力学实验-备考2025年高考物理题型突破练（学生版）

实验精练01力学实验-备考2025年高考物理题型突破讲练

一'测量速度的工具'方法

L（2024高二上•黄浦开学考）在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心。能正确地

表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的选项是（）

2.（2021高一上.黄石月考）关于电磁式打点计时器的工作原理，下列说法不正确的是（）

个久磁匕接电源

A.电磁式打点计时器使用交流电源，工作电压约为8V

B.当线圈通电时，线圈产生的磁场使振片磁化

C.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上

下振动，其振动周期是线圈中的电流变化周期的一半

D.振动片的一端装有振针，当纸带从针尖下通过时，便通过复写纸盘在纸带上打下一系列点，

以此来记录时间和位置变化

3.（高中物理人教版必修1第一章第4节实验：用打点计时器测速度同步练习）打点计时器是中学研究

物体运动时常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种。关于电磁打点计时器

和电火花计时器，下列说法中正确的是（）

A.电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源

B.它们都是使用10V以下的交流电源

C.使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源

D.电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小

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4.（2023高一上•怀化期末）关于利用打点计时器研究匀变速度直线运动的规律的实验，下列说法中

正确的是（）

打点计时器

U

钩码

A.安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面

B.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

C.细线必须与长木板平行

D.使用电火花打点计时器比电磁打点计时器时，由于纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差

也较小

5.（2019高一上•阳谷月考）某同学做“用打点计时器测速度”的实验，下列说法正确的是（）

A.电磁打点计时器使用的是4-6V交流电源

B.当电源频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点

C.如果纸带上打出的点迹不均匀，则点迹密集的地方表示速度较大

D.利用打出的一条纸带画出的速度图像如图所示，由图像可看出物体做匀速直线运动

6.（打点计时器的使用++++++++240）关于打点计时器，下列说法正确的是（）

A.电磁打点计时器所使用的电压为220V的交流电；

B.电火花打点计时器所使用的电压为220V的交流电；

C.当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点.

