202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之力學實驗（四）

一,實驗題（共18小題）

1.（2022?遼寧）某同學利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶

和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感

器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔At。

（1）除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要（填“天平”或“刻度尺”）；

（2）該同學測得遮光帶（透光帶）的寬度為4.50cm,記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，

編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…

At/（X10-3s）73.0438.6730.00…

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器i勺平均速度大小為V3=m/s（結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為△口、At2,則重力加速度g=

（用d、Ati>At2表示）；

（4）該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當?shù)氐闹亓铀俣龋垖懗鲆粭l可能的原因:o

遮光帶透光帶

2.（2022?上海）在“用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒炛校?/p>

（1）擺線質(zhì)量和擺球質(zhì)量分別為m線和m球，擺線長為1,擺球直徑為d,則；

（A）m線》m理,l?d

（B）球，l?d

（C）mtt?m球，l?d

（D）m戲《m球，l?d

（2）小明在測量后作出的圖線如圖所示，則他測得的結(jié)果是g=m/s2c（保留2位

小數(shù)）

（3）為了減小誤差，應從最高點還是最低點開始計時，請簡述理由。

3.（2022?湖南）小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖（a）所示的

實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下：

n

刻

椽u

度

皮

支H

尺

架

筋H

塑料袋

圖(a)

（1）查找資料，得知每枚硬石的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度1,記錄數(shù)據(jù)如下表:

序號12345

硬幣數(shù)量出510152025

枚

長度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線;

，，//cm

圖（b）

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后榜.皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此時橡皮

筋的長度為cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩圾玩具的質(zhì)量為g（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

4.（2022?湖北）某同學設(shè)計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接固定的

拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平

面內(nèi)擺動，記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值T1nax和最小值Tmino改變小鋼球的初始釋放

位置，重及上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制的Tmax-Tmin圖像是一條直線，如圖乙所示。

（1）若小鋼球擺動過程中機械能守恒，則圖乙中直線斜率的理論值為。

（2）由圖乙得：直線的斜率為，小鋼球的重力為No（結(jié)果均保留2位有

效數(shù)字）

（3）該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是（單選，填正確答案標號）。

A.小鋼球擺動角度偏大

B.小鋼球初始釋放位置不同

C小鋼球擺動過程中有空氣阻力

■Tmax/N

乙

5.（2021?北京）物理實驗一般都涉及實驗Fl的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析

等。例如:

（1）實驗儀器。用游標卡尺測其金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為mm。

（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、

D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為

50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vc=m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。

（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使

小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。

請分析說明這個要求的理由。

6.（2021?湖南）某實驗小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實驗步驟如

下:

（1）用游標卡尺測量墊塊厚度h,示數(shù)如圖（b）所示，h=cm；

（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導領(lǐng)至水平；

（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

（4）在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應的加速度a；

（5）在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復步驟（4），記錄數(shù)據(jù)如下表：

n123456

（a/nrs_2）0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線。

圖⑹

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

7.（2021?海南）為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖1所示的氣墊導

軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字亳秒計）進行實驗。此外可使用的實驗器材還

（1）某同學設(shè)計了如下的實驗步驟，其中不必要的步驟是;

①在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門I、II,并連接數(shù)字亳秒計;

②用天平測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量m；

③用游標卡尺測量遮光條的寬度d;

④通過導軌上的標尺測出A、B之間的距離1；

⑤調(diào)整好氣墊導軌的傾斜狀態(tài)：

⑥將滑塊從光電門I左側(cè)某處，由靜止開始釋放，從數(shù)字亳秒計讀出滑塊通過光電門I、H的時間Ati、

△t2;

⑦用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度hi、h2:

改變氣墊導物傾斜程度，重復步驟⑤⑥⑦，完成多次測量。

（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數(shù)如圖2所示，則＜1=mm；某次

實驗中，測得"=11.60ms,則滑塊通過光電門I的瞬時速度vi=m/s（保留3位有效

數(shù)字）；

（3）在誤差允許范圍內(nèi)，若hi?h2=（用上述必要的實驗步驟直接測量的物

理量符號表示，已知重力加速度為g）,則認為滑塊下滑過程中機械能守恒；

（4）寫出兩點產(chǎn)生誤差的主要原因：。

8.（2021?乙卷）某同學利用圖（a）所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對

做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示

（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球

軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖（b）

中標出.

