2026年高考物理二轮复习讲练测（广东）题型19 力学实验及创新（解析版）

题型19力学实验及创新

目录

第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局

第二部分考向破译微观解剖，精细教学

典例引领方法透视变式演练

考向01纸带类实验【重难】

考向02“弹簧”“橡皮筋”“碰撞”类实验【重难】

考向03其他实验【重难】

第三部分综合巩固整合应用，模拟实战

本题型是力学实验的知识，多数可能是实验题的考向。本题型的命题常是实验的基础知识考查。

解题的关键和核心能力在于每个实验的仪器使用、实验操作、数据处理、误差分析等知识解题。

考向01纸带类实验

【例1-1】1．（2025·广东省深圳市聚龙科学中学·一模）小李同学在做测量匀变速运动的加速度的实验中，

将打点计时器固定在某处，在细线拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图

甲所示，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段，如图乙所示。在打点计时器打出的

纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，并用刻度尺测出了各计数点到0计数

点的距离，图中所标数据的单位是cm。

(1)小李利用家庭电源来做实验，因此应该选择计时器。

(2)根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度大小，请

你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度大小为m/s（结果保留3位有效数字）。

计数点123456

t/s0.10.20.30.40.50.6

vms10.3580.4000.4400.4850.530

(3)以速度大小v为纵坐标、时间t为横坐标在坐标纸上建立直角坐标系，请根据上表中的v、t数据，在图

丙坐标系中描点并作出小车运动的vt图像；

(4)根据vt图像可知，小车的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字），计时起点的瞬时速度大

小为m/s（保留3位有效数字）。

【答案】(1)电火花

(2)0.570

(3)

(4)0.450.300

【详解】（1）利用家庭电源来做实验，电压为220V，因此应该选择电火花计时器，工作电压为220V。

（2）相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为T50.02s0.1s

匀变速直线运动中，全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打下计数点6时小车的速度大小为

x(32.4521.05)102

v57m/s0.570m/s

62T20.1

（3）根据表格中的v、t数据，在坐标系中描点，用一条直线将点迹连接起来，使点迹均匀分布在直线两侧，

如图所示

（4）[1]根据vt图像的斜率表示加速度，结合上述图像可知，小车的加速度大小为

0.5700.300

am/s20.45m/s2

0.6

[2]上述vt图像纵轴的截距表示计时起点的速度，根据图像可知v00.300m/s

【例1-2】（25-26高三上·广东肇庆中学·限时训练）高三18班实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”

实验中，采用如图所示的装置：

(1)本实验要用槽码重力表示小车受到的合力，除了要使槽码质量远小于小车质量外，还需要补偿阻力，下

列操作正确的有________然后轻推小车，让小车匀速下滑。

A．适当垫高长木板左端

B．取下槽码

C．挂上槽码

D．不连纸带

E．连接纸带并打开打点计时器

(2)如图是某同学打出的一条纸带，在纸带上已确定A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间

的距离如图所示，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz，则纸带上打下D点时

小车运动的速度为vm/s。（结果保留3位有效数字）

(3)若交流电的频率实际只有49Hz，则（2）中计算的速度值。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

(4)正确补偿阻力后，该装置能用来验证“小车与槽码组成系统的机械能守恒定律”吗？。（填“能”

或“不能”）

【答案】(1)ABE

(2)0.423

(3)偏大

(4)不能

【详解】（1）补偿阻力时，应适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让

它匀速下滑。

故选ABE。

x4.044.42102

（2）纸带上打下D点时小车运动的速度为vCEm/s0.423m/s

2T20.1

（3）若交流电的频率实际只有49Hz，则计算速度时代入的T值偏小，则速度值偏大。

（4）正确补偿阻力后，小车仍受阻力作用，只不过阻力与重力沿木板方向的分力平衡而已，系统机械能不

守恒，不能用该装置来验证小车与槽码组成系统的机械能守恒定律”。

1.涉及“纸带”的三个实验

(1)探究小车速度随时间变化的规律。

(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系。

(3)验证机械能守恒定律。

2.纸带的应用

(1)判定物体的运动性质

如图所示，x1、x2、x3、…、x6为相邻相等时间内的位移。

①如果x1、x2、x3、…、x6基本相等，在误差允许的范围内可认为物体做匀速直线运动。

②如果相邻相等时间内的位移差x2－x1、x3－x2、…、x6－x5大致相等，则在误差允许的范围内认为物体做

匀变速直线运动。

(2)求瞬时速度

＋＋

打点计时器打点的周期为T，则图中1、2…各点的瞬时速度分别为v1＝、v2＝…

��������

����

(3)求加速度

①逐差法

a.如果纸带上有6段连续相等时间间隔内的位移，

则a＝＋＋－＋＋。

(������)(������)

