2026年高考物理二轮复习（北京）专题16 力学实验（专题专练）（原卷版）

专题16力学实验

目录

第一部分风向速递洞察考向，感知前沿

第二部分分层突破固本培优，精准提分

A组·保分基础练

题型01纸带类和光电门类实验

题型02弹簧类和橡皮条类实验

题型03力学其他实验

题型04力学创新类实验

B组·抢分能力练

第三部分真题验证对标高考，感悟考法

1．（2025·北京育才学校·期中）(1)在“探究速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交

流电的频率是50Hz，记录小车运动的纸带如图所示。在纸带上选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，

相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离如图所示。小车在B点的速度vB＝m/s；

小车运动的加速度a＝m/s2。（保留两位有效数字）

(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连

接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。在做“验证动量

、

守恒定律”的实验时，用天平测量两个小球的质量m1m2

若所测物理量满足表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。

①若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为。

(②3)如图所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。该实验没有考虑各种阻力的影

响，这属于本实验的误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当

是EpEk（选填“大于”“等于”或“小于”）。

2．（2025·北京朝阳·期中）(1)用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。下列说法正确的是

__________。（填选项前的字母）

A．实验前调节装置使斜槽末端水平

B．小球a和小球b的半径可以不相等

C．小球a的质量小于小球b的质量

D．用最小的圆将小球b多次落点圈在里面，圆心为小球b的平均落点位置

(2)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，下列操作有利于减小实验误差的是________。（填

选项前的字母）

A．将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计进行实验

B．拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，且尽量长些

C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与纸面平行

D．画力的图示时应选定合适的标度，使力的图示适当大些

(3)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，图乙是纸带上打出的一系列计时点（打点频率为50Hz），

根据图中数据推断小车做匀加速运动的依据是，小车的加速度大小为

m/s2（保留两位有效数字）。

(4)用图丙（a）装置探究加速度与力的关系。小车（含发射器）的质量为200g。小车的加速度a可由计

算机所描绘的位移x随时间t变化的图像得到，图丙（b）对应的小车加速度大小为m/s2（保留

2位有效数字）。多次改变钩码质量m，测量小车对应的加速度a，获得图丙（c）的am图像，图线不过

原点的原因可能是。（填选项前的字母）

A．未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

B．平衡摩擦力时轨道倾角太大

C．钩码质量未远小于小车（含发射器）质量

3．（2025·北京市海淀区·期中）用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)关于本实验，下列做法正确的是______。（选填选项前的字母）

A．打点计时器接在交流电源上

B．实验时先释放小车再接通电源

C．细线可以与木板不平行

(2)实验中打出的一条纸带如图所示，A、B、C为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔

为T，则小车的加速度a。

(3)在不挂托盘的情况下，某同学平衡摩擦力和其他阻力后进行实验，实验中保持小车质量不变，通过

改变放入托盘中的砝码的个数（每个砝码的质量均相同），得到小车的加速度a随砝码个数n变化的关系图

线，图中可能正确的是______。

A．B．

C．D．

4．（2025·北京四中·期中）小贾同学探究平抛运动的规律。如图甲所示，在地面上平铺一个带

有插槽的木板，其上等间隔地分布着平行的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3等插槽，其中P0P0在重垂线的正下方。