圖(b)

完成F列填空：（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（1）小球運動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量人小為m/s；豎直分量人小為

m/s；

（2）根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可得，當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2.

9.（2021?甲卷）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學將貼有標尺的瓷磚的一端放在水平桌

面上，形成一傾角為a的斜面（已知sina=0.34,cosa=0.94）,小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。

該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個連續(xù)相等時間間隔（每個時

間間隔AT=0.20s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=l,2,3,4,5）,如表所示。

SIS2S3S4S5

5.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm

由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s2,小銅塊與瓷磚表面間的動摩

擦因數(shù)為。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m/s2）

10.（2021?福建）某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關(guān)系，實驗過程如下:

薄板

圖(a)圖(b)

（1）首先將未安裝薄板的小主置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。

（2）用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)整過程中打

出的紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應該（填“往左移”“往

右移”或“固定不動

（3）在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。

（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分

如圖（c）所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標出的每兩個相鄰計數(shù)點之間還有

4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為m/s（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

（5）保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車v-t圖像如圖

（d）所示，由圖像可知小車加速度大小（填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。

據(jù)此可以得到的實驗結(jié)論是O

II.（2021?廣東）某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透

明有機玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固

定一亳米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球（宜徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進，每滑進一

個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應的刻度尺示數(shù)Ln,數(shù)據(jù)如表所示。實驗

過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。

nI23456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

（I）利用ALi=Li+a-Li（i=1,2.3）計算彈簧的樂縮量：ALi=6.03cm,AL?=6.08cm.ALs=

cm,壓縮量的平均值瓦=兒：+、2+43=cm；

（2）上述而是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m（結(jié)果保留3位有

效數(shù)字）。

12.（2021?重慶）某同學用手機和帶刻度的玻璃筒等器材研究金屬小球在水中豎直下落的速度變化情況。

1

他用手機拍攝功能記錄小球在水中靜止釋放后位置隨時間的變化，每ns拍攝一張照片。

x/mm

8

7()()

6()()

500

400

300

2()0

100

00L

0

0.150.250.350.450.550.650.75

,O5

（1）取某張照片中小球的位置為。號位置，然后依次每隔3張照片標記一次小球的位置，則相鄰標記

位置之間的時間間隔是So

（2）測得小球位置x隨時間t變化曲線如題圖所示，由圖可知，小球在0.15s?0.35s時間段平均速度的

大?。ㄟx填“大于”、“等于"、“小于”）在0.45s?0.65s時間段內(nèi)平均速度的大小。

（3）在實驗器材不變的情況下，能夠減小實驗測量誤差的方法有：（寫出一

種即可）。

13.（2021?遼寧）某同學閱讀教材中的“科學漫步”欄目，對“流體的阻力（f）跟物體相對于流體的速度

（v）有關(guān)”這一說法產(chǎn)生了興趣，通過查閱資料得知：對于球形物體，二者間存在定量關(guān)系f=kv,k

為比例系數(shù)。該同學為探究這一關(guān)系利用如圖（a）所示裝置測量ko具體操作如下：在柱狀玻璃容器

中注入某透明液體，將小球在液面處由靜止釋放，當小球運動到0刻度線處開始計時，每下落10日】記

錄一次時間，得到多組下落高度h與時間t的數(shù)據(jù)，作出h-t圖像如圖（b）中實線所示。

廠

l3

l

l

l1

li0

加l

i

i2

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hi

i

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i03

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hi

i

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hi

i

i

l0【5

l

l

l9

l0

l

l1

lC0

圖（a）

（I）由h-t圖像可知，從計時開始小球近似做運動。

（2）已知液體密度p=8.0XK）2kg/m3,小球體積V=5.0XIO”％?、質(zhì)量m=4.0XlO^kg,結(jié)合h-i

圖像可得1<=kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）.