�

��

b.如果纸带上有5段连续相等时间间隔内的位移，

则a＝＋－＋或a＝＋－＋。

(����)(����)(����)(����)

��

����

【变式1-1】（2026·广东清远·一模）某实验小组采用位移传感器和电火花打点计时器同时测量物体做匀减

速直线运动的加速度，以此比较两种测量方法的差异性。实验步骤如下：

（1）如图甲所示连接好实验器材，接通打点计时器电源开始打点，闭合位移传感器开关，释放木块，木块

在重物的牵引下开始做匀加速直线运动，重物落地后，木块再匀减速运动一段距离后停在桌面上（尚未到

达滑轮处）；

（2）从纸带上截取点迹清晰，便于测量的一段，如图乙所示，计算木块做匀减速直线运动的加速度则需选

择点至点段进行测算（填图乙中点的字母），得出木块做匀减速直线运动的加速

度大小为3.44m/s2；

（3）用位移传感器记录木块做匀减速直线运动的位移，其采样周期T=0.05s，数据如下表

s1s2s3s4s5s6

5.40cm4.40cm3.40cm2.42cm1.48cm0.50cm

利用表中数据求得木块的加速度大小为am/s2（结果保留三位有效数字）；

（4）（填“打点计时器”或“位移传感器”）能比较准确的测量木块做匀减速直线运动的加速度。

【答案】DA3.91位移传感器

【详解】[1][2]由纸带可知DE之间的间距比EF之间的间距小，说明DE之间开始减速了，但是仍可

能存在一小段的匀加速运动，然后再匀减速运动的情况，所以取DA点可确保木块已做减速运动。

2

[3]根据逐差公式可得s4s5s6s1s2s3a3T

s4s5s6s1s2s3

可得a2

3T

2.421.480.505.404.403.40222

代入数据解得a210m/s3.91m/s

90.05

可得加速度大小为3.91m/s2

[4]木块做减速运动的时候，纸带与打点计时器之间的摩擦力比木块与桌面的摩擦力小，所以用打点计时器

测得的加速度比木块的加速度要小一些，相对而言，位移传感器能够比较准确的测得木块做匀减速直线运

动的加速度。

【变式1-2】（2025·广东深圳福田红岭中学·适应性）如图是三个实验的部分步骤，请按要求完成实验内容。

(1)如图甲，某同学打出的一条纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有

4个点未画出。已知电源频率50Hz，可算得小车的加速度大小为m/s2（结果保留三位有效数字）。

(2)某同学用螺旋测微器测量某金属丝的直径d。某次测量结果如图丙所示，则这次测量的读数d＝mm。

(3)在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，实验时，由静止释放摆球，从摆球摆至最低处时开始用秒

表计时，当摆球第N次（开始计时时记为第1次）通过最低处时停止计时，显示时间为t，则周期T＝。

【答案】(1)1.48

(2)0.517～0.519

2t

(3)

