力学实验-2025年高考物理二模试题分析与解答策略（新高考）原卷版

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）。

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再=14.51cm、％=lL50cm、x3=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了=50Hz。

（1）通过数据可得木块的加速度大小。=m/s2（保留两位有效数字）

（2）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_____o（多选，填正确

答案前的标号）

A.木块的质量根B.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（其中左二孚，左无单位），纸带宽为d,则用该

Ax

方法得到的加速度。=O（用公1表示）

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）。

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无，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。

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a=（用x、d、f表示）；

⑷在不计空气阻力的情况下，动摩擦因数〃=（用小d、t、6表示）。

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、

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

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。

⑴下列说法中正确的是.

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E、F?和合力厂的过程中，橡皮条结点。的位置不能变化

C.为减小测量误差，K、瑞方向间夹角应为90°

D.玛、尸2和合力厂的大小都不能超过弹簧测力计的量程

⑵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OA与。8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。

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。小圆环受到拉力乙、F2的共同作用，处于。点，橡皮条伸长的长

度为E0,记录拉力居、尸2的大小和方向。撤去［、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。

⑴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G片、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"）。

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，小圆环受到拉力入、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。点位置以及后、尸2的大小和方向；

③撤去入、尸2,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尸、如图丙

所示。记录p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。

F

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,B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

（2）图丁中尸是以月、工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

（3）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"）。

（4）你认为Fi、F2的夹角。多大合适?o

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。，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片、B和招，回答下列问题:

（1）改变钩码个数，实验可能完成的是（填标号）。

A.钩码的个数乂=乂=2,乂=5

B.钩码的个数2=1,N[=4,N3=6

C.钩码的个数乂=%="=4

D.钩码的个数2=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。

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）

⑴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）。

⑵关于该实验，下列说法正确的是。

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6的示数0

A.一直变大B.一直变小

C.先变大后变小D.先变小后变大

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a-P图像恰好过坐标原点，若求得图线的斜率为3则小车和力传感器的总质量M为—；

（3）在（2）问中，当力传感器示数为大时，沙和沙桶的总质量机为—o（结果用耳、k、g表示，g为

重力加速度）

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的质量为办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E不计绳与滑轮的摩擦。

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

⑵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）

•■?

、2.40”、2.893.39单位：cm

乙

⑶该同学以力传感器的示数下为横坐标，小车A的加速度a为纵坐标，画出“一尸图像是一条直线，如

图丙所示，图线与横坐标轴的夹角为。，求得图线的斜率为七则小车质量为（）

/

牙

O

丙

11,

A.B.C.kD.因直线不通过坐标原点，无法求小

tan。k

车质量

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。

(1)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/s2»(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

码探究加速度与合外力的关系，则可能得到以下哪个图__________o

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")。

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根的钩码，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。与机(g-a)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。

(1)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0,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。

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。

⑴该同学探究加速度。和拉力厂的关系时，—应该保持不变。

（2）该同学将沙和沙桶的重力作为拉力厂来处理数据，并作出了图像，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=

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

量为加。,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。

酒力传感器打点计时器

P^gfffR

Xtxj'%卡三T%9

Au甲乙

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

⑵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")。

(3)改变小车内祛码的质量从而改变小车和祛码的总质量M,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F，记录每次小车和祛码的总质量根据纸带求出每次小车运动的

加速度作出丝图像，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

aF

等于,则说明在合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

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。

(1)在该实验中，下列说法正确的是一

A.需要测量钩码的质量B.A、8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

(2)若挡光片的宽度为乱挡光片与光电门的距离为乙(Ld),挡光片的挡光时间为f,拉力传感器的

示数为F，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=o

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

轻动滑轮弹簧测力计

(1)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")满足所挂重物质量机远小于小车的总质量M.

(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

1.103.095.127.109.1311.09

「T丁TT

0123456

7,

⑶若以弹簧测力计的示数歹为横坐标，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M的表达式为。

ktan。

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L遮光条的宽度为d。

（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的遮光时间外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a.