（3）若再用一個體積相同、密度較大的球，重復上述實驗，所得h-t圖像也是一條直線，則該直線可

能是圖（b）中的虛線。

14.（2021?天津）某實驗小組利用手機的錄像功能拍卜.小球在斜面上做勻加速直線運動的過程。為便于記

錄小球各個時刻在斜面上的位置，將錄像中時間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如

圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為XI、X2、X3、X4、X5、X6o

①寫出小球在位置1的速度表達式。

②要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運動過程中的加速度表達式o

③在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）

15.（2021?河北）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系。所用器材有：一端帶

滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為200g,

其上可放鉤碼）、刻度尺。當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2。實驗操作步驟如下：

遮光條光電門1光電門2

Xfifl

U.Jb_l'

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示：

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；

③保持繩下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復上述

步驟；

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼

和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加最△Ek及系統(tǒng)總機械能的減少量AE,結(jié)果如下表所示：

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

△Ek/J0.5870.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

問答下列問題：

（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J（保留三位有效數(shù)字）;

（2）步驟④中的表格所缺數(shù)據(jù)為:

（3）以M為橫軸，AE為縱地，選擇合適的標度，在圖2中繪出AE-M圖像；

A/kg

圖2

若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為（保

留兩位有效數(shù)字）。

16.（2021?湖北）某同學假期在家里進行了重力加速度測量實驗。如圖（a）所示，將一根米尺豎直固定，

在米尺零刻度處由靜止釋放實心小鋼球，小球下落途經(jīng)某位置時，使用相機時其進行拍照，相機曝光時

間為高s。由于小球的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。根據(jù)照片中米尺刻度讀出小球所在位

置到釋放點的距離H、小球在曝光時間內(nèi)移動的距離計算出小球通過該位置時的速度大小v,進而

得出重力加速度大小實驗數(shù)據(jù)如下表：

米尺

一

.三

-

三°!

-3二

一

Y一

二

二主尺

一23cm

三

三

_三

_

_

一

二

一

三

二

_三

_o游標尺1020

三

_

一

醫(yī)（b）

次數(shù)12345

△l/cm0.850.860.820.830.85

/(m?s“)4.254.104.154.25

H/m0.91810.94230.85300.88600.9231

（1）測量該小球直徑時，游標卡尺示數(shù)如圖（b）所示，小球直徑為mm。

（2）在第2次實驗中，小球下落H=0.9423m時的速度大小v=m/s（保留3位有效數(shù)字）；

第3次實驗測得的當?shù)刂亓铀俣却笮=m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

（3）可以減小本實驗重力加速度大小測量誤差的措施有。

A.適當減小相機的曝光時間

B.讓小球在真空管中自由下落

C.用質(zhì)量相等的實心鋁球代替實心鋼球

17.（2021?浙江）（1）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始

下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示。O點是打下的第一個點，A、B、C和D為另

①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的，理由

是o

②已知交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從O點到C點，重物

的重力勢能變化量的絕對值|AEP尸J、C點的動能EkC=J（計算結(jié)果均保

留3位有效數(shù)字）。比較EkC與|AEP|的大小，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是（單選）。

A.工作電壓偏高

B.存在空氣阻力和摩擦力

C.接通電源前釋放了紙帶

（2）圖3所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中

①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是（單選）。

A.旋轉(zhuǎn)測量頭

B.增大單縫與雙縫間的距離

C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行

②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是（單選）

A.減小單縫與光源間的距離

B.減小單縫與雙縫間的距離

C.增大透鏡與單縫間的距離

D.增大雙縫與測量頭間的距離

18.（2021?浙江）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗。裝有祛碼的盤用繞過滑輪的細

線牽引小車，盤和祛碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出，以小車為研

究對象，改變跌碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變化的關(guān)系。

而響叫而唧響叩叫唧響$哪叩師II唧|1唧甲刖唧叩明|11腳哪啊唧卿11即|1叩唧師|

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n

圖2

①關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是o

A.需要補償小車受到阻力的影響

B.該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第條（填寫“I”或“II”）紙帶；

③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出的W-、2圖象是一條過原點的直線，據(jù)此圖象（填“能”

