2026高考物理第二輪專題復(fù)習(xí)

16.力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1.（7分）（2024海南卷）為驗(yàn)證兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學(xué)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、

橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細(xì)線和圖釘?shù)绕鞑?，按照如下?shí)驗(yàn)步

既完成實(shí)驗(yàn):

G

0

/.用圖釘將白紙固定在水平木板上。

〃.如圖甲、乙所示，橡皮條的一端固定在木板上的G點(diǎn)，另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，將兩細(xì)線

系在小圓環(huán)上，細(xì)線另一端系在彈簧測(cè)力計(jì)上,用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)到某位

置，并標(biāo)記圓環(huán)的圓心位置為O點(diǎn)，拉力B和F2的方向分別過Pi和P2點(diǎn)，大小分別為

Fi=3.60N、月=2.90N;改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)，使其圓心到。點(diǎn),在拉力廠的方

向上標(biāo)記P3點(diǎn),拉力的大小為F=5.60No請(qǐng)完成下列問題：

⑴在圖乙中按照給定的標(biāo)度畫出外、B和尸的圖示,然后按平行四邊形定則畫出外、B

的合力

（2）比較”和R寫出可能產(chǎn)生誤差的兩點(diǎn)原因

2.（7分）（2024廣西卷）單擺可作為研究簡諧運(yùn)動(dòng)的理想模型。

（1）制作單擺時(shí)，在圖甲、圖乙兩種單擺的懸掛方式中，選擇圖甲方式的目的是要保持?jǐn)[動(dòng)

中不變。

（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，讀數(shù)如圖丙，則擺球直徑為cm0

甲

f"11二

乙

（3）若將一個(gè)周期為7的單擺，從平衡位置拉開5。的角度釋放，忽略空氣阻力,擺球的振動(dòng)可

看為簡諧運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,以釋放時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則擺球偏離平衡位置的位

移x與時(shí)間t的關(guān)系為o

3.（12分）（2025河北張家口二模）某實(shí)驗(yàn)小組探究滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置

如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下:

a.將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置于水平桌面上，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平；

b.在氣墊導(dǎo)軌上安裝光電門1和2,將光電門1固定；

c.測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，將遮光條安裝在滑塊上，測(cè)出滑塊和遮光條的總質(zhì)量

d.用細(xì)線連接滑塊,將滑塊放置在光電門1右側(cè)氣墊導(dǎo)軌上的某一位置，細(xì)線繞過左側(cè)的定

滑輪，懸掛質(zhì)量為的鉤碼，調(diào)節(jié)細(xì)線與導(dǎo)軌平行；

C.啟動(dòng)氣源,氣墊導(dǎo)軌正常工作后，由靜止釋放滑塊，記錄遮光條通過光電門1的時(shí)間3和通

過光電門2的時(shí)間7；

f.改變光電門2的位置，保持滑塊從同一位置釋放，多次記錄遮光條通過光電門2的時(shí)間/

和光電門1、2的間距”作出%，圖像如圖丙所示。

（1）遮光條的寬度d=mm。

⑵請(qǐng)表示出滑塊在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)的加速度大小片（用d、t、小L表示）。

⑶若圖丙中的圖像的斜率為匕截距為"重力加速度為g,則遮光條通過光電門1的瞬時(shí)速

度為也=2o（均從氏d、k、g中選用合適的字母表示）

4.（12分）（2025湖南長沙模擬）小劉同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在

豎直平面半徑為R的帶角度刻度線的光滑半圓軌道的最低點(diǎn)固定一光電門（圖中未畫出）。

將小球（直徑4?R）拉離豎直方向一定角度0由靜止釋放,記錄小球通過光電門的時(shí)間i。

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑4由于前小半部分被遮擋，只能看到后半部分，測(cè)量結(jié)果如

圖乙所示，則小球的直徑為emo

⑵若有關(guān)系式（用g、R、d、t、0表示）成立，則可驗(yàn)證該過程小球的機(jī)械能守恒。

⑶小王同學(xué)用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?，分別記錄小球拉開的角度仇、&、仇…

及對(duì)應(yīng)的遮光的時(shí)間/H/2>/3...O由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過描點(diǎn)作出了如圖丙所示的線性圖像,

則圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)為（選填”尸產(chǎn)或皆）。如果不考慮實(shí)驗(yàn)誤差，若該圖線斜率的絕

對(duì)值為人則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮椋ㄓ胐、R、k表示）。

5.（12分）（2025湖北卷）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量重力加速度大小g。細(xì)繩

跨過固定在鐵架臺(tái)上不可轉(zhuǎn)動(dòng)的小圓柱體，兩端各懸掛一個(gè)重錘。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

光電門、?

才...-

:gH

遮光片、比…一..

