第12讲 力学实验-2026年浙江省高中物理选考二轮复习解密

第12讲 力学实验 “基础为主”：实验原型、原理、数据处理方法均源于教材，无偏题、怪题，备考时需吃透教材中的 5 个核心力学实验（验证牛顿第二定律、探究弹力与弹簧伸长量的关系、研究平抛运动、验证机械能守恒定律、探究求合力的方法）； “稳中求变”：变化仅体现在 “数据呈现形式”（如纸带数据、表格数据的切换）或 “误差分析的角度”（如从 “平衡摩擦力” 切换到 “砝码质量影响”），但核心考点不变。 一、测量速度的工具、方法 方法 仪器器材 方法说明、应用举例 纸带法 交流电源、打点计时器、刻度尺 测出计数点间距，由打出某点前、后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度 光电门法 光电门、螺旋测微器或游标卡尺 由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片的挡光时间) 利用平抛运动法 竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺 (1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度 (2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等 弹簧、刻度尺、天平 利用圆周运动法 竖直平面内的圆弧轨道(或细线牵引的圆周运动)、力传感器、天平等 (1)由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度 (2)力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度 (3)验证机械能守恒定律、探究向心力等 二、测定重力加速度的几种常见方案 利用落体测重力加速度(忽略阻力) 运动组合 物体系统 打点计时器计时，利用逐差法测定g，也可以利用图象法求g 光电门计时，原理为v2－v＝2gx(也可以利用频闪照片) 滴水法计时，原理为h＝，可以利用图象求g 匀速圆周运动计时，Δx＝gT2(也可以测量转速) (m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh 再创新：可以验证牛顿运动定律、机械能守恒定律 三、实验的创新与设计应注意的几点 1.加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案。 2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用。 四、力学创新型实验的特点 (1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验． (2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中． 五、创新实验题的解法 (1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案． (2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析． 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）在用单摆测重力加速度的实验中， (1)如图1所示，可在单摆悬点处安装力传感器，也可在摆球的平衡位置处安装光电门。甲同学利用力传感器，获得传感器读取的力与时间的关系图像，如图2所示，则单摆的周期为 s（结果保留3位有效数字）。乙同学利用光电门，从小钢球第1次遮光开始计时，记下第n次遮光的时刻t，则单摆的周期为 ； (2)丙同学发现小钢球已变形，为减小测量误差，他改变摆线长度l，测出对应的周期T，作出相应的关系图线，如图3所示。由此算出图线的斜率k和截距b，则重力加速度 ，小钢球重心到摆线下端的高度差 ；（结果均用k、b表示） (3)丁同学用3D打印技术制作了一个圆心角等于、半径已知的圆弧槽，如图4所示。他让小钢球在槽中运动，测出其运动周期，算出重力加速度为。若周期测量无误，则获得的重力加速度明显偏离实际值的最主要原因是 。 2. （2025·浙江·高考真题）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点，电源频率为，打下计数点3时小车速度为 （保留三位有效数字）。 (2)下列说法正确的是_____（多选） A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力 B．将打点计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为，测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2所示，其读数 mm，则滑块加速度 （用题中所给物理量符号表示）。 3. （2024·浙江·高考真题）在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)下列操作正确的是 。 A． B． C． (2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。 (3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果 （选填“能”或“不能”验证机械能守恒定律，理由是( ) A．在误差允许范围内 B．没有用当地的重力加速度g 4. （2024·浙江·高考真题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 （1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ； A．放大法                 B．控制变量法                 C．补偿法 （2）该实验过程中操作正确的是 ； A．补偿阻力时小车未连接纸带 B．先接通打点计时器电源，后释放小车 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （3）在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是 ； A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车 B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器 C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小 （4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小车加速度的表达式是 。 A．    B．    C． 题型2基本仪器的使用、误差　有效数字 5. （2025·浙江·二模）为精确测量某一段金属电阻丝的电阻率，小明进行了如下实验，请完成步骤中的填空： （1）利用刻度尺测量其长度L，利用螺旋测微仪测量其直径如图甲，读数为D= mm； （2）为消除电表内阻对实验结果的影响，设计如图乙所示的电路测电阻，操作步骤如下： ①将滑片P移到合适的位置，闭合开关、接1，电流表、和电压表V的示数分别为、和U，可求出电压表的内阻 ； ②已知通过步骤①测得电压表的内阻为5kΩ，闭合开关、接2，电流表（量程为0.6A挡）示数如图丙，读数 A，和电压表V的示数，可求出被测电阻的阻值 Ω。