高中物理练习：力学实验复习专练

高二物理——力学实验专题复习

姓名班级___________

一、探究小车速度随时间变化的规律

1.（2022.浙江.高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图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O为位移测量起

点和计时起点，则打计数点8时小车位移大小为cm。由图3中小车运动的数据点，求

②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是

A.换成质量更小的小车B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成效码盘和弦码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_____;

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。点。

二、探究加速度与力质■的关系

1.（2022.山东.统考高考真题）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k滑块。调平气垫导轨：

③将弹簧左端连接力传感冷，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于。点cA点到0

点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于4点，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〃随时间/变化的图像，部分图像如图

乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧的劲度系数为N/mo

（2）该同学从图乙中提取某些时刻尸与。的数据，画出。一尸图像如图丙中I所示，由此可

得滑块与加速度传感器的总质量为kg。

（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图闪中画出新的。一F图像H,

则待测物体的质量为kgo

2.（2020.浙江.高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方

案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：

打点计时第

（i）挂上托盘祛码，改变木板倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

（ii）取下托盘和祛码，测出其总质量为〃?，让小车沿木板下滑，测出加速度

<iii）改变砧码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到尸的美系。

①实验获得如图所示的纸带，计数点。、b、c、d、e、/间均有四个点未画出，则在打〃点时

小车的速度大小5=m/s（保留两位有效数字）；

abedef

••♦•••

||||川||川||川|||||||||||||||||||||||||||川||||||川||川||加||||||加||川|||||||||||||||

29303132333435363738cm

②需要满足条件M»m的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把，咫

作为尸值的是_____（选填“甲”、“乙”或呷和乙”）。

答案第2页，共8页

3.（2020.北京.高考真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究:

（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，

前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静抬起板

擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度

与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：（选填选项前的字母）。

A.小车质量相同，钩码质量不同

B.小车质量不同，钩码质量相同

C.小车质量不同，钩码质量不同

«----------亡二1/细线।一~-]板擦

磷「廿二m俯视图运动方向正至]~R

-------------------------'---------►动万向==

___<____爪★

图I

（2）某同学为了定量验证（1）中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度。与质量”的7

组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组

数据描在坐标纸上，并作出图像一

次数1234567

0.620.560.480.400.320.240.15

M/kg0.250.290.330.400.500.711.00

图2图3

（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力请在图3中画出小车受力的

示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：

A.使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力

B.若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力

C.无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力

D.让小车的运动趋近与匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

三、探究平抛运动的特点

1.（2022.浙江.高考真题）（1）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置

为坐标原点O,建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为〃处静止释放，使

其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一

点、A,读取其坐标（xo,yo）。

①下列说法正确的是_______O

A.实验所用斜槽应尽量光滑

B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来

C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据

②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小-6=

A.B.J2gy°C.D.

③本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是

2.（2021.全国.高考真题）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学

使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍

摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖

直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。

该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。

6.1cm

8.6cm

H1HIBHIH:：：：：：：:：：：：:：*：：11Ocm

iniitniiimiiininssinm

运逐逋运整逋运I圜

13.4cm

酒晒

图(a)

完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）

（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为m/s,竖直分量大

小为m/s；

（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为nVs2o

答案第4页，共8页

四、验证机械能守恒

1.（2022.河北.高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材

验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为鼠原长为钩码的

质量为机。已知弹簧的弹性势能表达式为七=；去二其中攵为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形

变量，当地的重力加速度大小为g。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为心接通打点计时器

电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分

纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为7（在误差允许范围内，认为释放钩

码的同时打出A点）。从打出A点到打出尸点时间内，弹簧的弹性势能减少量为,钩

码的动能增加量为,钩码的重力势能增加量为o

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量

分别与钩码上升高度/?的关系，如图3所示。由图3可知，随着〃增加，两条曲线在纵向的

间隔逐渐变大，主要原因是o

2.（2021・浙江・高考真题）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重

物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。。点是打下的第一个

点，A、B、C和。为另外4个连续打下的点。

・0・.(<•彳卅.CP

甲1|11甲加川|叫叩11岫叩川|川1|1叫川111即111|1呷叩呷111|1叫叫川|111丫111|皿|叫1111|1川|1川|1111|111¥111|1111|叫川1|1川|呼叫111|1

01cm2319202122232425262728293031323334

①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是

②已知交流电频率为50Hz,重物质量为200g,当地重力加速度g=980m/s2,则从。点到。点,

重物的重力势能变化量的绝对值|△耳卜J、。点的动能4•=J（计算结

果均保留3位有效数字）.比较心与卜々,|的大小，出现这一结果的原因可能是___________

A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带

五、其他力学实验

1.（2020.全国•统考高考真题）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A方尺

和如图所示。一实验小组用此装置测量小球8运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球8释放时的高度上尸0.590m,

下降一段距离后的高度〃=0.100m；由加下降至〃所用的时间7=0.730s。由此求《）B

得小球8加速度的大小为听m/s2（保留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球A、8的质量分别为100.0g和150.0g,当地重°

力加速度大小为g=9.80m/s2o根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为

“'=m/s2（保留3位有效数字）。

可以看出，4与。有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出条可能产生这结果的原因：

2.（2019•全国•高考真题）如图（a）,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所

用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带

等.回答下列问题：

（I）铁块与木板间动摩擦因数〃=（用木板与水平面的夹角0、重力加速度g和铁块下

滑的加速度。表示）

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角叙30。.接通电源.开启打点计时器，释放铁块，

铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示.图中的

点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）.重力加速度为9.8m/s2.可以计算

出铁块与木板间的动摩擦因数为（结果保留2位小数）.

答案第6页，共8页

3.（2018•全国•高考真撅）如图⑶，一弹史上端固定在支架顶端，下端悬拌一杆渤：一标尺由

游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固

定有一能与游标刻度线准确对齐的装置.，简化为图中的指

针.

现要测量图（a）中弹簧的劲度系数.当托盘内没有跌码时，

移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950

cm；当托盘内放有质量为0.100kg的祛码时，移动游标，

再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读

数为cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m（保留

3位有效数字）.

4.（2018・天津・高考真题）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方

木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套〕，刻度尺,

图钉（若干个）.

①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有.

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分