D.电磁打点计时器的阻力小一些

E.先启动打点计时器再释放小车

F.测量两个计数点间的距离时，应该用带有毫米刻度尺一段一段的测量

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二、测定重力加速度的几种常见方案

7.（2024高一上•赣州期末）如图小张同学拿着一把长50cm的直尺测量小智同学的反应时间，小智把

手放在0刻度线处准备抓尺，小张松手后，小智迅速抓住直尺，其抓住直尺位置的刻度值约为

5cm,重力加速度g取lOm/s?。下列说法正确的是（）

A.小智同学的反应时间约为0.1s

B.小智同学的反应时间约为0.2s

C.小智同学抓住直尺前瞬间，直尺的速度约为2m/s

D.如果把直尺上的长度刻度直接标注为反应时间刻度，则该时间刻度是均匀的

8.（2024高一上•浙江期中）某同学利用频闪摄影探究自由落体运动，如图所示是小球自由下落时的

频闪照片示意图，频闪仪每隔0.04s闪光一次。若通过照片测量小球自由下落时的加速度，下列方法

不可行的是（）

0•A

0.8——•B

3.2—•C

7.1一•D

12.5一•E

19.6一•F

A.利用△X=。产，代入数据求小球的加速度

B.计算B、C、0、E各点速度，做u—t图像求图线斜率

C.计算B、C、0、E各点速度，做图像八求图线斜率

D.计算B、C、D、E各点速度，做;序—八图像求图线斜率

9.（2024高二上•跳北期末）某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如

下：

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,电磁铁

小铁球

1cm2

光电门U所S

/////Z/////////////////////7%W//0510

甲乙

①将电磁铁、小铁球、光电门调节在同一竖直线上；

②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t,并用刻度

尺测量出小铁球下落前球的底部和光电门的距离h；

③用游标卡尺测小球的直径d,如图乙所示。

（1）则d=mm,当地的重力加速度为（用题中给出的字母表示）；

（2）其中有几个小组同学测量g值比当地的重力加速度偏大，通过反思后提出了四种原因，你认

为哪些项是合理的。

A.小球下落时受到了空气阻力

B.切断电源后由于电磁铁的剩磁，小球下落后仍受到电磁铁的引力

C.误把h当做小球下落的高度

D.将电磁铁、小铁球光电门调节在同一竖直线上不准确，在小球通过光电门时球心偏离细光束

10.（浙江省江山市滨江高级中学2024-2025学年高二上学期期末物理试卷）某智能手机中有“手机物理

工坊app”软件，其中的“磁传感器”功能能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感

器”记录下的磁感应强度越大。现用手机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲

所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：

①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。

②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。

③运行“手机物理工坊app”软件，点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化。

④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。

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根据以上实验过程，回答下列问题：

（1）图乙中的a、b分别记录了两次实验中磁感应强度的变化情况，a图测得连续N个磁感应强度

最大值之间的总时间为3则单摆周期T的测量值为ob图中手机记录下的磁感应强度几乎

不变，可能的操作原因是o

图表绝对值多方向简明值帮助图表绝对值多方向简明值帮助1

_精确度高精确度高

出绝时值同绝对值

AL.UAUnUn1i1।OUU

迪400

耙200s/wwvvwvxAAA/VWVVV

aa0.0020.040.0E（）.0020.040.0

时间(S)时间（s）

绝对值359.70绝对值黑券

微特斯拉微特斯拉

乙

（2）实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了伊—力图线，图线的斜率为k,在纵轴

上的截距为c,由此得到当地重力加速度g=，小球的半径R=0

11.（2024高一上,凉州期末）下图是某位同学利用如图甲所示的实验装置做“探究小车速度与时间关

系”的实验。

（1）有关该实验的操作，以下说法正确的是（）

A.打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端

B.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置

C.电磁打点计时器应该接在低压直流电源上

D.应先接通电源，待打点稳定后再释放小车

（2）在学习自由落体运动时，该同学还想通过实验室已有的器材去研究当地的重力加速度。图乙

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是他研究自由落体运动时，通过实验得到的一条纸带，图中纸带是他连续取的7个计时点为计数

点。

已知：电源的频率为50Hz,利用刻度尺测得久1=3.90cm,久2=4.30cm,肛=4.61cm,x4=5.03cm,

%5=5.40cm,久6=5.87cm。

图乙

根据图乙可知，所选纸带第3个点时重锤的速度为m/s,当地的重力加速度为

m/s20（计算结果均保留三位有效数字）你认为实验过程中可能存在的误差

有O

12.（2024高三上,温州模拟）（1）在下列实验中，需要用到打点计时器的有o

A.用单摆测量重力加速度的大小

B.探究加速度与力、质量的关系

C.探究两个互成角度的力的合成规律

D.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

（2）某实验小组利用光电门和镂空钢尺来探究钢尺速度随时间的变化规律。在钢尺中间裁出6个

形状相同的长方形空隙，空隙间形成了一系列“同尺寸、等间距”的遮光条，相邻两遮光条中心线之

①用螺旋测微器测量某遮光条上下两边之间的宽度如图1,则遮光条的宽度为mm.

②在光电门上方悬挂钢尺如图2,由静止释放钢尺，光电门记录遮光条挡光时间At,结合遮光条宽

度可计算出遮光条通过光电门的平均速度v（可视为遮光条到达光电门时的瞬时速度）。如下表所示,

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求序号3对应的速度大小约为m/So（计算结果保留3位有效数字）

序号123456

挡光时间

6.674.463.573.092.772.52

ms

速度

0.751.121.621.811.98

v/(m•s-1)

③已知钢尺速度为V时，下落距离为h。若以2h为横坐标，序为纵坐标，绘制仗―2八图像，其斜

率可能为_________

C.19.24m/s2

（3）该实验小组利用镂空钢尺继续探究钢尺的加速度与受力关系。如图3所示，可利用光电门的

测量数据求得钢尺的加速度，利用钢尺的重力和力传感器的读数求得钢尺的合外力（不计滑轮的阻

力和质量），通过在小车上加配重改变钢尺运动的加速度，多次测量加速度与合外力。实验操作前,

（选填“必须”或“不必”）垫高轨道以补偿阻力;（选填“必须”或“不必”）满足钢尺质量远

小于小车、传感器和配重的总质量。

13.（2024高二上•湖北期中）某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接

拉力传感器，固定在天花板上，将球拉开一个很小的角度静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程

中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。

（1）用游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为mm；

（2）现求得该单摆的摆长为L,则当地的重力加速度为（用题中的字母表示，包

括图乙中）;