（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.—

MM-

（5）图乙中直线的斜率表示1=

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

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〃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：

（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4<%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）挂上质量为机的钩码，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4、芍。

（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。

（11）

（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/与下一下的图像，若该图像在一定

Jih）

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

（用〃、L、d表示）。随着厂增大，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=。量:方真实值xlOO%不大于5%,则实验中所挂钩码总质量的最大值为________。

“真实值

A.0A5MB.0AMC.0.06"D.0.05"

考点04探究平抛运动的规律

21.（2025•黑龙江哈尔滨•二模）学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律，实验装置如图1所示。某

次实验得到了不同时刻小球的位置坐标图，如图2所示，其中0点为抛出点，标记为〃=0,其他点依

次标记为n=1、2、3、…。相邻点的时间间隔均为=0.02s。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动

的轨迹图。

⑴经数据分析可得小球竖直方向为自由落体运动，若根据轨迹图计算当地的重力加速度，则需要知道

的物理量为（单选，填下列选项字母序号），重力加速度的表达式为8=（用所选

物理量符号和题中所给物理量符号表示）。

A.测量第〃个点到。的竖直距离为

B.测量第«个点到。的水平距离入

C.测量第〃个点到0的距离s“

（2）若测出重力加速度g=9.80m/s2,描点连线画出y-Y图线为过原点的一条直线，如图3所示，则说

明平抛运动的轨迹为抛物线。可求出平抛运动的初速度为m/s（结果保留2位有效数字）。

22.（2025•河南焦作•二模）为了验证平抛运动规律，实验小组运用了水柱法。使用的器材是各种不同规格

的矿泉水瓶、透明薄板和红色颜料水。如图1所示，在无盖的矿泉水瓶侧壁上钻小孔，堵住小孔并往

矿泉水瓶里装红色颜料水，然后打开小孔，水平射出的水就会形成曲线状水柱。

i

（1）已知图1中左右两矿泉水瓶完全一样，左瓶装水多，右瓶装水少，下列叙述正确的有（）

A.射出水的初速度与侧孔下方水高有关

B.左瓶出水初速度大于右瓶出水初速度

C,射出水柱的水平距离一直保持不变

⑵为了分析水柱曲线特征，使用透明薄板和记号笔描绘水柱曲线，下列说法正确的有（）

A.透明薄板要靠近水柱，让水柱在薄板上留下痕迹

B.透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱

C.为了更好地描绘水柱，应选用瓶径更大的矿泉水瓶

D.为了更好地描绘水柱，侧孔开口越大越好

⑶实验小组描绘的部分水柱如图2所示，为了分析水柱曲线特征，水平方向建立了X-轴，竖直方向建

立了＞轴，若实验小组确定了水柱曲线为抛物线，则该次实验出水初速度大小为m/s（重力

加速度g取10m/s2,结果保留2位有效数字）。

23.（2025•河南•二模）某物理兴趣小组的同学想探究自来水管水的流量，以便改进如何节约水资源，小组

同学先用游标卡尺测量水管的内径如图甲，然后打开水龙头（水龙头处管口水平），测水在空中的运

动轨迹如图乙，然后将轨迹简化为一条平滑曲线，小组同学以轨迹上的某点。为坐标原点建立如图丙

所示的坐标系，重力加速度g=10m/s2,取0=1.41。

456(cm)