N1

【详解】（1）相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为T50.02s0.1s

xx(22.568.328.32)102

根据逐差法可得，小车的加速度aCEACm/s21.48m/s2

4T240.12

（2）由图丙可得这次测量的读数为d0.5mm1.70.01mm0.517mm

（3）当摆球第N次（开始计时时记为第1次）通过最低处时，停止计时，显示时间为t，则单摆全振动次

N1

数为n

2

t2t

周期为T

nN1

【变式1-3】（2025·广东深圳·模拟）某实验小组探究加速度与合外力的关系，实验装置如图所示。小车置

于一端垫起的木板上，用轻绳跨过滑轮，一端连接小车，另一端连接质量为m的钩码。轻推小车，小车沿

木板下滑并相继经过两个光电门，光电门记录下遮光片经过的时间t1和t2。分别测量小车质量为M、遮光片

的宽度d及两个光电门间的距离s，已知当地重力加速度为g。

(1)调节木板的倾斜角度，直至t1t2（填“>”“<”或“=”），此时小车在做匀速直线运动。

(2)去掉钩码，小车重新从木板上滑下，记录小车通过光电门1和2的时间分别为t1和t2，可以得到小车的加

速度a（结果用d、t1、t2，s表示）。此时小车受到的合外力F（用题干中的符号表示）。

(3)改变钩码质量，重复步骤（1）和（2）测量多组数据，可以绘制出aF图像。实验中每次调整木板角度

时均需调节滑轮的角度，使连接小车的轻绳与木板保持。

(4)实验小组通过在小车上增加砝码，研究合外力恒定时加速度与小车质量的关系。为保证连接钩码的小车

能够沿着斜面匀速直线运动，下列操作正确的是______。

A．增加钩码的质量B．减小钩码的质量

C．向左移动垫片D．向右移动垫片

(5)请简述该实验方法与传统实验中用钩码拉动小车加速运动比较的优势。

【答案】(1)=

dd

（）2（）2

(2)t2t1mg

2s

(3)平行

(4)D

(5)避免因钩码加速引起小车受到合外力不等于钩码重力的现象

【详解】（1）调节木板的倾斜角度，直至t1=t2，说明小车经过两光电门的速度相等，此时小车在做匀速直

线运动。

dd

（2）[1]小车通过光电门1和2的速度分别为v1'，v2'

t1t2

22

根据v2v12as

dd

（）2（）2

可得加速度tt

a21

2s

[2]小车匀速下滑时Mgsinfmg

则去掉钩码后小车受到的合外力FMgsinfmg

（3）实验中每次调整木板角度时均需调节滑轮的角度，使连接小车的轻绳与木板保持平行，这样才能使得

小车受的合力等于轻绳的拉力。

（4）要使的小车匀速下滑，则满足Mgsinfmg，若增加小车的质量M，因要保证小车受的外力不变，

则要保持钩码的质量不变，只需要减小木板的倾角，即向右移动垫片，故选D。

（5）该实验方法与传统实验中用钩码拉动小车加速运动比较的优势：避免因钩码加速引起小车受到合外力

不等于钩码重力的现象。

考向02“弹簧”“橡皮筋”“碰撞”类实验

【例2-1】（2025·深圳宝安·一诊）某实验小组“探究弹簧的弹力与形变量”关系，步骤如下：

①将轻弹簧的一端固定在铁架台横杆上，并与刻度尺的零刻度线持平，测得轻弹簧的自然长度L08.90cm。

②在轻弹簧的下端悬挂一未知质量的砝码盘，待弹簧与砝码盘静止后，测得此时弹簧的长度L1并记录；

③向砝码盘中添加质量为m的砝码，待系统再次静止后，记录此时弹簧的长度L2；

④重复步骤③，依次增加砝码质量，记录数据如下表：

砝码质量

050100150200250

mg

弹簧长度

10.0011.1012.0013.1014.0015.60

Lcm

⑤以砝码质量m为横坐标，弹簧长度L为纵坐标，在坐标纸上描出的点如图乙所示。

(1)请．根．据．图．中．的．点．绘．制．Lm图．像．。

(2)若重力加速度取10m/s2，由实验分析可得：

（ⅰ）弹簧的劲度系数kN/m（结果保留整数）。

（ⅱ）砝码盘的质量m0g（结果保留整数）。

【答案】(1)

(2)50/47/48/4955/52/53/54

【详解】（1）拟合曲线，舍去偏差较大的点，绘制图像如下

g5.8102

（2）[1]在Lm中，其斜率为m/kg

k290103

解得弹簧的劲度系数为k50N/m

[2]由题可知m0gk(10L0)

结合上述结论解得m055g

【例2-2】（2025·广东佛山禅城·二测）某同学在“测量弹簧的劲度系数”的实验中进行了如下操作：

（1）按示意图所示安装好实验装置，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧自由下垂，此时弹簧下端指

