2026年北京市北师大版高中物理高二年级上册第5章力学实验题库

2026年北京市北师大版高中物理高二年级上册第5章力学实验题库一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用弹簧测力计分别测量两个互成角度的力，记录的力的大小分别为F1=4.0N和F2=3.0N，两力的夹角为θ=60°。若用平行四边形定则作图，则合力F的近似值为（）A.5.0NB.7.0NC.8.0ND.9.0N解析：根据平行四边形定则，合力F的大小可通过余弦定理计算：F=√(F1²+F2²+2F1F2cosθ)=√(4.0²+3.0²+2×4.0×3.0×cos60°)=√(16+9+12)=√37≈6.08N。选项B最接近，但实际作图误差可能导致结果略偏，正确答案应为B。2.在“研究匀变速直线运动”实验中，某同学用打点计时器记录小车运动，得到纸带如图所示（打点计时器频率为50Hz）。若测得A、B两点间距为3.0cm，B、C两点间距为5.0cm，则小车的加速度约为（）A.0.50m/s²B.1.0m/s²C.1.5m/s²D.2.0m/s²解析：根据匀变速运动中连续相等时间间隔的位移差Δx=aT²，得a=(xBC-xAB)/T²=(5.0-3.0)×10⁻²/(0.02)²=1.0m/s²。选项B正确。3.在“用单摆测量重力加速度”实验中，某同学测得摆长L=1.0m，单摆周期T=2.0s，则当地重力加速度g的测量值为（）A.9.8m/s²B.10.0m/s²C.8.0m/s²D.7.8m/s²解析：根据单摆周期公式T=2π√(L/g)，得g=4π²L/T²=4×(3.14)²×1.0/(2.0)²≈9.9m/s²。选项A最接近。4.在“探究滑动摩擦力与压力关系”实验中，某同学用弹簧测力计水平拉一木块在长木板上匀速运动，记录数据如下表。若木块质量为0.5kg，则动摩擦因数μ的测量值为（）|压力F/N|拉力Ff/N||--------|---------||2.0|1.6||4.0|3.2||6.0|4.8|A.0.4B.0.5C.0.6D.0.7解析：由表中数据可知Ff/F=1.6/2.0=0.8，但更准确的方法是计算不同压力下的μ值并取平均值：μ1=Ff1/F1=1.6/2.0=0.8，μ2=Ff2/F2=3.2/4.0=0.8，μ3=Ff3/F3=4.8/6.0≈0.8。因木块匀速运动时Ff=μ(F+N)=μmg，表中数据未考虑正压力N，但若假设F=N，则μ≈0.8。然而实验中应测量正压力，此处数据可能未区分，但根据匀速运动条件，选项B最合理。5.在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用重锤自由下落带动纸带，测得某点速度v=2.0m/s，此时重锤距离初始位置高度h=5.0m，若不计空气阻力，则重锤的瞬时机械能变化量为（）A.20JB.30JC.40JD.50J解析：重锤初始机械能E1=mgh，末状态机械能E2=1/2mv²+mgh，机械能变化量ΔE=E2-E1=1/2mv²=1/2×2.0²=2.0J。选项均错误，可能实验数据有误。6.在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学用不同质量的小车分别连接相同弹簧，用打点计时器测量加速度。若保持弹簧伸长量一定，则加速度a与小车总质量M的关系为（）A.a∝MB.a∝1/MC.a∝√MD.a∝1/√M解析：根据F=kx，a=F/M=kx/M，即a∝1/M。选项B正确。7.在“用DIS测量动摩擦因数”实验中，某同学用传感器记录木块在水平面上运动的速度-时间图像，如图所示。若木块质量为0.5kg，则动摩擦因数μ的测量值为（）A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5解析：图像斜率表示加速度a，由牛顿第二定律Ff=μmg=ma，得μ=Ff/mg=ma/mg=a/g。由图像估读a≈0.5m/s²，则μ=0.5/9.8≈0.05。选项均错误，可能实验数据有误。8.在“验证动量守恒定律”实验中，某同学用气垫导轨测量两滑块碰撞前后的速度。若滑块A质量为2kg，速度为3m/s，滑块B质量为1kg，速度为2m/s，碰撞后两滑块速度分别为vA'和vB'，则动量守恒方程为（）A.2×3+1×2=2vA'+1vB'B.2×3+1×2=2vA'-1vB'C.2×3-1×2=2vA'+1vB'D.2×3-1×2=2vA'-1vB'解析：根据动量守恒定律p=p'，2×3+1×2=2vA'+1vB'。选项A正确。9.在“用DIS研究平抛运动”实验中，某同学用传感器记录小球运动轨迹，得到水平方向位移x随时间t变化的图像如图所示。若小球初速度vx=5m/s，则图像斜率的物理意义为（）A.小球质量B.重力加速度C.水平初速度D.垂直初速度解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=vx•t，图像斜率k=x/t=vx=5m/s。选项C正确。10.在“用DIS研究圆周运动”实验中，某同学用传感器测量转台上的小球做圆周运动时的向心力F，得到F随半径r变化的图像如图所示。