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（3）若科学探险队员在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别作了实验。在山脚处，他作出了单

摆仔—力图像为如图丁中直线勒当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验，则利用山顶

实验数据作出的图线可能是图丁中的直线o

三、常见题型分析题型1力学基本仪器的使用与读数

14.（2020高一上•百色期末）关于有效数字和误差，下列说法正确的是（）

A.0.082cm有三位有效数字

B.0.92cm与0.920cm含义是一样的

C.多测几次求平均值可减小系统误差

D.测出物体长为123.6cm,采用测量工具的最小刻度是1厘米

15.（2022高一下.盐城期末）某同学用游标卡尺测量导体的长度，读数如图所示，则该导体的长度是

（）

IIIIIIIIIII

0游标尺10

A.2.33cmB.2.37cmC.2.30cmD.3.10cm

16.（2021高二上•三明期中）有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱

体两端的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器

和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。流经圆柱体的电流为/,圆柱体两端的电压为U,圆柱体的

直径和长度分别用D、L表示，贝U（）

456cm

|iiiipiiipiii|iiii|

01020

乙

A.圆柱体的直径为1.843mmB.圆柱体的直径为1.532mm

该合金的电阻率为包

C.圆柱体的长度为4.240cmD.I

4UIL

17.（2024高二上•广西壮族自治区期中）某学习小组打算测量一根待测金属丝匕的阻值，实验室仅提

供有以下器材:

A.待测金属丝氏；

B.电源E,电动势约4.5U,内阻r忽略不计;

C.电流表4内阻约2Q；

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D.电压表，，内阻约20k。

E.滑动变阻器R：阻值0〜10。；

F.开关S、导线若干。

(1)正确操作用游标卡尺和螺旋测微器测得金属丝的长度和直径如图甲、乙所示，则长度L=

cm,直径d=mmo

567(cm)

山1州出卅1卅卅川严-|IIII三2

010•202____=-io

甲乙

(2)初步测量时电流表和电压表的示数如图丙、丁所示，为提高测量准确性，应当采用以下电路

图中的(填字母代号)为本次实验电路。但用此电路测量的结果仍会比真实值偏

(选填“大”或“小

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D.

（3）若实验所用的电流表内阻心的准确值已知，则该小组的测量电路应更换为（2）中的

（选填字母代号）。若此时读得电流为/、电压为U,则金属丝的电阻率表达式为p=

（用前面所给的物理量符号来表示，不用代入数值）。

四、常见题型分析题型2纸带类实验综合

18.（2024高一上•广州月考）如图所示的A、B、C三条纸带，是某同学练习使用打点计时器时得到

的纸带（纸带的左端连接小车）。

（1）从点痕的分布情况可以断定：纸带是匀速通过打点计时器的，纸带是越

走越快的，纸带是开始越走越快，后来又越走越慢的。

（2）图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0开始，每5个连续点取1个计数点，标以1,2,

3,4,5,…，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为s»各计数点之间的距离如图中所

示，则小车通过"1"计数点的速度也=m/s,通过“3"计数点的速度%=m/So

19.（2024高一上,禅城期中）小天同学感到早上跑完步之后的肌肉有些酸痛，基米同学贴心地递给他

一把“筋膜枪”。“筋膜枪”的周期性振动使小天同学联想到打点计时器振针也有同样的特点，于是他

利用“筋膜枪”设计如下实验来测出当地的重力加速度。如图（a）所示将带限位孔的塑料底板固定

在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动

下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清

晰的纸带并舍去密集点迹，完成下列实验内容：

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（2）操作

A.先按下筋膜枪电源开关，再释放纸带

B.先释放纸带，再按下筋膜枪电源开关

（3）查看说明书得“枪头”的冲击频率为40Hz,贝IJ“枪头”的周期为s

（4）A点对应的速度为m/s,当地的重力加速度为m/s2（计算结果均保留3

位有效数字）

（5）该次实验产生误差最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动。该原因导致加速度的

测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于"）。经过几个小时的努力，小天和基米攻克了

一个又一个难题。虽然过程中充满了艰辛和挑战，但当他们看到答案相视而笑的那一刻，所有的疲

惫都烟消云散了。

20.（2024高一下•成都月考）某实验小组利用图甲所示装置测量角速度等物理量，实验过程如下：

纸带

i.按照图甲安装实验装置；

ii.将纸带沿着圆盘缠绕一圈，用笔做好记号，将这一圈纸带取下来，沿着米尺展开，测得其长度

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为78.50an；

iii.让纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带上端用双面胶粘在圆盘上，下端连接一钩码。调节圆盘