或“不能”）求出小車的質(zhì)量。

二,解答題（共1小題）

19.（2021?全國）現(xiàn)需對一量程為15.0N的舊彈簧秤進行校定。未掛物體時，該彈簧秤讀數(shù)為零。將一質(zhì)

量為500g的鉤碼掛在該彈簧秤下面，彈簧秤指針位置如圖所示。

(1)此時彈簧秤的讀數(shù)為N(保留1位小數(shù))。

(2)若對于該彈簧，可以認為胡克定律仍然適用，且當?shù)刂亓铀俣葹間=9.80m/s2,則彈簧秤的量程

應改為N(保留1位小數(shù))。

(3)秤中的彈簧經(jīng)長時間使月后，其勁度系數(shù)(填“變大”“變小”或“不變

202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之力學實驗（四）

參考答案與試題解析

一,實驗題（共18小題）

1.（2022?遼寧）某同學利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶

和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由卜落穿過光電傳感

器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔

（I）除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要刻度尺（填“天平”或“刻度尺”）；

（2）該同學測得遮光帶（透光帶）的寬度為4.50cm,記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，

編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶???

At/(X10'3S)73.0438.6730.00???

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為V3=1.5nVs（結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字）；

（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為△」、A:2,則重力加速度g=

，以"二人?（用心△□、△仁表示）;

加1市2（市1+市2）

（4）該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：光柵板受到空氣阻

力的作用o

遮光帶透光帶

【考點】測定自由落體運動的加速度.

【專題】定量思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；推理論證能力.

【答案】（1）刻度尺；（2）1.5；（3）：（4）光柵板受到空氣阻力的作用。

4t遇12（411+4亡2）

【分析】（1）根據(jù)實驗原理選擇合適的實驗器材；

（2）根據(jù)測速原理結(jié)合運動學公式計算出光電傳感器的平均速度；

（3）根據(jù)運動學公式計算出重力加速度的大小；

（4）根據(jù)實驗原理結(jié)合實驗現(xiàn)象分析出可能的原因。

【解答】接：（1）該實驗測量重力加速度，不需要天平測量質(zhì)量；需要用刻度尺測量遮光帶的寬度，故

需要刻度尺；

（2）根據(jù)平均速度的計算公式可知

d4.5x10-2

”片雷產(chǎn)m/s=L5m/s

（3）根據(jù)勻變速直線運動平均速度等于中間時刻的速度，貝J

d

d

%=至

則方=%+.（陽產(chǎn)）

可得.2=—2d⑷1一陽）_

g%/亡2⑷1+a2）

（4）光柵板的長度明顯，下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度。

故答案為：（1）刻度尺；（2）1.5；（3）（4）光柵板受到空氣阻力的作月。

【點評】本題主要考查了牛頓第二定律的驗證實驗，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作，結(jié)合運動學公

式和牛頓第二定律即可完成分析。

2.（2022?上海）在“用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒炛校?/p>

（1）擺線質(zhì)量和擺球質(zhì)量分別為m線和m球，擺線長為I,擺球直徑為d,則（D）；

（A）m線》m球,l?d

（B）m線?01球，l?d

（C）m&?m球，l?d

（D）m或?m球，l?d

（2）小明在測量后作出的T2-1圖線如圖所示，則他測得的結(jié)果是g=9.75m/s?。（保留2位小數(shù)）

<3）為了減小誤差，應從最高點還是最低點開始計時，請簡述理由。

T2/S2

1.350

7495//cm

【考點】用單擺測定重力加速度.

【專題】定量思想：推理法；單擺問題；推理論證能力.