将覆盖复写纸的方格纸铺在硬纸板B上，将B板竖直插入槽中，使小球从斜轨上滚下，小球在与B板碰撞，

即可获取一个点迹。图乙中a、b、c、d分别对应某次实验中B板在P0P0、P1P1、P2P2、P3P3时获得的点迹，

根据这些点迹对平抛运动进行研究。

(1)关于本次实验，下列说法正确的是________。

A．斜轨应尽量光滑，以减小实验误差

B．斜轨末端必须保持水平

C．小球必须从斜轨上同一位置由静止释放

(2)图乙中每个小方格边长为L，当地重力加速度大小为g，相邻插槽间距为d，则小球平抛的初速度v0

（用d、g、L表示）。

5．（2025·北京朝阳·期中）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度

大小为g。

(1)下列实验步骤正确的操作顺序为__________。（填步骤前的字母）

A．先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带

B．将纸带穿过打点计时器的限位孔，下端固定在重物上，用手捏住纸带上端保持静止

C．在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据

D．关闭电源，取下纸带

(2)实验中选出一条纸带如图乙所示。O点为下落起始点，选取三个连续打出的点A、B、C，测得它

们到O点的距离分别为hA、hB、hC。打点计时器打点的周期为T。若该同学想验证从打O点到打B点的过

程中重物的机械能守恒，请结合图中物理量写出他需要验证的等式为。

(3)如图丙所示，某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律。她先用游标卡尺测量挡光片宽度d

mm（如图丁）；由固定的初始位置由静止释放滑块，测出该位置挡光片到光电门的距离l1、挡光片通过光

电门时的挡光时间t1、滑块和挡光片的总质量M以及托盘和砝码的总质量m。此后不断改变光电门的位置，

11

依次获得多组数据l、l以及对应的t、t以距离l为纵轴、为横轴建立直角坐标系，描绘l图像。

2323t2t2

从理论上分析，若该图像是一条过原点的直线，且斜率大小为（用题中字母表示），则可验证

机械能守恒定律。

(4)为减小（3）问中的实验误差，需要调节调平旋钮确保气垫导轨水平，判断已经调平的依据

是。

01纸带类和光电门类实验

1．（2025·北京清华附中·月考）如图所示装置可测出气垫导轨上滑块的速度。已知固定在滑块上的遮光条

的宽度为0.60cm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.030s，则遮光条经过光电门的平均速度大小为

m/s.（计算结果保留2位有效数字）

2．（2025·北京一零一中学·月考）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。

(1)某同学利用图1装置“探究小车速度随时间变化的规律”。图2为实验所得的一条纸带，选其中一个

合适的点当作计时起点O，每隔4个点选取一个计数点，测得各计数点A、B、C、D、E、F到O点间的距

离分别为：OA=7.05cm，OB=14.73cm，OC=23.04cm，OD=31.99cm，OE=41.58cm，OF=51.78cm。已知交变

电流的频率为50Hz。根据纸带数据计算小车运动的加速度a=m/s2（结果均保留两位有效数字）

(2)适当调整图1装置，该同学想进一步“探究小车加速度与力的关系”。则下列调整和分析正确的是

（）

A．在平衡小车所受的摩擦力时，小车的左端需要悬挂细绳和钩码

B．为使小车所受拉力与钩码重力近似相等，钩码质量要远小于小车质量

C．认为小车所受拉力等于钩码重力，由此带来的误差属于系统误差

D．当打点计时器工作的实际电压略低于额定电压时，利用纸带求得的加速度将偏小

(3)在正确完成（2）中操作后，该同学继续用此装置“探究钩码重力所做的功W和小车速度平方的变化

2222

量v（vv1v0）间的关系”，则从理论上分析，下列图像正确的是（）

A．B．C．

3．（2025·北京十一学校·月考）某实验小组利用图所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。

(1)为了让细线对小车的拉力等于小车所受的合外力。需要用垫块将长木板无滑轮的一端垫高来平衡摩

擦力。具体操作是：把长木板垫高后，小车放在长木板上，在不挂砂桶且计时器打点的情况下，轻推一下

小车，若，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

(2)通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。如图是某次实验所打出的一条纸带，在

纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使

用的交流电源频率f=50Hz。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=m/s（2保留3位有效数字）。

(3)若始终保持长木板水平，取砂桶和砂的总重力为F。根据测得的数据作出小车的加速度a随F变化

的图线，如图所示。由图中的数据可知小车所受的阻力大小为N，小车的质量为kg。

(4)观察图可以发现，图线发生了“弯曲”。若实验平衡了摩擦力，再次作出小车的加速度a随F变化的

图线（未画出），图线依然会“弯曲”。经过思考后可知，图线“弯曲”的原因在于实验中认为细线对小车的拉

FF直

力F直等于砂桶和砂的总重力F，而实际上F直与F并不相等。现考虑已平衡摩擦力的实验，将100%

F直

记为相对误差δ，设砂桶和砂的总质量为m，小车的质量为M，则相对误差δ与m/M的关系应为。

4．（2025·北京人大附中·统练）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)用图的实验装置，在实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在此过程中，下列说法正确的是

