直向下，由于测量误差B和尸2的合力方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的。

10.（2025・吉林长春•二模）某同学用图（a）所示的实验装置探究两个互成角度的力的合成规律，量角器

竖直固定，0刻度线水平。三根细绳结于。点，其中一根细绳悬挂重物。，另外两根细绳与弹簧测力计

a.b挂钩相连，互成角度同时拉两测力计，使结点。与量角器的中心点始终在同一位置。

图(a)图(b)

(1)某次测量时测力计的示数如图")所示，读数为N(结果保留1位小数)。

(2)关于该实验，下列说法正确的是0

A.连接测力计的细绳之间夹角越大越好

B.实验前必须对测力计进行校准和调零

C.实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行

⑶初始时，与两测力计相连的细绳所成夹角如图(。)所示，保持夹角不变，顺时针缓慢转动两测力计

直至测力计6水平，在此过程中，测力计匕的示数。

A.一直变大B.一直变小

C.先变大后变小D.先变小后变大

【答案】(1)2.6

(2)BC

⑶B

【详解】(1)如图所示，弹簧测力计读数2N+0.2x3N=2.6N

(2)A.连接测力计的细绳之间夹角不宜过大，也不宜过小。故A错误；

B.为了保证实验的准确性，实验前必须对测力计进行校准和调零。故B正确；

C.为了减小误差，实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行。不然得到的只是该方向上的分力，

误差较大。故C正确。

故选BCo

(3)如图所示，OA和08之间的夹角不变，由几何关系可知

FB.

测力计”的示数变大，测力计6的示数变小。

故选Bo

探究加速度与物体受力、物体质量的关系

11.（2025•甘肃•二模）某实验小组在学习了牛顿第二定律后，为了验证加速度与合外力的关系，设计了如

图甲所示的实验（图中已经补偿了阻力）。小组同学用力传感器测量小车受到的合外力产，用打点计

时器在纸带上打点的方式测算小车的加速度。，并利用实验数据绘出如图乙所示的尸图像。请根据

上述信息，回答以下问题:

⑴除了图甲中画出的器材外，还需在下图中选取的器材是

学生交流电源

A

（2）图乙中。-P图像恰好过坐标原点，若求得图线的斜率为左，则小车和力传感器的总质量M为—；

⑶在（2）问中，当力传感器示数为耳时，沙和沙桶的总质量m为一。（结果用大、k、g表示，g为

重力加速度）

【答案］⑴AF

⑶A

【详解】（1）打点计时器采用交流电源，还需要刻度尺测量纸带距离，无需干电池、弹簧测力计、天

平和秒表，故选AFo

（2）根据牛顿第二定律，有尸=

i，1

可矢口人=—

M

解得M=—

k

（3）当力传感器示数为8时，对沙和沙桶，有mg-4=ma

对小车，有用=减;

联立解得筋=Z

g-kF、

12.（2025・四川达州•二模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。图中小车A的

质量为连接在小车后的纸带穿过电火花计时器，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足

够长的木板上，钩码B的质量为加，C为力传感器（与计算机连接可以直接读数）。实验时改变B的质

量，记下力传感器的对应读数F,不计绳与滑轮的摩擦。

（1）下列说法正确的是（）

A.绳与长木板必须保持平行

B.实验时应先释放小车后接通电源

C.实验中相应远小于M

（2）如图乙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的4个计数点之间的距离，相邻计数点间还有4

个点没有画出，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电。由此可求得钩码B的加速度的大小是

m/s2o（结果保留两位有效数字）

2.402.893.39。单位：cm

乙

⑶该同学以力传感器的示数F为横坐标，小车A的加速度a为纵坐标，画出a—尸图像是一条直线，如

图丙所示，图线与横坐标轴的夹角为凡求得图线的斜率为％,则小车质量为（）

丙

11

A.----B.一C.kD.因直线不通过坐标原点，无法求小

tan。

车质量

【答案】（1）A

(2)0.25

(3)B

【详解】（1）A.探究加速度与力的关系的实验中，为保证绳子拉力沿着小车运动的方向，使小车所

受的合力方向与运动方向在同一直线上，绳与长木板必须保持平行，故A正确;

B.实验时应先接通电源，待打点计时器稳定工作后（打点稳定），再释放小车，获得尽量多的有效的

点，故B错误;