【答案】（1）（D）；（2）9.75；（3）見解析

【分析】（I）根據(jù)實驗原理理解擺線和擺球應該滿足的關(guān)系；

（2）根據(jù)單擺的周期公式結(jié)合圖像的斜率得出重力加速度的數(shù)值；

（3）根據(jù)實驗原理分析出減小誤差的方法。

【解答】解：（1）根據(jù)實驗原理可知，擺線質(zhì)量要遠小于擺球質(zhì)量，而擺線長度要遠大于擺球直徑，故

（D）正確，（ABC）錯誤：

故選：（D）。

（2）根據(jù)單擺的周期公式7=2"J可知，

9

即圖像中的斜率為k=萼=③攬二猾,

2

解得：g=9.75m/s0

（3）為了減小誤差，應從最低點開始計時，因為單擺在擺動過程中經(jīng)過最低點速度最大，最高點速度

最小，在最低點計時誤差比較小。

故答案為:（1）（D）；（2）9.75；（3）見解析

【點評】本題主要考查了單擺測量重力加速度的實驗，根據(jù)實驗原理掌握止確的實驗操作，結(jié)合單擺的

周期公式和圖像即可完成分析。

3.（2022?湖南）小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖（a）所示的

實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下：

二

刻

椽/

度

皮

支

尺

架

筋r;l

塑料袋

圖(a)

（1）查找資料，得知每枚硬市的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度1,記錄數(shù)據(jù)如下表:

序號I2345

硬幣數(shù)最n/510152025

枚

長度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線;

圖（b）

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中,穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此時橡皮

筋的長度為15.35cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為127g（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【考點】探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系.

【專題】定量思想：推理法；彈力的存在及方向的判定專題；推理論證能力.

【答案】（3）如上圖所示；⑷15.35；（5）127

【分析】（3）將表中數(shù)據(jù)描于坐標紙上，用一條直線盡可能多地穿過更多的點，不在直線上的點盡量均

勻分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點舍去，畫出圖像；

（4）根據(jù)刻度尺的讀數(shù)規(guī)則得出橡皮筋的長度；

（5）根據(jù)圖像的特點結(jié)合硬幣的質(zhì)量得出冰墩墩玩具的質(zhì)量。

【解答】解：（3）將表中的數(shù)據(jù)描于坐標紙上，用一條直線盡可能多地穿過更多的點，不在直線上的點

盡最均勻分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點舍去，畫出的1-n圖像如下圖所示：

（4）刻度尺的分度值為0.1cm,需要估讀到下一位，則橡皮筋的長度為15.35cm；

（5）根據(jù)上述表格可知，當橡皮筋的長度為15.35cm時，對應的橫軸坐標約為21枚，結(jié)合題目中的數(shù)

據(jù)可知，冰墩墩玩具的質(zhì)量為m=21X6.05g=127go

故答案為：（3）如上圖所示;（4）15.35；（5）127

【點評】本題主要考查了彈力和彈簧伸長關(guān)系的探究實驗，熟悉作圖法，學會從圖像上得出對應的物理

量即可，難度不大。

4.（2022?湖北）某同學設(shè)計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接固定的

拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平

面內(nèi)擺動，記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值Tmx和最小值Tmin。改變小鋼球的初始釋放

位置，重復上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制的Tmax-Tmin圖像是一條直線，如圖乙所示。

（I）若小鋼球擺動過程中機械能守恒，則圖乙中直線斜率的理論值為-2o

（2）由圖乙得：直線的斜率為-2.1，小鋼球的重力為0.59No（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是C（單選，填正確答案標號）。

A.小鋼球擺動角度偏大

B.小鋼球初始釋放位置不同

C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力

■Tmax/N

乙

【考點】驗證機械能守恒定律.

【專題】定量思想；推理法；牛頓第二定律在圓周運動中的應用；應用數(shù)學處理物理問題的能力.