A．小车后面不能拖纸带

B．系在小车的细绳上不能悬挂小桶

C．打点计时器必须接通电源

(2)在上图所示装置中，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有

4个点迹没有标出，所用交流电源的频率为50Hz。通过测量，小车此次运动的加速度的测量值a=

m/s2。（计算结果保留2位有效数字）

(3)若采用传感器测量数据进行实验，装置如图所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输

方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，钩码的总质量用m表示，小车（含车内钩码）和

力传感器的总质量用M表示。

该实验中，在保持M一定的前提下，

A①．需要满足m远小于M，且需要平衡摩擦力

B．需要满足m远小于M，不需要平衡摩擦力

C．不需要满足m远小于M，但需要平衡摩擦力

D．不需要满足m远小于M，也不需要平衡摩擦力

若一位同学在上面的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得

多组力②F及对应的加速度①a，作出a-F图像，最有可能的a-F图像是。

A．B．

C．D．

5．（2025·北京石景山·一模）如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

(1)除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_______。

A．秒表

B．天平（含砝码）

C．弹簧测力计

D．刻度尺

(2)平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点

计时器，（选填“挂”或“不挂”）盘和砝码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一

定初速度沿木板向下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做运动。

(3)甲同学利用vt图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应

的速度，并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。请在图乙坐标系中作出小车运动的vt图

像，并利用图像求出小车此次运动的加速度a=m/s2（保留两位有效数字）。

(4)乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的a-F图像如图丙所示。

发现图线不过原点，原因可能是。

A①．木板一端垫得过高

B．木板一端垫得过低

C．盘和砝码的总质量太大

D．盘和砝码的总质量太小

发现图线发生了弯曲。经过思考认为，图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力F等于盘

②mgF

和砝码的总重力mg，而实际上F与mg并不相等。将100%记为相对误差δ，若小车质量为M，则相

F

m

对误差δ与的关系图线应为。

M

6．（2025·北京东城·期末）图1是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。

(1)在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持（选填“小车质量”或“槽码质量”）不变。

(2)该实验过程中操作正确的是______。

A．平衡小车受到的阻力时小车未连接纸带

B．纸带打点时，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长木板平行

(3)某同学通过正确实验操作获得一条纸带，测得各计数点到计数点1的距离如图2所示。已知打点计

时器所用交变电流的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车加速度大小a＝m/s2

（结果保留小数点后两位）。

1

(4)在探究小车的加速度a与小车质量M的关系时，采用图像法处理数据，以小车质量的倒数为横

M

1

坐标，小车的加速度大小a为纵坐标。甲、乙两组同学分别得到的a图像如图3所示。

M

两图线的左下部分均可视为直线，请分析甲组同学所得直线斜率较大的原因；

1

①两图线的右上部分的斜率随的增大逐渐减小，请通过计算解释原因。

M

②

7．（2025·北京市海淀区·期中）实验小组设计方案验证机械能守恒定律。

(1)甲组同学设计了图所示的实验装置进行实验。

为了完成实验，甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，必须。（选

填选项①前的字母）

A．测量重物下落的时间

B．测量重物下落的高度

C．计算重物下落至某位置的速度

实验中，某同学接通电源后释放重物，得到一条纸带。在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始

②2

点的距离h，计算计数点对应的重物速度v，描绘vh图像，得到一条斜率为k0的直线。在实验误差允许

g

范围内，若斜率k0与当地重力加速度的关系满足k0，则可认为重物下落过程中机械能守恒。

1

(2)乙组同学设计了图所示装置验证机械能守恒定律。已知弹簧的弹性势能Ekx2，k为弹簧的劲度

p2

系数，x为弹簧形变量。

实验中，乙组同学先测得小球静止时力传感器的示数F0，然后用手将小球缓慢向上托起，当传感器示

数恰好为0时静止释放小球，再测得小球下落过程中传感器示数的最大值Fm。更换不同质量的小球，重复

上述实验，得到多组F0、Fm。

该组同学进一步作出FF图像，并作如下判断：若图像是一条过原点的直线，且斜率接近1，则小