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIillII

|llll|llllpfll|llll|

01020

甲

⑴用游标卡尺测量水管的直径，示数如图甲所示，则水管的直径衣mm。

（2）A点的速度大小为（保留3位有效数字）。

⑶自来水水管的流量（流量为每秒流过的水的体积）为（保留3位有效数字）。

24.（2025•内蒙古赤峰•二模）在桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球

沿桌面飞出后做平抛运动。某同学要测量钢球离开水平桌面时速度的大小。

18192021

⑴实验中下列要求不必要的是（）

A.桌面必须是光滑的

B.桌面末端的切线必须调成水平

C.要选用质量大体积小的球体

（2）正确安装装置后，在桌面边缘时小球（选填"最上端""最下端"或"球心"）对应的位置作为小球

做平抛运动的起始点。

（3）小球多次从同一位置由静止滚下，把各落点用一小圆圈起来，平均落点圆心为A,则Q4=cm。

取重力加速度g=9.8m/s2,桌面到地面的高度为1.225m,根据以上数据可求得小球的初速度为

m/s（结果保留两位有效数字）。

25.（2025•广西柳州・二模）利用如图1所示的装置研究平抛运动的特点。实验前，先将一张白纸和复写纸

固定在装置的背板上。钢球落到的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,

通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球

做平抛运动的轨迹。

⑴实验时每次必须由斜槽上的同一位置由静止释放钢球，目的是;

（2）如图2,以钢球放在斜槽末端时球心在白纸上的投影点。为坐标原点，建立直角坐标系尤Oy,4（%,%）、

3（2飞,%）为轨迹上的两点，钢球从。到A、A到8的时间分别为a、如，则，OAtAB（填">"、"<"

或;

⑶若已知重力加速度为g,则钢球做平抛运动的初速度为（)

验证机械能守恒定律

26.（2025・重庆,二模）某同学设计了如图1所示实验装置，来验证“机械能守恒定律"。所用实验器材有:

铁架台、小圆柱体、光电门计时器、带量角器的参考背景板等。主要实验步骤如下：

①用直尺测量摆线长L（作为摆长）；用游标卡尺测量小圆柱体的直径d,结果如图2所示。

②按图1安装好实验器材，使小圆柱体下摆时，其中心经过固定在。点正下方的光电门。

③用手拉住小圆柱体，使细线稍稍绷紧，记录下摆夹角。，然后打开光电门计时器，将小圆柱体由静

止释放，记录小圆柱体第一次经过光电门的遮光时间△兀

④改变小圆柱体的下摆夹角，多次重复步骤③。

⑤记录多组。、加数据，并绘制出-（1-cos6）图像，如图3所示。

已知小圆柱体的质量为相，当地重力加速度大小为g。回答下列问题：

（1）小圆柱体的直径“=cm。

（2）小圆柱体从静止释放到经过光电门的过程中，其动能的增加量为（用根、d、加表示）。

⑶若图3中图线斜率与理论值_____（用g、乙表示）近似相等，则成功验证了机械能守恒定律。

27.（2025•江西萍乡•二模）某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线

的两端分别悬挂质量均为根的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器

（电源频率为50Hz）,在B的下端再挂质量为相。的重物C。由静止释放重物C,利用打点计时器打出

的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g,回答下列问题：

⑴关于该实验，下列说法正确的是（）

A.无须测量重物C的质量，，勿就可以验证机械能守恒定律

B.实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带

C.增大重物C的质量可使重物A、B、C的加速度接近g,但不可能超过g

⑵此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统的总动能的增加量略总重力势能（填

"小于"或"大于"）；适当_____重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差。（填"增大"或"减少"）

⑶对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0,重物A上升的高度为加通过计算得到三个重物的速度

大小为V,然后描绘出官力（〃为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒成立，且%=：根，则倾斜直