【答案】（1）?2；（2）?2.1、0.59；（3）C

【分析】小球下擺過程機械能守恒，應用機械能守恒定律求出小球到達最低時的速度，小球到達最低點

時的速度最大，細線的拉力最大。當物體開始釋放時，拉力最小，根據(jù)牛和頓第二定律求出最大拉力和

最小拉力的關(guān)系，再結(jié)合圖乙所示圖象分析答題。

【解答】解：（1）設(shè)小球的質(zhì)量為m,擺長為L,最大擺角為仇小球到達最低點時的速度大小為v,

小球下擺過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：mg（L-Lcos0）=1mv2

小球到達最低點時細線拉力最大，設(shè)最大拉力為Fmax，

由牛頓第二定律得：Fmax-IBg=

小球到達最高點時，拉力最小，設(shè)為Fmin。

由于速度為零，所以有：Fmin-mgcos9=0

聯(lián)立以上幾式可得:Fmax=3111g_2Fmin

（2）由圖象乙可知：圖象的斜率1<=窘"=崎畢=-2.1。

將圖象中的Fmin=0,Fmax=L77N代入上式可得：mg=0.59N；

（3）此實驗的系統(tǒng)誤差主要日空氣阻力引起，按照實驗過程的基本要求，使擺動的角度大一些，或使

小球的初始位置不同，正是使實驗數(shù)據(jù)具有普遍性，故AB錯誤，C正確。

故選：Co

故答案為：（1）-2；（2）?2.1、0.59；（3）C

【點評】理解實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵，根據(jù)題意應用機械能守恒定律與牛頓第二定律即可解題。

5.（2021?北京）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析

等。例如:

3主尺4cm

IIIIIIIIIIIII

|IIII|IIIII

0游標尺10

圖I圖3

圖2

（1）實驗儀淵。用游標卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖I所示。則該金屬管的內(nèi)徑為31.4mm。

（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、

D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為

50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vc=0.44m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。

（3）實驗原理。圖3為“探究加速度馬力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使

小車做勻加速直線運動的合力.實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)曷m比小車質(zhì)曷M小得多.

請分析說明這個要求的理由。

【考點】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系.

【專題】實驗題；定量思想；實驗分析法；牛頓運動定律綜合專題；實驗探究能力.

【答案】（1）31.4；（2）0.44；（3）見解析。

【分析】（1）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)方法可得該金屬管的內(nèi)徑；

（2）根據(jù)勻變速直線運動中間時刻瞬時速度等于這段時間的平均速度解得C點速度；

（3）根據(jù)實驗原理結(jié)合牛頓第二定律可分析。

【解答】解：（1）游標卡尺的精度為0.1mm,主尺讀數(shù)為3.1cm=31mm,游標尺讀數(shù)為4X0.lmm=0.4mm,

故該金屬管的內(nèi)徑為31mm+0.4mm=31.4mm

（2）相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出，相鄰兩點的時間為t=5T=5XO.O2s=O.ls,根據(jù)勻變

速直線運動中間時刻瞬時速度等于這段時間的平均速度可知vc=弟=12既產(chǎn)0'io-2/s=O.44m/s

/XU.1m

（3）設(shè)繩的拉力為T,小車運動的加速度為a。對桶和砂，有mg-T=ma：對小車，有丁=\^。得T=

品mg。小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F,即F=M1

環(huán)所”=通心可見,只

有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直

線運動的合力Fo

故答案為：（1）31.4；（2）0.44；（3）見解析。

【點評】對該實驗要明確實驗原理，在此基礎(chǔ)上對器材的選擇，誤差分析，注意事項等問題進行分析會

起到事半功倍的效果，注意只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重

力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力。

6.（2021?湖南）某實驗小組利莊圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主:要實驗步驟如

T：

（1）用游標卡尺測量墊塊厚度h,示數(shù)如圖（b）所示，h=1.02cm；

（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導軌至水平：

（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

（4）在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應的加速度a；

（5）在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復步驟（4）,記錄數(shù)據(jù)如下表：

n123456

（a/m*s-2）0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（C）上描點，繪制圖線。

圖⑹

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是0.345m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

【考點】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系.

【專題】定量思想：推理法：牛頓運動定律綜合專題：分析淙合能力.