0m2

球与弹簧及地球组成的系统机械能守恒。不计弹簧的质量，且弹簧始终处于弹性限度范围内。

判断该组同学的设计方案是否合理，并说明理由。

8．（2025·北京西城·二模）利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。

(1)关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。

A．用天平测量重物的质量

B．先接通电源后释放纸带

C．用秒表测量重物下落的时间

D．在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度

(2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落

、、

的起始点O的距离分别为hAhBhC。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，

从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为，动能的增加量为。

(3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出v2h图

像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。

A．Q受到的阻力大小恒定

B．P的质量小于Q的质量

C．选择P进行实验误差更小

(4)某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安

装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，

托盘和砝码的总质量为m1，滑块和遮光条的总质量为m2，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光

时间t。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是，将该物理量用x

表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为。

9．（2025·北京交大附中学·月考）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相

同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)关于本实验，下列说法中正确的是（）

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．轨道倾斜部分必须光滑

C．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

D．轨道末端必须水平

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S静止释放，

通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部

分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落

地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有（）

A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2B．入射小球开始的释放高度h

C．小球抛出点距地面的高度HD．两球相碰后的平抛射程OM、ON

(3)在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，

若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用（2）中测量的量表示）

(4)如图2所示是利用闪光照相机（每隔相等的时间拍一张照片）研究平抛运动的示意图。小球A由斜

槽滚下，从槽边缘处水平抛出，当它恰好离开槽边缘时，小球B也同时由静止下落，用闪光相机拍摄的照

片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，两球恰在图中所示的位置4相碰。两球经过

2

t=s的时间相碰，A球离开桌面时的速度大小v0=m/s。（g取10m/s，结果均保留一位小

数）

02弹簧类和橡皮条类实验

10．（2025·北京通州潞河中学·开学摸底）某实验小组要探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的关系。用铁架

台、毫米刻度尺以及若干个相同钩码组成如图甲所示的装置，一轻弹簧竖直悬挂在铁架台的水平横杆上，

指针固定在弹簧下端，刻度尺竖直固定在弹簧一侧，刻度尺零刻度线与弹簧上端点对齐。重力加速度大小

为g9.8m/s2。

(1)在弹簧下依次挂上钩码，得到悬挂钩码的质量m与弹簧伸长量x的关系如图乙所示，则弹簧的劲度

系数k=N/m。

(2)若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，则由实验数据得到的劲度系数值将（填“偏小”“偏

大”或“不受影响”）；若再多挂几个钩码，发现作出的m-x图像向下弯曲，其原因

是。

(3)若将原弹簧截去一半再做实验，将实验得到的多组悬挂钩码质量m及对应的弹簧伸长量x在图乙坐

标系中作图，则作出的图像斜率（选填“大于”“小于”或“等于”）原弹簧图像的斜率。

(4)弹簧原长时弹性势能为零，当弹簧伸长0.12m时，其弹性势能为J（保留两位有效数字）。

11．（2025·北京第一六六中学、第五十中学·期中）某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。采用