C.本题中由于使用了力传感器，力传感器能够直接测量出绳子对小车的拉力大小，所以不需要满足“机

应远小于这一条件，故C错误。

故选Ao

（2）⑴相邻计数点间还有4个点没有画出，故相邻计数点时间间隔为T=5x+s=0.1s

2

小车加速度为a='3；；，9乂]0-2向S2_o.5Om/s

故钩码B的加速度的大小是台。25mzs2

（3）直线不通过坐标原点，则可能是摩擦力平衡过度，则根据牛顿第二定律片+尸=”〃

解得得。=4尸

MM

则％=]

M

小车质量为M=Y

k

故选Bo

13.（2025・湖南怀化•二模）一位同学做"探究质量一定时，加速度与力的关系"实验，实验装置如图所示。

小车打点计时器

甲乙

⑴某同学在实验中用打点计时器记录了小车拖动纸带的运动情况。在纸带上，每五个点取一个计数点,

如图所示。交流电源的频率为50Hz。根据纸带上的数据，可以求出小车的加速度大小为

m/s2o（结果保留三位有效数字）

（2）若一同学平衡摩擦力时长木板倾角偏大，在这个情况下保持小车质量不变、不断的增加祛码盘中祛

⑶若某次实验中实验使用的交流电频率变为51Hz,但该同学仍按照50Hz进行数据处理，那么加速度

的测量值与实际值相比（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

【答案】（1）2.86

⑵C

⑶偏小

【详解】（1）交流电源的频率为50Hzo每五个点取一个计数点，则两个计数点的时间间隔为T=0.1s

根据逐差法Ax=ar2

(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)

代入数据可得小车的加速度大小为。=x10-2m/s2=2.86m/s2

(3x0.

(2)平衡摩擦力过大，没有外力时就有加速度，会有纵截距，即/图像不过原点，；不断增加钩

码时，由于不能满足祛码和祛码盘的总质量远小于小车的总质量，所以小车受到的合外力不再等于祛

码和祛码盘的总质量，因此最后的图像不再是直线，而是曲线。

故选C。

(3)如果在某次实验中，交流电的频率51Hz,大于50Hz,那么实际打点周期变小，根据运动学公式

Ax=dT~

可得真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。

14.(2025•江西宜春•二模)手机软件Phyphox利用了智能手机内置的各种传感器(如加速度计、陀螺仪、

磁力计、气压计等)来测量多种物理量。某学习小组设计如图装置测量小车和智能手机的总质量。把

轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为机的钩码，用手机测出小车运动的加速度。；改变钩码的质

量机，进行多次测量：做出。与杨(g-。)的图像，已知图像中直线的截距为6,斜率为鼠不计空气阻

力，重力加速度为g。

⑴以下说法正确的是」

A.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

B.细线的拉力不等于钩码的重力

C.不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑

D.钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的总质量

(2)由图像可得，小车和手机的总质量为；

⑶利用手机测出木板倾角为仇则小车和智能手机沿木板运动过程中所受摩擦力的大小为;木

板与小车间的动摩擦因数大小为。

【答案］⑴BD

(2)1

gsin0-bgsin8-Z?

kgeos。

【详解】(1)设小车和手机的质量为“，斜面倾角为仇对钩码和小车以及手机的系统，由牛顿第二

定律有mg+Mgsin0-juMgcos3=(M+m)a

3曰m（g-a\Mgsin0-juMgcos0

口J存于Q=--------------1------------------------------------

MM

可得〃与根Qg-a）成一次函数。

D.因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力,

也就不需要质量关系，即不需要钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故D正确；

AC.本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为a=皿辿

M

a与mCg-a）成正比例函数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故AC错误；

B.本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故B正确。

故选BD。

（2）根据。与小（gz）的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为」=左

M

则小车和手机的质量为M=1

k

（3）⑴⑵根据。与加（g-a）的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为6=四sm,二cos。