和打点计时器的相对位置，使圆盘所在的竖直面与打点计时器限位孔所在的竖直面垂直，保证纸带

竖直悬挂；

iv.转动圆盘，让部分纸带缠绕在圆盘上。接通电源，释放纸带，钩码通过纸带带动圆盘顺时针转

动。实验得到的一段纸带如图乙所示，纸带上相邻计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器

打点的周期为0.02s,兀取3.14。以下计算结果均保留3位有效数字。

15d2

13o&2o

刍位

4.OO6..603.一

、J

乙

(1)在打出AB段纸带的时间内，钩码平均速度大小是m/s；

(2)在打出C点时，钩码速度大小是m/s,圆盘转动的角速度大小是

rad/s；

(3)在打出AF段纸带的时间内，关于圆盘转动的角速度大小随时间的变化关系，下列可能正确

的是。

21.(2024高三上•天河模拟)某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示，该油

漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为D=20cm的纸带环安放在水平转台

上，纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时，向侧面同样开

有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的

内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度V。(孙〉半)重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、

c、d,将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示。

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标志线侧面开有

器滴痕迹狭缝8的纸盒子

（1）图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是点；

（2）已知转台转动的角速度3=8rad/s,如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的

最大值为m/s（保留三位有效数字）。

22.（2024高一上•潮阳月考）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接

通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的点。

tr

（1）本实验采用电火花计时器，所接电源电压应为V的频率为50Hz的交流电。

（2）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有o（填入正确选项前的字母）

A.天平B.秒表C.刻度尺

（3）取下纸带，取其中的一段标出计数点如图所示，测出相邻计数点间的距离分别为/=

2.60cm,%2=4.14cm,久3=5.69cm,工4=7.22cm,=8.75cm,久6=10.29cm,已知打点计时器的打

点间隔T=0.02s,则重物运动的加速度计算表达式为a=,代入数

据,可得加速度a=m/S2o（计算结果保留三位有效数字）

五、常见题型分析题型3力学创新实

23.（2022高二下•南阳期末）小明同学利用力传感器做测定重力加速度的创新实验，请回答下列问

题:

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（1）按照图甲所示的装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度H

用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径d=mm。

（2）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。则当地的重力加速

度可表示为g=（用题目中的物理量d、b、如表示）。

（3）在实验中测得的g值偏小，可能的原因是。

A.以摆线长作为摆长来计算

B.以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算

C.测摆线长时摆线拉得过紧

D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了

24.（2022高一下•湖南期中）校园课后服务活动中，某物理兴趣小组开展了对平抛运动规律的创新性

探究，设计了如图所示的实验：将小钢球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动。两束光分别沿着与

坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴光屏上留下了小钢球的两个影影子。回答下列问题：

（1）影子1做运动，影子2做运动。

（2）如若在O点放一点光源S,同时在x轴上某位置固定上一平行于y轴且与xOy平面垂直的

足够大光屏，则当小钢球自O点平抛后在空中下落的过程中在光屏上的影子做运动。

（3）如图甲是研究小钢球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小钢球从弧型轨道同一位置静止

释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角。，获得不同的水平射程x,最后作出了如图乙所示的

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汽-tan。图像，取g=10m/s2。则由图乙可知，小钢球在斜面顶端水平抛出时的初速度%=

m/so（保留一位小数）

01.0tan。

乙

25.（2022•广东模拟）小华同学设计如图甲的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”创新实验。

实验操作步骤如下：

光电门

£长木板

细线、

1020

乙

（i）挂上托盘和适量祛码，改变长木板的倾角，让带遮光片的小车沿长木板匀速下滑。

（ii）取下祛码盘和祛码，读出祛码的质量为m,小车和遮光片的总质量为M。让小车从靠近滑

轮处沿长木板下滑，测出加速度a。

（iii）改变祛码质量和木板倾角，多次测量，作出a—mg图，得出a—mg的关系。（g为重力加速

（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d,游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为cm；