如图a所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中作出小

盘中砝码重力随弹簧伸长量x变化的图像如图b所示。（重力加速度g10m/s2）

(1)利用图b中图像，可求得该弹簧的劲度系数为N/m。

(2)利用图b中图像，可求得小盘的质量为kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真

实值相比（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

12．（2024·北京北师大二附中·月考）在探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，

用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点。在橡皮条的另一端拴上两

条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再

用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。

、

(1)判断力F单独作用与力F1F2共同作用效果相同的依据是______。

A．F的大小等于F1与F2的大小之和

B．使橡皮条伸长相同的长度

C．使橡皮条上的结点到达同一位置

(2)实验中需要标记或者记录的信息有_________。

A．橡皮条原长时结点的位置

B．橡皮条拉伸后结点的位置

C．力F的大小和方向

、

D．力F1F2的大小和方向

(3)根据测得的数据作出的力的图示如图，下列说法正确的是___________。

、

A．实验中F1F2越大越好

B．F是合力的理论值，F是合力的测量值

C．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木极平行

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

13．（2025·北京广渠门中学·月考）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置，如图所示。

(1)为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法正确的是：___________；

A．两细绳必须等长

B．测量时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板

C．用弹簧测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好

(2)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

(3)按照正常实验操作，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是。

14．（2025·北京十一学校·月考）图甲为“研究平抛物体的运动”实验装置示意图，小球抛出后砸在横梁（图

中未画出）上时会挤压复写纸，进而在白纸上留下点迹，小球多次落下后，会在纸上留下多个点迹，将这

些点迹连成光滑的曲线就是小球的运动轨迹。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测得的数据。

(1)有关实验的一些操作，下列说法正确的有___________。

A．安装斜槽时必须使其末端切线水平

B．固定木板在竖直平面内，且斜槽应尽可能光滑

C．每次都要从斜槽上不同位置释放小球，才能更好地描出运动轨迹

D．每次都要由静止释放小球

(2)图甲中的重垂线、小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴，应为。

(3)根据图乙中的数据，求出此平抛运动的初速度v0=m/s。（结果保留2位有效数字，取重

力加速度g=9.8m/s2）

15．（2025·北京北师大附中·期中）在“研究平抛运动特点”的实验中，小怡分别使用了图甲和图乙的实验装

置。

(1)在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正

确的是______（填选项前的字母）

A．所用两球的质量必须相等

B．可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动

C．可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动

D．用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地

(2)小怡用图乙所示的装置继续进行实验，在方格纸上记录并画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹

上取出a、b、c、d四个点，如图丙所示（轨迹已擦去）。已知每个小方格的边长L2.5cm，重力加速度g

2

取10m/s，可知：小球平抛运动的初速度v0m/s。（结果保留两位有效数字）

16．(2025·北京通州区·期中)在“探究平抛运动的特点”的实验中，某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平

挡板MN上，并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)下列实验条件必须满足的有_____。（填选项前的字母）

A．斜槽轨道末端水平

B．挡板高度等间距变化

C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

D．尽可能减小钢球与斜槽轨道之间的摩擦

(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该

次实验_____。（填选项前的字母）

A．钢球释放的高度偏低B．钢球释放的高度偏高

C．钢球没有被静止释放D．挡板MN未水平放置

(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，

建立了如图3a所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。

a.根据图中数据判断，A点（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。钢球平抛的初速度为m/s

（取g10m/s2，计算结果保留两位有效数字）。

b.由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线，而导致该同学所绘图像的y轴在实际竖直方向（图3b

中虚线yg所示）稍偏左侧的位置，则该实验小组测得的小球的初速度（填“大于”“等于”或“小于”）小

球真实的初速度。

03力学其他实验

17．（2025·北京交通大学附属中学·月考）使用向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量

的关系，其构造如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为R，挡板A到转轴距离为

2R，其中左右塔轮半径从上到下比例分别为：=1:1、：=2:1、：=3:1。

①④②⑤③⑥

(1)本实验采取的主要研究方法是（）

A．微元法B．理想实验法C．等效替代法D．控制变量法

(2)探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡

板处（选填“A和C”或“B和C”）；②⑤

(3)探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在塔轮上（选填“”、“”

或“”）；①④②⑤

③(4⑥)某同学想要利用打点计时器来研究加速度。如图3所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点，