M

联立解得人"Mgcos*幽产，〃=幽吟

kgcosd

15.（2025,四川乐山•二模）在"探究加速度与力的关系"实验中，某同学使用了如图甲所示的装置。

（1）该同学探究加速度a和拉力厂的关系时，—应该保持不变。

⑵该同学将沙和沙桶的重力作为拉力F来处理数据，并作出了a-尸图像，如图乙所示，图中的图线不

过原点的原因是,图中图线发生弯曲的原因是o

【答案】（1）小车质量

（2）平衡摩擦力过度沙和沙桶的总质量未远远小于小车质量

【详解】（1）本实验采用控制变量法，该同学探究加速度。和拉力厂的关系时，小车质量应该保持不

变。

（2）[1]图中当尸=0时以0

也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是

平衡摩擦力过度。

⑵对小车由牛顿第二定律可得尸=肱7

对沙和沙桶由牛顿第二定律可得"琢-尸=加。

F=^-

解得]+2

M

要使得绳子拉力等于沙和沙桶的重力大小，必有〃小M

而不满足加••M时，随沙和沙桶的重力的增大物体的加速度。逐渐减小。所以图中图线发生弯曲的原

因是沙和沙桶的总质量未远远小于小车质量。

16.（2025•安徽蚌埠•二模）某同学用如图甲所示装置做"探究加速度与质量关系”的实验。已知动滑轮的质

量为人）,当地的重力加速度为g,打点计时器所接交流电的频率为了,装置已补偿了阻力。

4TA・B•・CD・E•F・G・S(

I'ATX2T3T%T3T%1

乙

⑴下列关于本实验的说法，正确的是（）

A.要测出砂和砂桶的质量

B.要测出小车的质量

C.要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量

D.要调节力传感器的位置和定滑轮的高度，使动滑轮两边的轻绳与长木板平行

E.改变小车质量后，需要重新补偿阻力

（2）按正确的操作进行实验，打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，

则小车运动的加速度。=;若打该纸带时交流电频率发生波动，实际交流电的频率小于了,则根

据纸带求得的小车加速度比实际值_______（填"大"或"小"）。

⑶改变小车内祛码的质量从而改变小车和祛码的总质量同时改变砂桶内砂的质量重复实验，保证

每次实验中力传感器的示数均为尸，记录每次小车和祛码的总质量M,根据纸带求出每次小车运动的

加速度。，作出图像，如果图像是一条倾斜直线，图线与纵轴的截距等于,图像的斜率

等于，则说明在合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

【答案]⑴BD

(2)大

225

【详解】（1）AC.由于有力传感器，可直接读出拉力大小，因此不需要测出砂和砂桶的质量，不需要

满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AC错误；

B.探究加速度与质量关系，需要测出小车的质量，故B正确；

D.为保证小车所受合力为绳的拉力，要调节力传感器的位置和定滑轮的高度，使动滑轮两边的轻绳与

长木板平行，故D正确；

E.改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力，故E错误。

故选BDo

2

（尤4+%+/）—（玉+X2+尤3）（^4+X5+X6-Xj-X2-X3）/

（2）⑺小车的加速度“一~225

⑵如果实际交流电频率小于f,则求得的加速度比实际值大

（3）根据牛顿第二定律有2尸=

变形得L篝+

a2F2F

当图线与纵轴的截距为6=粤，图像的斜率为次=：,则说明加速度与质量成反比。

2r2

17.（2025•陕西•二模）某同学做“探究小车的加速度与力的关系”实验的装置如图所示，轨道上的8点固定

一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上

的挡光片通过光电门的时间。

⑴在该实验中，下列说法正确的是_。

A.需要测量钩码的质量B.A、B之间的距离尽可能小些

C.调节滑轮的高度，使细线保持水平D.钩码的质量不需要远小于小车的质量

⑵若挡光片的宽度为力挡光片与光电门的距离为LCLd）,挡光片的挡光时间为f,拉力传感器的

示数为R则小车通过光电门时的速度大小v=,加速度大小a=，小车的质量

M=0

【答案】（1）D

edd22FLt2

⑵7方丁

【详解】（1）AD.实验中用拉力传感器测小车受到的合力，不需要测量钩码的质量，钩码的质量不需

要远小于小车的质量，故A错误、D正确；

B.A、8之间的距离尽可能大些，可以减小测量误差，故B错误；

C.为使绳子拉力为小车的合力，调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故C错误。

故选D。

（2）[1]小车通过光电门时的速度大小v=@

t

⑵根据运动学公式有v2=2ot

解得小车的加速度大小a=--

⑶根据牛顿第二定律/=肱7

解得，小车的质量屈=丝占

a

18.（2025•四川德阳•二模）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实

验装置，小车总质量为重物质量为优.

轻动滑轮弹簧测力计

打点计时器垮I细।线~'公

纸带

、定滑轮

长木板水平实验台|h重物

甲

⑴用此装置探究实验的过程中，（选填"需要"或"不需要"）平衡摩擦力，（选填"需要"或"不

需要"）满足所挂重物质量相远小于小车的总质量

（2）图乙是某次实验中通过正确的操作得到的一条纸带，图中0、1、2......为连续的几个计数点，两计数

点间还有四个点迹没有画出。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，小车运动的加速度大小

a=m/s2o（结果保留三位有效数字）

单位：cm

「1.103.0丁95.127.109.1311.09

TTTT’1

0123456

乙

⑶若以弹簧测力计的示数厂为横坐标，小车的加速度大小。为纵坐标，画出的尸图像是一条过原点

的直线，如图丙所示。已知图线与横轴的夹角为凡图线的斜率为左，则小车质量/的表达式为

21

A.kB.一D.----

ktan。

【答案】（1）需要不需要

(2)2.00

(3)B

【详解】（1）[1]实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，用重力

沿木板方向的分力来平衡摩擦力，这样小车受到的合力就等于细线的拉力，所以此处应填"需要”;