（2）在步骤（i）调节长木板倾角，让小车匀速下滑时，发现通过光电门A的时间大于通过光电

门B的时间，应（选填“增大”、“减小”）长木板倾角。

（3）该实验方案（选填“需要”、“不需要”）满足

（4）在图丙A、B、C、D四幅图中，与该实验操作对应的a—mg图应为。

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26.（2023高三上•呼和浩特期末）在“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下:

A.水平放置木板，四个图钉固定一张白纸，橡皮筋一端固定，另一端连两条细绳，通过细绳同

时用二个弹簧测力计互成角度拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳结点到达某一位置O；

B.记录。点位置，记录二个弹簧测力计读数Fi和F2；

C.白纸上画力的比例尺，按比例画出二个力的图示，由平行四边形定则画出理论合力F；

D.只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋拉成同样长度，记录弹簧测力计的读数F,F，记录

细绳方向，按上面比例尺画出实际上的合力；

E.比较F和尸’的大小方向，验证定则，改变拉力大小方向，重复上面步骤，得出正确结论，并分

析总结，尝试创新改进。

（1）上面步骤，共有二个步骤有漏洞，分别是和（选填字母）。补充内容为一

和;

（2）Fi和尸2的图示如果画在坐标纸上，如图所示。坐标纸上每格边长表示1N,则%的大小为—

N,合力大小为N,方向与鼻夹角为；

（3）本实验采用的科学方法是

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法

27.（2022高一下•桂林期末）某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进,

获得了老师的肯定。他们的实验装置如图所示，实验步骤如下：

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①安装好器材，将斜槽轨道的末端调整水平；

②在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近；

③使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹A；

④将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木

板上并在白纸上留下痕迹B；

⑤将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，在白纸上留

下痕迹C；

⑥测出A、B间的距离乃，B、C间的距离为。

已知当地重力加速度为g,则关于这个实验，回答下列问题：

（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的

是;

（2）每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的

是;

（3）小球做平抛运动的初速度为=（用X、为、当、g表示）。

六、破鼎提升

28.（2021高一下•广东期中）在学完了《平抛运动》后，求真班某研究小组设计了一种“用一把尺子

测定动摩擦因数”的创新实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端

与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静

止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M

与P间的水平距离X1;

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最

高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P'点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P，间的

水平距离X2o

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(l)在第一次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为o(用实验中所测物理量的

符号表示，已知重力加速度为g)。

(2)通过上述测量和所学的牛顿运动定律的应用，该研究小组可求出滑块与桌面间的动摩擦因数

N的表达式为O

(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=15cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动

摩擦因数日=。(结果用分数表示)

29.(2024高二下•衡阳期末)某物理兴趣小组利用如图所示的装置“探究动量守恒定律”，AB是倾角

大小可以调节的长木板，BC是气垫导轨(气垫导轨可看成光滑轨道)，忽略小球通过B点时的速度

(1)将质量为m、直径为di的小球a从长木板上的位置Oi由静止释放，小球a通过光电门1、2的

挡光时间分别为AL与加2,当时，表明气垫导轨已调至水平位置。

(2)将质量为3m、直径为d2的小球b静置于气垫导轨上的位置O2,使小球a从长木板上的位置Oi

由静止释放，小球a先后通过光电门的挡光时间分别为加3与加右小球b通过光电门的挡光时间为

Atso

①若小球a、b碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为；

②若小球a、b发生的是弹性碰撞，则急=；

(3)若小球a、b发生的是弹性碰撞，该小组成员设想，如果保持小球a的直径di不变，逐渐增大

小球a的质量，则碰撞之前小球a的挡光时间加6与碰撞之后小球b的挡光时间At7的比值争逐渐趋

ZJLy

近于;

(4)关于本实验的误差，该小组成员有不同的观点，其中正确的是0

A.保持长木板倾角一定，将小球a的释放点适当上移，可减小误差

18/27

B.保持小球a的释放点不变，将长木板的倾角适当增大，可减小误差

C.同等实验条件下，将倾斜长木板换为更光滑的玻璃板，可减小误差

D.以上说法都不正确

30.（2024高考・吉林模拟）某实验小组设计如图Q）所示的装置来探究加速度与力和质量的关系.通

过改变小托盘和祛码总质量来改变小车受到的合外力，通过加减钩码来改变小车的总质量.