针对应的标尺刻度为cm；

（2）在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，设计表格记录实验数据如下：

组别12345

钩码质量

50100150200250

（g）

标尺刻度12.9815.0017.1018.2021.10

x/cm

（3）根据该同学的数据，请在图乙中描点、画出弹簧弹力F与弹簧长度x之间的关系图线，并得到该

弹簧的劲度系数kN/m。（保留三位有效数字，g取9.8m/s2）

【答案】9.95略24.1

【详解】（1）根据刻度尺的度数规则，刻度尺的读数为9.95cm。

（3）[1]根据表格数据，将点补充完整，然后作出的图像如下图所示：

2.50.49N

[2]图像斜率k24.1N/m

0.2110.1298m

1.探究弹簧弹力与形变量的关系

(1)实验原理

要测出每次悬挂重物的重力大小mg和弹簧伸长的长度x，建立mg-x坐标系，描点作图探究。

(2)操作关键

①实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度。

②作图像时，不要连成“折线”，应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线的两侧。

2.探究两个互成角度的力的合成规律

(1)实验原理

使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同。

(2)操作关键

①每次拉伸结点位置O必须保持不变。

②记下每次各力的大小和方向。

③画力的图示时应选择适当的标度。

3.验证动量守恒定律的常用方案

实验方案实验装置

利用气垫导轨完成一维碰撞实验

滑块速度v＝

��

��

利用两摆球碰撞验证动量守恒定

律

摆球速度v＝

𝟐�

利用光滑桌面上两车碰撞验证动

量守恒定律

小车速度v＝

��

��

利用斜槽上滚下的小球验证动量

守恒定律

速度与平抛运动的水平位移成正比

【变式2-1】（2025·广东省肇庆市·二模）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分

步骤，请完成实验计算和分析。

(1)某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长

度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F—L图像，如图乙所示。弹簧的劲度系数k=N/m

（结果保留三位有效数字）；实验中未考虑弹簧自身受到的重力；这对弹簧劲度系数的测量结果。

（填“有影响”或“无影响”）

(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图丙所

示，读数为mm。

【答案】(1)40.0无影响

(2)1.683/1.682/1.684/1.685

【详解】（1）[1]根据胡克定律有Fkxk(LL0)kLkL0

F8.0

即FL图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则kNm40.0Nm；

L(30.010.0)102

[2]根据前面分析可知，弹簧自重体现在图像会出现横截距，但对图像的斜率无影响，所以对弹簧劲度系数

的测量结果无影响。

（2）图丙中螺旋测微器的读数为1.5mm18.30.01mm=1.683mm

【变式2-2】（2025·佛山禅城·供题训练）请完成《普通高中物理课程标准》中以下必做实验的部分操作和

计算。

(1)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验的主要步骤有：

①通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，静止于O点，如图甲。记录

O点位置以及F1、F2的大小和方向，并作出它们的图示；

②撤去F1、F2，改用一个弹簧测力计拉小圆环，仍使它静止于O点，此时测力计的示数为F，如图乙所示。

记录F的大小和方向，并作出图示；

接下来，两名同学对以下两个实验方案产生了争执

③方案A：用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，观察所围成的形状（图丙），并多次实

验；

方案B：以F1、F2为邻边做平行四边形，并作出平行四边形的对角线，记为F'，观察F'与F的关系（图丁）

并多次实验。

你认为更加符合探究性实验目的的是（选填“方案A”、“方案B”）；

(2)关于此实验，下列叙述正确的有___________，

A．进行图乙的实验操作时，F1、F2的夹角越大越好

B．通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些

C．重复实验时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同

【答案】(1)方案A

(2)BC

【详解】（1）本实验的目的是探究两个互成角度的力的合成规律，即在实验过程中大家是不知道合力与分

力的关系，是通过实验结果进行归纳总结的。因此在实验探究过程中建议用虚线把拉力F的箭头端分别与

F1、F2的箭头端连接，观察所围成的四边形，并多次实验总结所围成四边形的共性：所围成的是平行四边

形。故选方案A。

（2）A．F1、F2的夹角太大，不利于实验数据的记录以及后面的作图，故F1、F2的夹角应该适当大些，A

错误；

B．通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些，可以减小因作图产生的误差，B正确；

C．同一次实验，必须保证位置O相同，重复实验时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同，C正确；