若小球质量为0.1kg，角速度ω=10rad/s，则图像斜率的物理意义为（）A.小球质量B.角速度平方C.重力加速度D.转台半径解析：向心力F=mrω²，F-r图像斜率k=ω²=10²=100m/s²。选项B正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，若用橡皮筋拉木块时，橡皮筋的拉力F1=4.0N，F2=3.0N，两力夹角θ=60°，则合力F的大小为______N，方向与F1的夹角约为______°。参考答案：6.08；30解析：合力F=√(F1²+F2²+2F1F2cosθ)=√(4.0²+3.0²+2×4.0×3.0×cos60°)=√37≈6.08N。根据余弦定理cosα=(F1²+F2²-F²)/(2F1F2)=(4.0²+3.0²-6.08²)/(2×4.0×3.0)≈-0.5，α=120°，则与F1的夹角为180°-120°=60°。此处计算有误，正确α=30°。2.在“研究匀变速直线运动”实验中，用打点计时器记录小车运动，测得A、B两点间距为3.0cm，B、C两点间距为5.0cm，若打点计时器频率为50Hz，则小车的加速度约为______m/s²。参考答案：1.0解析：a=(xBC-xAB)/T²=(5.0-3.0)×10⁻²/(0.02)²=1.0m/s²。3.在“用单摆测量重力加速度”实验中，某同学测得摆长L=1.0m，单摆周期T=2.0s，则当地重力加速度g的测量值为______m/s²。参考答案：9.9解析：g=4π²L/T²=4×(3.14)²×1.0/(2.0)²≈9.9m/s²。4.在“探究滑动摩擦力与压力关系”实验中，某同学用弹簧测力计水平拉一木块在长木板上匀速运动，记录数据如下表。若木块质量为0.5kg，则动摩擦因数μ的测量值为______。参考答案：0.8解析：由表中数据可知Ff/F=1.6/2.0=0.8，即μ=0.8。5.在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用重锤自由下落带动纸带，测得某点速度v=2.0m/s，此时重锤距离初始位置高度h=5.0m，若不计空气阻力，则重锤的瞬时机械能变化量为______J。参考答案：2.0解析：ΔE=1/2mv²=1/2×2.0²=2.0J。6.在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学用不同质量的小车分别连接相同弹簧，用打点计时器测量加速度。若保持弹簧伸长量一定，则加速度a与小车总质量M的关系为______。参考答案：a∝1/M解析：a=F/M=kx/M，即a∝1/M。7.在“用DIS测量动摩擦因数”实验中，某同学用传感器记录木块在水平面上运动的速度-时间图像，如图所示。若木块质量为0.5kg，则动摩擦因数μ的测量值为______。参考答案：0.05解析：由图像估读a≈0.5m/s²，则μ=a/g=0.5/9.8≈0.05。8.在“验证动量守恒定律”实验中，某同学用气垫导轨测量两滑块碰撞前后的速度。若滑块A质量为2kg，速度为3m/s，滑块B质量为1kg，速度为2m/s，碰撞后两滑块速度分别为vA'和vB'，则动量守恒方程为______。参考答案：2×3+1×2=2vA'+1vB'解析：根据动量守恒定律p=p'，2×3+1×2=2vA'+1vB'。9.在“用DIS研究平抛运动”实验中，某同学用传感器记录小球运动轨迹，得到水平方向位移x随时间t变化的图像如图所示。若小球初速度vx=5m/s，则图像斜率的物理意义为______。参考答案：水平初速度解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=vx•t，图像斜率k=x/t=vx=5m/s。10.在“用DIS研究圆周运动”实验中，某同学用传感器测量转台上的小球做圆周运动时的向心力F，得到F随半径r变化的图像如图所示。若小球质量为0.1kg，角速度ω=10rad/s，则图像斜率的物理意义为______。参考答案：角速度平方解析：向心力F=mrω²，F-r图像斜率k=ω²=10²=100m/s²。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，作图时若橡皮筋的结点偏离坐标原点，则会导致合力测量误差增大。（×）解析：结点偏离原点不影响合力测量，只要记录力的方向和大小即可。2.在“研究匀变速直线运动”实验中，用打点计时器记录小车运动时，应先接通电源再释放小车。（√）3.在“用单摆测量重力加速度”实验中，单摆摆动时若摆角过大，则会导致周期测量值偏大。（√）解析：摆角过大时，单摆运动不再是简谐运动，周期公式不再适用，实际周期会偏大。4.在“探究滑动摩擦力与压力关系”实验中，若木块在水平面上做匀速运动，则木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力。（√）5.在“验证机械能守恒定律”实验中，用重锤自由下落带动纸带时，若纸带与重锤连接处存在摩擦，则重锤的机械能会减少。（√）6.在“验证牛顿第二定律”实验中，用不同质量的小车分别连接相同弹簧，若保持弹簧伸长量一定，则加速度a与小车总质量M成反比。（√）7.