【答案】（1）1.02；（2）如上圖、0.345

【分析】（1）游標卡尺的讀數(shù)=整數(shù)亳米+格數(shù)X精確度；

（5）根據(jù)牛頓第三定律寫出加速度與n的關(guān)系式，并用表格中的數(shù)據(jù)畫出一條直線，兩者結(jié)合求出斜

面長，再將n=4代入表達式從而求出第四組的空缺值。

【解答】解.：（1）游標卡尺的精度為0.1mm,游標卡尺的示數(shù)為主尺與游標尺的示數(shù)之和，所以h=

1Omm+2X0.1mm=10.2mm=1.02cm；

a(m?S*)

（2）由表中的數(shù)據(jù)在坐標系中先描點，再過這些點畫一條直線，如圖所示。

根據(jù)實驗過程知，在已經(jīng)調(diào)水平后，放n個墊塊的加速度2=84］。=苧乂9=華乂九，結(jié)合繪制的a?

n圖像可求得圖角的斜率k=縷畀建m/s?=0.0862m/s2,那么當n=4時，a4=4k=4X0.0862m/s2

0.4-U.o

=0.345m/s2o

故答案為：（1）1.02：（2）如上圖、0.345

【點評】對于實驗考查加速度與作用力的關(guān)系，從題干上看絲亳沒有與實驗目的相關(guān)的表達，但只有應

用牛頓第二定律寫出表達式后，就可以體會到此實驗的巧妙之處。

7.（2021?海南）為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖1所示的氣墊導

軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字亳秒計）進行實驗。此外可使用的實驗器材還

（1）某同學設(shè)計了如下的實驗步驟，其中不必要的步驟是②④

①在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門I、n,并連接數(shù)字亳秒計；

②用天平測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量m；

③用游標卡尺測量遮光條的寬度d；

④通過導軌上的標尺測出A、B之間的距離1；

⑤調(diào)整好氣墊導軌的傾斜狀態(tài)；

⑥將滑塊從光電門I左側(cè)某處，由靜止開始釋放，從數(shù)字亳秒計讀出滑塊通過光電門I、H的時間△口、

△12;

⑦用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度hi、h2;

改變氣墊導軌傾斜程度，重復步驟⑤⑥⑦，完成多次測量。

（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數(shù)如圖2所示，貝Ud=5.00mm：某次實驗

中，測得△6=11.60ms,則滑塊通過光電門I的瞬時速度vi=0.431nVs（保留3位有效數(shù)字）：

d）2

（3）在誤差允許范圍內(nèi)，若hl.h2=2皿爭2陽（用上述必要的實驗步驟直接測量的物理量

符號表示，已知重力加速度為g）,則認為滑塊下滑過程中機械能守恒；

（4）寫出兩點產(chǎn)生誤差的主要原因：空氣阻力、遮光條太寬o

【考點】驗證機械能守恒定律：游標卡尺的使用與讀數(shù).

【專題】定量思想：推理法；恒定電流專題；分析綜合能力.

-（—）2-i（—）2

【答案】⑴②④；（2）5.00.0.431；⑶結(jié)一咨」；（4）空氣阻力、遮光條太寬

9

【分析】（1）根據(jù)此實驗的設(shè)計原理，大致寫出要驗證的表達式，從而確定需要測量的物理量及操作步

驟；

（2）游標卡尺的讀數(shù)為主尺和游標尺的示數(shù)之和；

（3）根據(jù)光電門原理求得速度，從而得到動能增加量，根據(jù)重力勢能的減少量，再根據(jù)機械能守恒定

律可求得要險證的表達；

（4）根據(jù)實驗原理和實際操作步驟分析誤差。

【解答】解：（1）滑塊沿光滑的斜面下滑過程機械能守恒，需要通過光電門測量通過滑塊運動的速度:

d

v=Zt

滑塊下滑過程中機械能守恒，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能：mg（九1-電）=4加域-：加譜=

4m送）2-3m第2

整理化簡得:g（理一九2）=[（卷）2-4（普）2

所以測量滑塊和遮光條得總質(zhì)量m不必要，②滿足題目要求，測量A、B之間的距離1不必要