⑵由于该实验装置中，细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用重物的重力来近似替代细线对小

车的拉力，所以不需要满足所挂重物质量相远小于小车的总质量此处应填"不需要"。

（2）两计数点间还有四个点迹没有画出，则相邻计数点时间t=0.1s,逐差法得加速度大小

11.09+9.13+7.10-5.12-3.09-L10

xlO^m/s2=2.00m/s2

9x0.12

（3）对小车，由牛顿第二定律有2尸=Afa

7

整理得。=三尸

M

2

则图像斜率k=tan0=--

M

解得小车质量/=三2或2

tan。k

故选Bo

19.（2025•陕西宝鸡•二模）小华同学设计图甲装置来探究合力一定时，加速度与质量的关系。木板一端放

在桌面的左端，另一端用高度可调且带有旋钮的支架固定。轻绳一端连接小车，小车最左端固定一个

遮光条，另一端跨过滑轮连接一个质量为外的物块A,调整定滑轮使滑轮左侧轻绳与斜木板平行，测

得两光电门间的距离为3遮光条的宽度为乩

遮光条

光电门1

（1）反复调整木板的倾角，向下轻推小车，直到遮光条通过两个光电门的遮光时间相等。

（2）取下物块A,让小车从木板顶端滑下，记录遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间小t2,则小

车的加速度大小q为.（用题中所给的已知物理量符号表示）。

（3）在小车上添加钩码以改变小车的总质量，重新挂上步骤（1）中的物块A,重复（1）（2）操作,

求出小车放上不同祛码时对应的加速度大小

（4）若小车及车上钩码的总质量用M表示，以小车的加速度大小。为纵轴，若在坐标纸上作出图乙所

示的图像，其图线为一条直线，则图像中横轴为

A.MB.—C.M2D.—

MM2

（5）图乙中直线的斜率表示

A.小车受到的重力大小

B.小车受到的重力沿斜木板向下的分力大小

C.小车受到的摩擦阻力大小

D.物块A受到的重力大小

d2（11

【答案】五居一彳BD

【详解】（2）[1]遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间小t2,则小车通过的光电门1、2的速度大

dd

小分别为匕=丁，V2=~

光电门1、2的距离为乙则人若

1

求得小车的加速度大小e

(4)⑵由题意步骤1中有随sine=〃A^cose+mg

若小车及车上钩码的总质量用M表示，此时小车的合力为Mgsintz-月作cosv=机g

则根据牛顿第二定律有根g=

整理得a=mg•—

以小车的加速度大小。为纵轴，若在坐标纸上作出图乙所示的图像，其图线为一条直线，则图像中横

轴为77°

故选Bo

（5）[3]根据。

可知图乙中直线的斜率左=mg，表示的是物块A受到的重力大小。

故选Do

20.（2025•广西•二模）某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。水平桌面上安装光电门和气

垫导轨，总质量为M的滑块两端各有一个挡光宽度为d的遮光板1、2,两遮光板中心的距离为L,如

图乙所示。实验步骤如下：

遮光板2i遮光板1

（1）实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂钩码），轻推滑块，滑块向右运动通过光电门。

若数字计时器显示遮光板1、2通过光电门的时间乙则要将气垫导轨右侧适当_________（选填"调

低"或"调高"），直至两遮光时间相等。

（2）挂上质量为加的钩码，将滑块由光电门左侧某处释放，记录遮光板1、2的遮光时间％、马。

（3）逐渐增加钩码的个数，重复步骤（2）,多次记录遮光板1、2的遮光时间。

（4）将钩码的总重力计为滑块受到的合力尸，作出滑块的合力尸与的图像，若该图像在一定

区间内为过坐标原点的一条直线，如图丙所示，可知加速度与P成正比，此时该图像的斜率为

（用M、L、d表示）。随着产增大，图丙部分区间内图线不是直线的原因是o

（5）由于实验中钩码的总重力并不等于滑块的合力尸，要想本实验合力的相对误差

5=今懂修一万真实值xlOO%不大于5%,则实验中所挂钩码总质量的最大