在有效消除电压表内阻对实验结果的影响后，该同学认为实验中使用的电流表也不是理想电表，那么该同学在第②步中测得的阻值 （选填“大于”“小于”或“等于”）被测电阻的真实值。 （3）最后利用所测的数据计算出该金属电阻丝的电阻率。 6. （23-24高三上·浙江舟山·阶段练习）小明利用光的全反射原理测量玻璃三棱镜的折射率n。光线通过三棱镜二次折射的光路如图1所示。    （1）已知三棱镜的顶角为，调节入射角，当（玻璃到空气的临界角）时，BC面发生全反射。则三棱镜的折射率 。（用和表示） （2）光线在界面BC发生全反射时对应的入射角可用分光计来测量。分光计测量角度的角游标结构如图2所示，与游标卡尺类似，它由主尺和游标尺组成。主尺刻度盘上一格为0.5°，游标尺将其均分为30等分，即游标尺上每小格为。则图2所示的角度读数为 。 7. （2023·浙江·一模）（1）某位同学用下图所示的方法测量金属圆环的宽度，测量值 真实值（选填“大于”，“等于”或“小于”）； （2）某位同学分别用两种仪器来测量摆球直径，测量结果为，该同学选用的测量仪器是 （选填“螺旋测微器”或“游标卡尺”）。 8. （2022·浙江·模拟预测）（1）①用游标卡尺测量一根管子的内径d。以下A、B、C、D图中，测量方式正确的是 。    ②右图为正确测量得到的结果，由此可得此管子的内径 m 。    9. （2024·浙江金华·三模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究滑块做直线运动的快慢问题。滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板。光线被遮光板遮挡时，传感器会输出高电压。 如图丙所示，用游标卡尺测量遮光板的宽度 。挂上钩码后，将滑块由如图甲所示位置释放，滑块在细线的牵引下向左做直线运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示，若、、、和d已知，则遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度为 。（用已知量的字母表示） 题型3通过测量“速度”进行探究、验证的实验 10. （2025·浙江温州·一模）某小组探究“物体加速度与质量、力的关系”。实验装置如图1所示。 (1)关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A．挂小质量的槽码用以补偿小车运动过程中受到的阻力 B．小车内要装钩码以增大小车质量，需重新补偿阻力 C．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行 D．操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 (2)某次操作得到了一条纸带如图2所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。根据纸带上所给的数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小vC= m/s，小车的加速度大小a= m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）。若小车质量为M，槽码质量为m，则此条纸带的结果 （填“能”或“不能”）用验证实验结论。 (3)保持槽码质量（远远小于小车和钩码总质量）不变，多次改变小车上钩码的质量，测得多组加速度a及对应小车上钩码的质量m，作出图像如图3所示，图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为p，若满足牛顿第二定律，则小车的质量为 （用p、k字母表示）。 11. （24-25高二上·浙江温州·期中）如图甲所示是高中物理常用的实验装置。 (1)实验器材（图乙）是 （选填“电火花计时器”或“电磁打点计时器”），该计时器使用 （选填“直流”或“交流”）电源，每隔 s（选填“0.02”或“0.1”）打一个点； (2)利用所示的装置（图甲）能完成的实验有______。 A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究弹簧弹力与形变量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与力、质量的关系 (3)图丙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz，则计数点3的读数为 cm，打下计数点2时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。 12. （2024·浙江台州·模拟预测）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，图1让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。 (1)图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选 段，计算两车碰撞后的速度大小应选 段。 (2)关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______ A．实验中小车1必须从静止释放 B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证 C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律 (3)若小车1的质量（含橡皮泥）为，小车2的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是 ，碰后两小车的总动量是 。（结果均保留三位有效数字） 题型4通过测量“力”进行探究、验证的实验 13. （2025·浙江·一模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中 (1)本实验需要使用到下列实验器材中的______。 A． B． C． D． (2)本实验的操作，下列说法正确的是______。 A．弹簧测力计中的弹簧应避免与其外壳接触 B．若只有一个弹簧测力计，一定无法完成实验 C．为使合力与分力产生相同效果，只要将橡皮筋拉伸相同长度 D．作力的图示时，为减小误差，不同实验组须采用相同的标度 (3)（多选）如图所示，绳子对O点的拉力分别为、，且与的夹角为锐角。现让增大、方向不变，要使结点O位置不变，则的大小及图中角θ的变化可能是______ A．增大，同时增大θ角 B．增大，同时减小θ角 C．减小，同时减小θ角 D．减小，同时增大θ角 14. （2025·浙江宁波·三模）实验室里有一根弹簧，某同学用刻度尺测量了弹簧的原长，然后用手拉弹簧使其伸长到如图1所示的位置，该同学想知道此时弹簧的弹力大小。他找了一个测力计去拉该弹簧，但发现该测力计的量程不够。