ZZZ/ZZZ//ZZZ/ZZZZ/ZZ/ZZZ

甲

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度do

②將遮光片固定在重錘1上，用天平測(cè)量重錘1和遮光片的總質(zhì)量〃2、重錘2的質(zhì)量

m\nr>ni)o

③將光電門安裝在鐵架臺(tái)上，將重錘1壓在桌面上,保持系統(tǒng)靜止，重錘2離地面足夠高。

用刻度尺測(cè)量出遮光片中心到光電門的豎直距離

④啟動(dòng)光電門，釋放重錘1,用數(shù)字毫秒計(jì)測(cè)出遮光片經(jīng)過光電門所用時(shí)間t.

⑤根據(jù)上述數(shù)據(jù)求出重力加速度大小g。

⑥多次改變光電門高度，重復(fù)步驟③④⑤，求出g的平均值。

回答下列問題：

⑴測(cè)量4時(shí),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，可知d=cm。

1彳主尺cm

0游標(biāo)尺1020

乙

(2)重錘1通過光電門時(shí)的速度大小為v=(ffld、7表示)。若不計(jì)摩擦,g與m、"、

d、I、”的關(guān)系式為g=o

(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)〃「和m之比接近于1時(shí),g的測(cè)量值明顯小于真實(shí)值。主要原因是圓柱體

表面不光滑，導(dǎo)致跨過圓柱體的繩兩端拉力不相等。理論分析表明，圓柱體與繩之間的動(dòng)摩

擦因數(shù)很小時(shí)，跨過圓柱體的繩兩端拉力差△了=黑&其中>是只與圓柱體表面動(dòng)摩擦因

數(shù)有關(guān)的常數(shù)。

保持"7'+〃7=2〃?0不變淇中m-(1+/?)777O,/n=(1P足夠小時(shí)，重錘運(yùn)動(dòng)的加速度大小可

近似表示為4=(P-7)g。調(diào)整兩重錘的質(zhì)量，測(cè)得不同夕時(shí)重錘的加速度大小。，結(jié)果如下表。

根據(jù)表格數(shù)據(jù)，采用逐差法得到重力加速度大小g=m/s2(保留三位有效數(shù)字)。

0.040.060.080.10

?Am-s-2)0.0840.2810.4770.673

參考答案

1.答案（1）見解析

（2）①?zèng)]有做到彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、橡皮條都與木板平行;②讀數(shù)時(shí)沒有正視彈簧測(cè)力計(jì)

解析（1）按照給定的標(biāo)度而出八、乃和尸的圖示，然后按平行四邊形定則畫出月、乃的合

力F,如圖所示。

（2）F和-不完全重合的誤差可能是:①?zèng)]有做到彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、橡皮條都與木板平

行;②讀數(shù)時(shí)沒有正視彈簧測(cè)力計(jì)。

2.答案⑴擺長

⑵1.06

g/sin502n

（3）x=1^os

解析（1）題圖乙中的懸掛方式，小球在運(yùn)動(dòng)過程中，擺長會(huì)變化。

⑵該游標(biāo)卡尺為10分度的，游標(biāo)尺上的最小分度為0.01cm且游標(biāo)卡尺不估讀，則6/=1.0

cm+6x0.01cm=1.06emo

⑶由單擺的周期公式7=271/知，單擺擺長￡=go

考慮到。=5。,振幅A=Lsin5。,以該位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得擺球偏離平衡

位置的位移X與時(shí)間t的關(guān)系為x=Acos①COSy/o

3.答案（1）1.102

（3）d方擊

解析（1）螺旋測(cè)微器的精確值為0.01mm,由圖可知遮光條的寬度為d=lmm+10.2x0.01

mm=1.102mrrio

⑵滑塊經(jīng)過光電門1的速度為力二&滑塊經(jīng)過光電門2的速度為也上，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可

st

得吸2?12=2必聯(lián)立解得滑塊在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為4=號(hào)）。

22

⑶根據(jù)鉤碼與滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，盯得好=如'+〃。(3-如‘+刈(3，整埋可

得！=3.g+4,則題圖丙中圖像的縱截距為6=4,解得遮光條通過光電門1的時(shí)間為

舟二,遮光條通過光電門1的瞬時(shí)速度為叩也小伍題圖丙中圖像的斜率為上羋，解得

VDIf)M+/W

4.答案(1)0.620

(2)gR(1-cos。)=$

解析(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，該讀數(shù)為10mm-4x0.95mm=6.20mm=0.620cm。

⑵由機(jī)械能守恒定律得mgR(1-cos根據(jù)光電門測(cè)速原理有v=：解得gR(l-cos

(3)結(jié)合上述有g(shù)R(l-cos0)二9,變形可得cos0=1-3」,可知，圖像橫坐標(biāo)應(yīng)為，該圖線斜

2廣2gRrr

率的絕對(duì)值為左則有右￡解得

2gR02Rk

5.答案(1)0.515

d(in'+m)ct

t2H

(3)9.81

解析⑴游標(biāo)卡尺精度為005mm,主尺部分讀數(shù)為5m