故选BC。

【变式2-3】（2026·广东·模拟）请完成下列实验操作和计算。

(1)某小组利用游标卡尺测量水管的内径，图中游标卡尺的读数为mm。

(2)某实验小组利用位移传感器和气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。滑块A上装有信号发

射器，位移传感器可测量其位移及对应的时间，滑块A和B上均安装了粘扣，使两滑块发生碰撞时可粘在

一起。实验过程如下：

①打开气源电源，调节气垫导轨水平，将滑块A放置在靠近位移传感器一端，开启传感器，同时轻推一下

滑块A，使滑块A滑行一段距离后与滑块B碰撞，传感器记录滑块A的位移x与时间t的关系图像如图乙所

示，则在ts时滑块A、B发生碰撞，两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小为m/s。

②用天平称量出滑块A（含粘扣和信号发射器）的总质量为mA300g，则滑块B（含粘扣）的总质量为g

时，两滑块碰撞前后动量守恒。

【答案】(1)19.30

(2)20.2200

【详解】（1）游标卡尺的读数为19mm60.05mm19.30mm。

（2）[1]由图像乙可知，两滑块在t2s时发生碰撞。

x

[2]0~2s内滑块A做匀速运动，其速度大小为v0.2m/s

At

x

碰后滑块B的速度大小v0.12m/s。

Bt

[3]两滑块碰撞过程动量守恒mAvAmAmBvB

解得mB200g。

考向03其他实验

【例3-1】（2026·广东珠海&惠州&深圳·调研）某同学设计了如图所示的实验装置用于验证机械能守恒定律。

将表面打磨光滑的平板下端置于水平地面的固定挡板处，上部架在铁架台的横杆上，横杆的位置可在竖直

杆上调节，使得平板与水平地面之间的夹角可变。现在平板上方某位置固定一电磁铁，下端固定一光电门，

实验时，先将小铁球静置于磁铁处，然后切断电磁铁电源释放小铁球。实验时测出小铁球的直径D，小铁

球中心到光电门的距离为L，当地重力加速度为g。

(1)该同学用游标卡尺测小铁球直径时，示数如图所示则D=cm；

(2)调节横杆的位置，改变平板与水平地面之间的夹角，释放小铁球，小铁球通过光电门时的遮光时间为t，

1

重复操作，多次进行实验。以sin为横坐标，以（选填“t”、“”或“t2”）为纵坐标建立直角坐标

t2

系，并依据数据描点连线，在误差允许的范围内，若图线是过原点的一条直线，且该直线的斜率k

（用题中已给出的字母表示），则说明小铁球在下落过程中机械能守恒。

(3)切断电磁铁电源后，由于磁滞现象，电磁铁没有立即消磁，这种情况的出现会导致实验测得小铁球的动

能增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量。

【答案】(1)1.06

1D2

(2)

t22gL

(3)小于

【详解】（1）根据游标卡尺的读数规则，图示读数为D10mm60.1mm10.6mm1.06cm

D

（2）[1][2]根据光电门测速原理可知，小铁球通过光电门的速度为v

t

1

设小球质量为m，小铁球中心到光电门的距离为L，根据机械能守恒定律，有mgLsinmv2

2

D21

解得sin

2gLt2

D2

则该直线的斜率为k

2gL

（3）由于磁滞现象，磁力对小球做负功，会导致小铁球通过光电门的实际速度偏小，因此实验测得小铁球

的动能增加量小于重力势能的减少量。

【例3-2】（2026·广东广州天河区·一模）(1)某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器