另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图4所示。打点计时器频率为50Hz，

每相邻计数点之间有四个点未标出，已知圆盘半径R=0.10m。利用打点计时器打B点时圆盘上M点的加速

度大小为m/s2。

18．（2025·北京西城·一模）用如图所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位

置做圆周运动的半径之比为1:2:1。某同学实验时，将两个等质量的小球放在A、C位置，皮带套在第二层

塔轮上，该层左、右塔轮的半径之比为2:1。该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与（选

填“质量”、“角速度”或“半径”）的关系。若匀速转动手柄，左右标尺露出长度的比值应等于。

19．（2025·北京东城·期末）(1)用如图甲所示的装置测量重力加速度。

如图甲所示，选用长度为1m左右不可伸长的细线与（选填“小塑料球”或“小铁球”）组装

成单摆①。

某次实验中用刻度尺测出摆线长l，用游标卡尺测得小球直径d，如图乙所示，d＝cm；用

秒表记②录下单摆n次全振动的时间t，计算出单摆的周期T及摆长L。

多次改变摆线长，重复中的实验，用多组实验数据作出单摆周期的平方T2与摆长L的关系图像。

已知三③位同学作出的T2－L图②线如图丙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，通过图线b

计算出的g的测量值最接近当地重力加速度的值。下列分析正确的是。（选填字母）

A、出现图线a的原因可能是将悬点到小球下端的距离记为摆长L

B、出现图线c的原因可能是将51次全振动记为50次

C、图线c对应的g的测量值大于图线b对应的g的测量值

(2)通过测量重力加速度可进行地质勘探。现测得某地重力加速度明显高于同一纬度其他地区的重力加

速度，请你写出可能的原因。

20．（2025·北京四中·期中）某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加

速度。

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________（填字母）；

A．为了使摆的周期大一些以方便测量，开始时拉开摆球至较大的偏角

B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的

C．摆线要选择较轻、无伸缩性，并且适当长一些的

D．测量周期时应测多次完整周期再取平均，并在小球至最高点时开始、停止计时

(2)用游标卡尺测出小球直径d，如图乙所示，则小球的直径d=mm；

(3)改变摆线长度，测量出多组周期T、摆线长L的数值后，画出T2L图像如图丙所示，测得此图像斜

率为k，则当地重力加速度的表达式为g=。

(4)T2L图像不过坐标原点的原因可能是________（填字母）。

A．测周期时将31个周期时长当作30次

B．测周期时将29个周期时长当作30次

C．直接将摆线长作为摆长

D．将摆线长加上摆球直径作为摆长

21．（2025·北京一零一中学·三模）(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中：

如图1所示，王同学在“用单摆测重力加速度”实验中，进行了如下步骤，其中错误的是，

不必要①的是。

A．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长

B．用天平测量出摆球的质量

C．使单摆小角度摆动后，用秒表记录30次全振动的时间，并计算出摆动周期

用游标卡尺测量摆球的直径d，某次测量结果如图2所示，从图中读出dmm。

②根据测得的实验数据，该同学绘制了T2随摆长l变化的关系图像，如图3所示，根据图像，可知当

地的重③力加速度为m/s2（结果保留3位有效数字）。

(2)除了上述提及的器材，王同学只有一把量程为30cm的刻度尺，小于柱形深筒的深度。该同学做了如

图4所示的连接，利用单摆实验测得了当地的重力加速度和深筒的深度。请分别写出重力加速度g和深筒

深度h的表达式，并对表达式中涉及的各物理量做出说明。

04力学创新类实验

22．（2025·北京市丰台区·开学）某实验小组用图示的装置，通过A、B两球碰撞来验证动量守恒定律。图

中O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。P点为碰前小球A在记录纸上平均落点的位置，M、N点分

别为碰后小球A和B的平均落点的位置。

(1)在以下测量工具中，本实验必须使用的是（）

A．刻度尺B．游标卡尺C．秒表D．天平

(2)实验中需要满足的条件是（）

A．斜槽轨道的末端切线必须水平

B．入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放

C．两球材质必须相同

D．两球质量应满足mA>mB

E．两球半径应满足rA=rB

(3)某实验小组设计了图甲所示的实验装置验证碰撞中的动量守恒定律。

a.实验前需要先平衡两小车的阻力，请说明需要平衡阻力的原因。

b.实验中两小车发生碰撞后以相同的速度运动，得到一条纸带如图乙所示，固定在小车上的是纸带的

（选填“左侧”或“右侧”）。

c.该小组测得小车A的质量为mA，小车B的质量为mB，若表达式成立，则A、B两车碰撞

过程动量守恒（用图乙中物理量和测得量表示）。

23．（2025·北京清华大学附属中学·月考）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长

的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质钢柱量均为m0.140kg，钢柱

K下端与质量为M0.200kg的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支

激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱

感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取9.8m/s2。

(1)开启电动机，待电动机以40rad/s的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放，Q落地

前，激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图（b）所示。则细钢

柱K上相邻感光痕迹间的时间间隔T=s，激光束照射到E点时，细钢柱速度大小为v1m/s。

（此问2空的计算结果均保留1位有效数字）

(2)经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。参照图（b），在OE段，系统动能的增加量

Ek，重力势能的减少量Ep；比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（计算结

果均保留3位有效数字）

(3)选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，

电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相

邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式k=即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母