线的斜率k=。

28.（2025•上海奉贤•二模）验证机械能守恒

用如图（甲）所示的装置，验证小球在空中运动时机械能守恒。将小球从斜面上某位置处释放，利用

频闪相机连续得到小球离开桌面后下落经过的若干位置，如图（乙）所示。按比例尺，得到图中位置1

与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为无，位置1与3、2与4、3与5之间对应的

实际竖直高度分别为历、比、feo已知频闪照相的频率为人

（1）小球经过位置2时，速度的水平分量大小为,竖直分量大小为

⑵为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式=8gh2（式中g为重力加速度

大小）。

（3）（多选）若小球在离开桌面后的飞行过程中机械能守恒，则飞行过程中小球的动能反随时间/的变

化率与时间方的关系图像可能为（）

29.（2025•安徽黄山•二模）实验小组的两位成员用如图所示的装置设计了测量当地重力加速度和验证机械

能守恒定律的实验方案。质量为根的小球（直径为4）通过轻绳连接在力传感器上，光电门安装在小

球平衡位置处且与球心等高。测得悬挂点到球心的距离为3忽略空气阻力。

环节一：测量当地重力加速度

让单摆做简谐运动并开启光电门的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计

时，以后光电门每被遮挡一次计数增加1,若计数器计数为N时，单摆运动时间为3则由此可测得当

地的重力加速度且=-（用题中所给的字母表示）

环节二：验证机械能守恒定律

（1）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，在最低点时可测得小球通过光电门

的时间记为Af,则小球到达最低点的速度大小丹（用题中所给的字母填空）。

（2）将小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值之差记为AE

（3）为避免将环节一中重力加速度的测量误差引入该环节，要验证小球从释放点到最低点的过程机械

能守恒，则只需验证成立即可。（用含有AGL、m、v的表达式填空）

30.（2025・四川南充・二模）某同学设计了如图所示的装置来探究机械能守恒。轻质细线的上端固定在。点,

下端连接摆球，在摆球摆动的路径上可以用光电门测其瞬时速度。

⑴利用光电门测量摆球通过某点速度时，测得摆球直径为“，通过光电门时间为f,则过该点的瞬时速

度大小v=o

（2）如果摆球每次从A位置静止释放，测得距最低点E的竖直高度处的速度为v,以场为横坐标，/为

纵坐标，建立直角坐标系，作出的图线是否过坐标原点（选填"是"或"否"）

⑶另一同学分别在A、B、C、D、E点安装光电门，得到摆球经过每个光电门的速度，并且相邻两点竖

直高度差相等。通过计算发现相邻两点速度的平方差近似相等，则摆球在摆动过程中机械能（选

填"守恒"或"不守恒"）。

31.（2025•山西临汾•二模）某探究小组利用图1所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律，已知当地的

重力加速度为g。

⑴该小组准备了1个质量为加的槽码，用天平测出滑块（含遮光条）的质量为用螺旋测微器测出

滑块上遮光条的宽度d示数如图2所示，则〃=—mm。

图2

⑵打开气泵，待气流稳定后，不挂槽码和细线，将滑块从气垫导轨右侧向左轻推出，发现滑块通过光

电门1的时间大于通过光电门2的时间，为使气垫导轨水平，接下来的操作合理的是

A.适当调高底座旋钮P

B.适当调高底座旋钮Q

C.适当调低底座旋钮P

D.适当增大光电门1、2间距

⑶气垫导轨调节水平后，用细线连接滑块和槽码，细线跨过定滑轮，调节定滑轮的高度，使牵引滑块

的细线与气垫导轨平行。在光电门1右侧适当位置由静止释放滑块，滑块经过光电门2时槽码未着地，

数字毫秒计记录下滑块先后通过光电门1、2时的遮光时间为△。和加2。若要验证槽码和滑块系统的机

械能守恒，还需测量的物理量有—,该物理量用x表示。若表达式—在误差范围内成立（用题目所

给出的物理符号表示），则该系统的机械能守恒定律得到验证。

⑷利用图1实验装置还可验证该系统在上述运动过程动量定理是否成立，在上述（3）中实验过程中,

若同时测得滑块经过光电门1、2的时间间隔为f,如果表达式—在误差范围内成立（用题目所给出

的物理符号表示），则可验证该系统的动量定理成立。

32.（2025•云南贵州•二模）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，铁架台上端固定有电磁释放

装置A（断开开关，可使小球从静止开始自由下落），下端安装有与数字计时器相连的光电门B。实验

过程如下:

甲乙

（1）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径d=mm。

（2）调节光电门位置，使小球从电磁释放装置处释放后能自由通过光电门。

（3）用刻度尺测量出小球释放位置到光电门的高度M释放小球，并记录小球通过光电门的遮光时间X。

己知小球的质量为加，则小球从释放位置运动到光电门的过程中，增加的动能为（用机、d、N

表示）。

（4）改变光电门的高度心多次实验得出相应的实验数据，根据数据作出介-[£[图像，如果小球下

落过程中机械能守恒,则该图像应是一条直线,且该直线的斜率应为（用d和重力加速度g表示）。

考点06验证动量守恒定律

33.（2025•黑龙江•二模）某兴趣小组的同学，采用如图所示装置验证动量守恒。实验时他们先让质量为叫

的小球1从斜轨道上滚下，并从斜面最高点水平抛出，记下斜面上的落点。然后放上小球叫，再让小

球1从斜轨道上相同高度处滚下，并在最低点与质量为7%的小球2碰撞，碰后球2和球1均从斜面最

高点水平抛出，并落到斜面上，多次实验，记下相应的平均落点。通过测量物体在斜面上的抛程％（1

球碰前）、Lt（1球碰后），L2（2球碰后），就可验证两球碰撞过程中动量是否守恒。回答下列问题：

（1）为保证小球碰后均能水平抛出，两球质量需满足，斜槽末端需满足。

⑵若两球碰撞过程中动量守恒，则需满足在实验允许的误差范围内有（用/、7%、%、%、L2

表示）。

⑶若两球碰撞为弹性碰撞，则还需满足在实验允许的误差范围内有（用/、心、4、乙、%表

示）。

34.（2025•河南开封•二模）用如图实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:

①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平（如图a）；

②让质量为外的入射球多次从斜槽上A位置静止释放，记录其平均落地点位置；

③把质量为%的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上A位置静止释放，与被碰球相碰，并多

次重复，记录两小球的平均落地点位置；

④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点。，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置〃、P,N与O

的距离分别为毛、%、分析数据:

（1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取进行实验（填字母代号）；

A.直径4=2cm,质量叫=12g

B.直径4=2cm,质量牝=24g

C.直径d?=3cm,质量，%=24g

（2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法

确定小球的落点，图（b）中画的三个圆最合理的是

图(b)

⑶若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为o（均用题中所给物理量的符号表示）

⑷完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图（c）所示，图中圆弧的圆心在斜槽末端。

使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤①和②的操作，得到两球落在圆弧上的平均位置

为M，、P'、N'o测得斜槽末端与M，、P'、V三点的连线与竖直方向的夹角分别为内、%、%，则

验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为（用所测物理量的字母表示）。

35.（2025•福建•二模）某实验小组的同学用如图所示的装置做"验证碰撞过程中的动量守恒"实验。曲面轨

道与水平桌面平滑连接于。点，小物块A从曲面轨道上的某一点由静止释放，测得小物块A在水平桌

面上滑行的距离为回。将另一个材质相同、质量不同的小物块B放置在。点，再次将小物块A从曲面

轨道上由静止释放，最终小物块A、B在水平桌面上滑行的距离分别为由、X2。

（1）下列操作或要求必需的是（）

A.小物块A两次释放的位置相同

B.曲面轨道必须是光滑的

C.测量小物块A、B的质量mA.mB

D.小物块A、B的质量满足

（2）若该同学验证了动量守恒后，当X0、尤/、X2满足时（仅用X0、XI、X2表示），可以认为小物块A、

B发生的是弹性碰撞；

⑶某次实验时选择两个质量相等的小物块A、C进行实验，A由静止释放的位置不变，在。点碰撞后它

们粘在一起在水平桌面上滑行，滑行的距离为尤3。若小物块A、C碰撞的过程中动量守恒，则关系式—

成立（用X0、XI、X2、尤3中合适的物理量表示）。

36.（2025•山西晋中•二模）实验小组要验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒。方案设计如图1所示，固定

在水平面上的长木板左侧带有挡板，挡板固定一个轻质弹簧，在长木板上弹簧原长。处依次并排放置

质量分别为㈣、牝底面粗糙程度相同的铁块A、B（此时弹簧无压缩）。

AB

图1

A