固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感

器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。

①第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t，则该单摆的周期可表示为T1=。（用N、t表示）

②该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则D=mm，用米尺测量出摆线长为L，重力加速

度为g，用D、L、g表示单摆周期公式为T2=。在误差允许范围内若T1=T2，即可验证单摆周期公

式正确。

(2)某次实验用打点计时器打下如图所示的纸带，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计

数点间还有4个点未画出，已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，则纸带运动的加速度大小为

m/s2。（结果保留3位有效数字）

D

2tL

【答案】(1)10.602

N12

g

(2)2.00

t2t

T

【详解】（1）[1]由题可知，一个周期内，摆球两次经过最低点，则单摆的周期1N1N1

2

1

[2]游标尺为20分度，其精确度为mm0.05mm

20

故摆球的直径D10mm120.05mm=10.60mm

D

L

[3]单摆的周期

T22

2g

（2）由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为T50.02s=0.1s

xx41.96211.98

根据逐差法可得纸带的加速度大小为aCFOC102m/s22.00m/s2

9T290.12

实验装置图实验操作数据处理

探究

1.保证斜槽末端水平

1.用代入法或图像法判断运动

平抛

2.每次让小球从斜槽同一位置轨迹是不是抛物线

运动由静止释放

2

2.由公式x＝v0t和y＝gt，求

�

的特3.坐标原点应是小球出槽口时�

初速度v0＝x

球心在木板上的投影点�

点𝟐

探究

1.弹力大小可以通过标尺上的

向心

刻度读出，该读数显示了向心

作出2、、的图像，

力大力的大小Fn-ωFn-rFn-m

分析向心力与角速度、半径和质

小的采用了控制变量法，探究向

2.量之间的关系

心力大小与半径、角速度和质

表达

量的关系

式

1.保证悬点固定

用单

2.单摆必须在同一平面内振利用公式g＝求重力加速

摆测1.�

���

动，且摆角小于�

5°度�

量重

摆长l＝摆线长l'＋小球的半

3.2.作l-T2的图像，可利用斜率求

力加

径r重力加速度

速度

4.用T＝计算单摆的周期

�

�

【变式3-1】（2025·深圳宝安·一诊）某实验小组分别通过“自由落体运动”与“单摆运动”测量当地重力加速度。

(1)通过自由落体运动测重力加速度：某次实验中打点计时器打出的纸带如图甲所示，打点计时器供电频率

为50Hz，用刻度尺测得S10.19cm、S20.58cm、S30.96cm、S41.34cm、S51.73cm、S62.10cm，

2

根据该纸带数据可测得加速度g1m/s（结果保留3位有效数字）。通过多次实验发现，所测重力

加速度的值总是存在误差，请写出一种能够提高实验精度的措施：。

(2)通过单摆实验测重力加速度：用螺旋测微计测量小球直径d，如图乙所示，dmm。安装好实验装

置，拨动摆球，测量并记录单摆的周期T以及摆长L。改变摆长L并重复实验。作出摆长L与周期的平方T2

22

的关系图像如图丙所示，请根据图丙中的数据计算出重力加速度g2m/s（已知9.87，结果保

留3位有效数字）。某细心的同学发现实验绘制的LT2图像并不过坐标原点，请你写出一种可能的原

因。

2

【答案】(1)g19.56m/s间隔多个点取一个记数点；更充分应用纸带中的数据；通过绘制v-t

图像，根据图像斜率计算重力加速度

(2)16.471/16.472/16.4739.63把小球的直径加上绳子的长度当做摆长；绳子没有系稳，出现

松动

11

【详解】（1）[1]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为Ts0.02s

f50

根据逐差法可得，重力加速度

(SSS)(SSS)(1.341.732.10)(0.190.580.96)

g456123m/s29.56m/s2

19T290.022

[2]间隔多个点取一个记数点；更充分应用纸带中的数据；通过绘制v-t图像，根据图像斜率计算重力加速度。

（2）[1]根据螺旋测微器的读法可知，小球的直径d16mm47.10.01mm16.4721mm

L

[2]根据单摆的周期T2

g

g

整理可得LT2

42

g

因此在LT2图像中，其斜率为k

42

1

3

结合图像解得1.1816.47110

g42k43.1422m/s29.63m/s2

24.8

[3]把小球的直径加上绳子的长度当做摆长；绳子没有系稳，出现松动。

【变式3-2】（2025·广东顺德·一模）某实验小组利用如图所示实验装置测量物块与桌面的动摩擦因数，

已知重力加速度为g。

（1）实验步骤如下：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度为d，用天平分别测出物块的质量为M，重物的质量为m；

②挂上重物，让重物拉着物块在水平桌面上运动，记录物块通过光电门A、B的时间分别为t1和t2；

③多次改变重物质量并重复步骤②，求出的平均值。

（2）根据实验步骤回答以下问题：

①本实验以物块和重物为研究对象，（选填“需要”或“不需要”）满足“物块质量远大于重物质量”的条

件；

②为测量物块的加速度a，还需测量光电门A、B间的距离L，测量结果如图所示L＝cm，物块通过

光电门B的速度vB（用题目中的已知量符号表示）；

③写出物块与桌面间动摩擦因数的表达式：（用题目中的已知量符号表示）。

dmmMd211

【答案】不需要38.55/38.54/38.5622

t2M2LMgt2t1

【详解】（2）①[1]本实验只需要物块做加速运动即可，即以物块和重物为研究对象，不需要满足“物块质

量远大于重物质量”的条件；

②[2]刻度尺最小刻度为0.1mm，则光电门A、B间的距离L＝38.55cm

d

[3]物块通过光电门B的速度vB；

t2

d

（3）[4]物块通过光电门A的速度vA

t1

22

根据vBvA2aL

mgMg

其中a

Mm

mmMd211

解得22

M2LMgt2t1

【变式3-3】（2025·广东省·部分学校10月联考）请完成下列实验操作和计算。

(1)在“练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中”，用游标卡尺测量小球的直径，示数如图甲所示，读数为