图(O)

（1）在本实验中采用的科学方法是（填正确答案标号）.

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.实验推理法

（2）实验中为使小托盘和祛码的总重力近似等于小车所受拉力，则小托盘和祛码的总质量加与小

车和钩码的总质量M应该满足的关系为.

（3）如图（b）所示为本实验中得到的一条清晰纸带，已知实验中使用的打点计时器打点频率为

50Hz,则这个加速度大小a=.

（4）保持小车及车里钩码的总质量不变，改变小托盘和祛码的总质量，经过6次实验，获得了6

组对应的数据，在坐标纸上描点、画线，得到如图（c）所示的图线.发现图线不过原点，经排查发

现：并非人为的偶然误差所致，那么你认为出现这种结果的原因可能是

.根据图线计算出小车和钩码的总质量为.

（5）实验小组保持小托盘和祛码总质量不变，改变小车里钩码的质量，重复操作把实验得到的几

组数据画成如图（d）所示的图象，为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系，应该建议他改画成

a和的关系图象.

31.（2023高一下•长春期末）（1）利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制的

小铁球从4点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门3时，毫秒计时器（图中未画出）记录下小

铁球的挡光时间人实验前调整光电门位置，使小铁球下落过程中，小铁球球心经过细激光束并通过

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光电门，当地重力加速度为g。实验中可测得/点距3点的高度差为打，小铁球的直径为小贝IJ：

电磁铁

V回B

)||

①小铁球通过光电门时的瞬时速度U;

②要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式是否成立即可（用实

验中测得物理量的符号表示）。

（2）某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止

开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次再把同样大小的6球放在斜槽轨道末端水

平段的最右端静止，让。球仍从原固定点由静止开始滚下，和△球相碰后两球分别落在记录纸的不

同位置处，重复10次。最终“、B、C确定为三个落点的平均位置，已知两小球的质量血。＞加6。

①本实验必须测量的物理量有以下哪些;

A.斜槽轨道末端到水平地面的高度〃

B.小球。、△的质量分别为加。、7仍

C.小球a、6在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间

D.记录纸上。点到/、B、C各点的距离04、OB、OC

E.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

②按照本实验方法，验证动量守恒定律的表达式是

32.（2023高二下•丰台期末）

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光电门2光电门1

（1）某小组利用如图1所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块

4、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块4、B（包含挡光条）质量分别为血1、巾2。

①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通

过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端（选填“升高”或“降低”）一些。

②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下4使其经过光电门1后与B发生碰

撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为ti，光电门2记录的挡光时间依次为

上、t3o若已知挡光条的宽度为d,则滑块4通过光电门1时的速度大小为%=o为减小实

验误差，应选择宽度（选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若血八血2、以、以、立满足关系

式,则可验证动量守恒定律。

（2）某同学想用如图2所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相

比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生

碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量

守恒定律的表达式o

七、直击高考

33.（2023•上海）如图所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程中

可近似认为钩码收受到的总重力等于小车所受的拉力。先测出钩码所受的力为G,之后改变绳端的

钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间At。

（1）实验中测出小车质量m车

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A.必须B.不必

（2）为完成实验还需要测量①；②

（3）实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因

是。

（4）若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度山，与不平行是

加速度a2相比，aia2„（选填“大于”、“小于”或“等于”）

34.（2023・辽宁）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明和m2（mi>m2）。将硬币甲放置在斜面

上某一位置，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So、Si、S2»

（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山

重力加速度为g）；

（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则竺EL（用明和m2表示），然后通过测得的

国

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最变化量大小的

比值不是1,写出一条产生这种误差可能的原因。

35.（2022・辽宁）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

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Ato

（填“天平”或“刻度尺”）;

（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为4.50cm，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

4t/(x10-3s)73.0438.6730.00

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v3=

m/s（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At2，则重力加速度g=

（用d、2k1、At2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：O

36.（2022•浙江）

（1）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0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）。

A.换成质量更小的车B.调整长木板的倾斜程度

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C.把钩码更换成祛码盘和祛码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（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

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。

37.（2022•山东）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；

加速度传感器

」力传感器口

滑块气垫导轨

6通气源

।।।।।।।।।।।।।।I\\

A7\

图甲

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

24/27

所示。

图丙

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