M、m、d、k、g、π的表达式表示）。

24．（2025·辽宁省沈阳市·六模）某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜

放置，其与水平面间的夹角为θ，在桌面上固定一悬挂点O，轻绳通过拉力传感器拴接在O点，另一端连接

一个质量为m的物块。

现给物块足够大的初速度，使其在桌面内做圆周运动，分别记录物块在最低点时绳子的拉力T1和最

①

高点时绳子的拉力T2，改变不同的初速度，记录多组T1和T2；

建立坐标系，以拉力T1为纵轴、拉力T2为横轴，得到了一条线性图像，测得图线斜率为k，纵轴截

②

距为b

(1)根据以上数据，可得重力加速度的表达式为g（用m、b、θ表示）；

(2)在本次实验中，斜率k；

(3)若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力，不计其他阻力，此时的斜率k将

（选填“大于”“小于”或者“等于”）该值。

1．（2025·北京朝阳·二模）用半径相等的两个小球验证动量守恒定律，装置如图所示。先安装好实验装置，

在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，

把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，

并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长

度。

(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是______；

A．小球1每次必须从斜槽上相同的位置由静止滚下

B．斜槽轨道末端必须水平

C．斜槽轨道必须光滑

(2)上述实验还需要测量的物理量有______。

A．点A、B间的高度差B．点B离地面的高度

C．小球1和2的质量D．小球1和2的半径

2．（2025·北京丰台·二模）某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。

(1)如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。

a.下列实验操作和数据处理正确的是。

A．实验中必须测量重物的质量

B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直

C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物

D．测量纸带上某点的速度时，可由公式v2gh计算

b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与

起始点O之间的距离分别为h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O

点到打B点的过程中，若满足则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。

(2)某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使

小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直

高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球

的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。

a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以为纵坐标的图像，在误差允许

范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k=（用d、g表示）。

b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其

中的原因，并提出合理的解决办法。

3．（2025·北京海淀·二模）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母）

A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验

B．将打点计时器接到直流电源上

C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔

D．先释放纸带，再接通打点计时器电源

(2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再

选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为h1、h2、h3。已知打点计时器所用电源的

频率为50Hz，重物质量m300g，当地重力加速度g9.8m/s2。由此可计算出打点计时器打下B点时重

物下落的瞬时速度vBm/s。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为J。

（结果保留两位有效数字）

(3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。

（选填选项前的字母）

A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响

B．将打下O点时重物的速度记为0

C．没有采用多次实验取平均值的方法

(4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧

面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验

证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量

表示）

4．（2025·北京四中·零模）如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始

自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。

(1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要

的器材是______。

A．天平及砝码B．毫米刻度尺C．直流电源D．交流电源

(2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们

到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到

打B点的过程中，动能增加量ΔEk=。

(3)该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得

到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=m/s2（保留三位有效数字）。

(4)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小

车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测

得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与

砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则

满足的关系式是（用题干中的字母表示）。

5．（2025·北京人大附中丰台学校·一模）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是______（选填选项前的字母）

A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行

B．实验开始时，让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

C．把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力

D．为减小误差，实验中要保证槽码的质量m远小于小车的质量M

(2)在图甲所示装置中，实验室使用我国民用电时，打点计时器的打点频率为Hz，实验中得

到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图乙所示，

相邻两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为

m/s2。

(3)若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传

输方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用m表示，小车（含车内钩码）

和力传感器的总质量用M表示。

实验中，在保持M一定的前提下，（选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M；

（选填①“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

若一位同学在上面的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得

多组力②F及对应的加速度a，①作出aF图像，最有可能的aF图像是。

(4)某同学利用图示装置“探究加速度与力、质量的关系”，某次实验中补偿了阻力之后，保持细绳与木

板平行，测得小车的加速度为2.0m/s2，该同学认为此时不能用槽码的重力大小来替代小车所受的拉力大小。

请对此谈谈你的看法（g取10m/s2）。

6．（2025·北京人大附中丰台学校·一模）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)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示：

其中，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。在该实验中，下列操作正确的是()

A①．拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同

B．测量时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板

C．