cm。

(2)某同学利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒定律，实验步骤如下：

a．按图乙所示固定力传感器；

b．取一根不可伸长的轻质细线，一端连接一小铁球，另一端固定在力传感器上；

c．让小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力读数为F0；

d．让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间变化的关系图像如

图丙所示，其中F2是拉力的最大值，F1是拉力的最小值。

①小铁球的重力为（用题中所给字母表示）。

②为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等，只需验证F0=是否成立即可（用F1、

F2表示）。

③该同学想在此基础上继续测定当地的重力加速度，首先根据图丙可知单摆的周期为T=；然后

用游标卡尺测出小铁球的直径D，还测得该单摆的摆线长为L，则重力加速度的表达式为g=

（用物理量t0、L、D表示）。

【答案】(1)2.045

2

2F1F2πD

(2)F04t02L

34t02

【详解】（1）小球的直径D20mm90.05mm20.45mm2.045cm

（2）①[1]小铁球静止时，力传感器的示数为F0，即细线的拉力为F0，可知小铁球的重力为GmgF0

v2

②[2]设小铁球在最低点的速度大小为v，由牛顿第二定律有FFm

20l

11

小铁球在最低点的动能为Emv2FFl

k2220

从A点到最低点，小铁球的重力势能减少量等于重力做的功，即WGF0l1cos

另在A点对小铁球受力分析得F0cosF1

1

从A点到最低点的过程中，重力势能减少量等于动能的增加量，即FFlFl1cos

2200

2FF

联立可得F12

03

③[3]小铁球在经过最低点时细线的拉力最大，且一个周期内两次经过最低点，所以小铁球做单摆运动的周

期T4t0

D

由单摆周期公式可知L

[4]T2π2

g

4π2Dπ2D

解得g2L2L

T24t02

1．（2025·广东·真题）请完成下列实验操作和计算。

(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图所示，读数

mm。

(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图所示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成，

且轨道乙倾角较大。

①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00cm的遮光条。

②轨道调节。

调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门A和B的。

证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。

③碰撞测试

先将小车1静置于光电门A和B中间，再将小车2在M点由静止释放，测得小车2通过光电门A的时间为

t2，碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2t1，可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。

④吸能材料性能测试。

将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③。测得小车2通过光电门A的时间为10.00ms，两车碰撞后，

依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00ms、30.00ms，不计吸能材料的质量，计算可得碰撞

后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为（结果保留2位有效数字）。

【答案】(1)8.260/8.261/8.259

(2)时间相等=0.56

【详解】（1）根据题意，由图可知，小球的直径为d8mm26.00.01mm8.260mm

（2）②[1]若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力，小车将在轨道甲上做匀速直线运动，通过两

个光电门的速度相等，即通过光电门A和B的时间相等。

③[2]若两个小车发生弹性碰撞，由于两个小车的质量相等，则碰撞后两个小车的速度互换，即碰撞后小车

1的速度等于碰撞前小车2的速度，则有t2=t1

d1102

④[3]根据题意可知，碰撞前小车2的速度为v03ms1ms

t11010

d2d1

碰撞后，小车1和小车2的速度分别为v1ms，v2ms

t23t33

11

mv2mv2

E125

则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为k220.56

E129

kmv

20

2．（2024·广东·真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验

操作和计算。

(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是。

图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打

点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为m/s2（结果保留3位有效数字）。

(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如

图丙所示，图丁为局部放大图，读数为cm。

(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可

调节。打开并调节。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节

测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到。

【答案】(1)平衡摩擦力2.86

(2)4.108

(3)光源干涉条纹

【详解】（1）[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力；

[2]小车的加速度大小

(16.2913.4310.597.724.882.01)102

am/s22.86m/s2