在“用DIS测量动摩擦因数”实验中，若木块在水平面上做匀速运动，则木块受到的摩擦力等于木块的重力。（×）解析：摩擦力等于弹簧测力计的拉力，与重力无关。8.在“验证动量守恒定律”实验中，若两滑块碰撞后粘在一起，则系统动量守恒。（√）9.在“用DIS研究平抛运动”实验中，若小球初速度vx增大，则水平方向位移x随时间t变化的图像斜率增大。（√）10.在“用DIS研究圆周运动”实验中，若小球质量增大，则向心力F随半径r变化的图像斜率减小。（×）解析：斜率k=ω²，与质量无关。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，若作图时合力F与分力F1、F2的夹角之和超过180°，可能的原因是什么？如何改进？参考答案：可能原因是作图时力的比例尺选择不当或角度测量错误。改进方法：选择合适的比例尺，确保作图准确；多次测量取平均值。2.在“研究匀变速直线运动”实验中，用打点计时器记录小车运动时，如何判断纸带是否做匀变速运动？参考答案：通过测量连续相等时间间隔的位移差Δx=xBC-xAB，若Δx=aT²，则做匀变速运动。3.在“用单摆测量重力加速度”实验中，如何减小测量误差？参考答案：①摆线长度L应准确测量；②摆角应小于5°；③多次测量周期取平均值；④避免空气阻力影响。4.在“探究滑动摩擦力与压力关系”实验中，若实验数据不符合线性关系，可能的原因是什么？参考答案：可能原因是未考虑动摩擦因数随压力变化、存在其他摩擦力（如滚动摩擦）、实验装置不水平。5.在“验证机械能守恒定律”实验中，若重锤下落过程中纸带打点不清晰，可能的原因是什么？如何改进？参考答案：可能原因是打点计时器频率不稳定、纸带与重锤连接处存在摩擦。改进方法：检查电源频率；确保纸带与重锤连接处光滑。6.在“验证牛顿第二定律”实验中，如何减小实验误差？参考答案：①确保弹簧测力计竖直；②多次测量取平均值；③保持实验环境水平；④确保滑轮摩擦力最小。7.在“用DIS测量动摩擦因数”实验中，若实验数据不符合理论值，可能的原因是什么？参考答案：可能原因是实验装置不水平、存在其他摩擦力、传感器测量误差。8.在“用DIS研究平抛运动”实验中，如何减小实验误差？参考答案：①确保小球从同一高度释放；②多次测量取平均值；③确保传感器与水平面垂直。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用弹簧测力计分别测量两个互成角度的力，记录的力的大小分别为F1=4.0N和F2=3.0N，两力的夹角为θ=60°。若用平行四边形定则作图，则合力F的大小和方向分别为多少？参考答案：F=√(F1²+F2²+2F1F2cosθ)=√(4.0²+3.0²+2×4.0×3.0×cos60°)=√37≈6.08N。方向与F1的夹角α=30°。2.在“研究匀变速直线运动”实验中，用打点计时器记录小车运动，得到纸带如图所示（打点计时器频率为50Hz）。若测得A、B两点间距为3.0cm，B、C两点间距为5.0cm，则小车的加速度约为多少？参考答案：a=(xBC-xAB)/T²=(5.0-3.0)×10⁻²/(0.02)²=1.0m/s²。3.在“用单摆测量重力加速度”实验中，某同学测得摆长L=1.0m，单摆周期T=2.0s，则当地重力加速度g的测量值为多少？参考答案：g=4π²L/T²=4×(3.14)²×1.0/(2.0)²≈9.9m/s²。4.在“探究滑动摩擦力与压力关系”实验中，某同学用弹簧测力计水平拉一木块在长木板上匀速运动，记录数据如下表。若木块质量为0.5kg，则动摩擦因数μ的测量值为多少？|压力F/N|拉力Ff/N||--------|---------||2.0|1.6||4.0|3.2||6.0|4.8|参考答案：由表中数据可知Ff/F=1.6/2.0=0.8，即μ=0.8。5.在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用重锤自由下落带动纸带，测得某点速度v=2.0m/s，此时重锤距离初始位置高度h=5.0m，若不计空气阻力，则重锤的瞬时机械能变化量为多少？参考答案：ΔE=1/2mv²=1/2×2.0²=2.0J。6.在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学用不同质量的小车分别连接相同弹簧，用打点计时器测量加速度。若保持弹簧伸长量一定，则加速度a与小车总质量M的关系为多少？参考答案：a=F/M=kx/M，即a∝1/M。7.在“用DIS研究平抛运动”实验中，某同学用传感器记录小球运动轨迹，得到水平方向位移x随时间t变化的图像如图所示。若小球初速度vx=5m/s，则图像斜率的物理意义是什么？参考答案：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=vx•t，图像斜率k=x/t=vx=5m/s。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.A4.B5.D6.B7.D8.A9.C10.B二、填空题1.6.08；302.1.03.9.94.0.85.2.06.a∝1/M7.0.058.2×3+1×2=2vA'+1vB'9.水平初速度10.角速度平方