于是他设计了一个测量弹簧拉力大小的方法：通过用细绳套让测力计和手同时以一定角度拉弹簧的方法来增大对弹簧的拉力，其设计的实验装置如图2所示。实验中保持弹簧伸长沿方向不变。 (1)图1中弹簧指针位置的读数为 ； (2)图2实验中测力计的示数如图3所示，其读数为 N； (3)如图4所示，该同学已在白纸上画出了绳套拉力的方向、被测弹簧受到的拉力方向和测力计拉绳的方向（大小如图3所示）。请你用力的图示法在答卷上作出弹簧所受的拉力 ，并从图中得出弹簧此时所受拉力的大小为 （结果保留两位有效数字）。 15. （2025·浙江杭州·二模）如图1所示是“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 (1)下列仪器中，该实验需要的有________；（多选） A．弹簧测力计 B．打点计时器 C．秒表 D．刻度尺 (2)关于该实验，下列说法正确的是________； A．同一次实验中结点位置允许变动 B．应控制两条细线夹角为90° C．两根细线应该短一些 D．一只弹簧测力计也可以完成实验 (3)改用如图2所示方案，橡皮筋的上端固定于O点，下端挂一重物M。弹簧测力计通过系在橡皮筋上N处的细线，缓慢水平向左拉。由于橡皮筋弹性发生了变化，发现两次拉动相同水平距离时，N点的轨迹并不重合，如①、②所示。则N分别处于a、b点时弹簧测力计拉力与橡皮筋拉力的合力是否变化？ （填“是”或“否”）。 16. （2025·浙江温州·二模）(1)在下列实验中，必须用到天平的实验是______。 A．“探究加速度与力、质量的关系” B．“验证机械能守恒定律” C．“用单摆测量重力加速度的大小” D．“探究小车速度随时间变化的规律” (2)如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 下列操作或现象会增大实验误差的是（　　） A．弹簧测力计的拉杆与塑料外壳有摩擦 B．弹簧测力计的塑料外壳与木板有摩擦 C．弹簧测力计、细绳、橡皮筋未与木板平行 D．将细绳换成细橡皮筋 (3)某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）代替弹簧测力计来探究该实验，如图3所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。下列说法正确的是( ) A．每次实验时结点O的位置必须一样 B．不用测出橡皮筋上力的大小也能完成实验 C．必须要知道橡皮筋的劲度系数才能完成实验 D．可以选取三个橡皮筋中的任意两个拉力作为分力进行探究 题型5力学创新实验 17. （2025·浙江温州·三模）(1)图1是“探究小车加速度与力、质量的关系”实验方案甲，图2是改进后的方案乙，两方案中滑轮与细线间摩擦力，以及它们的质量均不计。下列说法正确的是________（多选）。 A．两种方案均需要补偿阻力 B．两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行 C．不断增加槽码质量，两种方案中小车的加速度大小均不可能超过重力加速度 D．操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 (2)正确操作情况下，得到了一条纸带如图3所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。 ①根据纸带上所给数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小 m/s，小车的加速度大小 （以上结果均保留三位有效数字）。 ②可以判断，该纸带是由方案 （填“甲”、“乙”或“甲、乙均有可能”）得到。 18. （2025·浙江·模拟预测）某同学用如图甲所示的实验装置来研究动量守恒定律，光电门1、2固定在气垫导轨上，质量分别为和的两个滑块（含遮光片）从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两个光电门之间某位置发生碰撞并粘在一起继续运动，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。 (1)两滑块上的遮光片宽度相同，为测定其宽度，用图乙游标卡尺测量，该游标尺分为10格，但有长，则其精度为 ，测量时遮光片宽度的结果如图丙所示，则遮光片的宽度为 。 (2)实验中光电门2记录了几次挡光时间？ 。若每次挡光时间均为，则碰撞前滑块的速度大小为 。 (3)实验过程中，该同学忘了记录滑块A经过光电门1的时间，若碰撞过程中两滑块的动量守恒，则滑块通过光电门1的速度为 。（结果保留三位有效数字） 19. （24-25高二下·北京海淀·期中）用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 (1)组装单摆时，应在下列器材中选用_________选填选项前的字母。 A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线 C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的铁球 (2)某同学某次实验中用刻度尺测出摆线长l，球直径d如图所示，d= cm；秒表记录下单摆的n次全振动的时间t，重力加速度的表达式为 用、d、、表示）。 (3)用多组实验数据作出图像，也可以求出重力加速度。已知三位同学作出的图线的示意图如图中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线，下列分析正确的是______选填选项前的字母。 A．出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线的原因可能是误将次全振动记为次 C．图线对应的值小于图线对应的值 (4)将单摆挂在力传感器的下端，通过力传感器测定摆动过程中摆线受到的拉力，由计算机记录拉力随时间的变化，图像如图所示。测得摆长为，则重力加速度的表达式为 20. （2025·浙江湖州·三模）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。 (1)研究加速度与质量的关系时，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，使小车静止。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。比较两小车的位移，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（　　） 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 (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a与质量M的5组实验数据，如表所示。为直观验证而建立坐标系，若纵轴为a，则横轴应为 （用题中字母表示）； 次数 1 2 3 4 5 0.62 0.48 0.40 0.32 0.15 0.25 0.33 0.40 0.50 1.00 (3)在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化图2装置中“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，小车受到的合力可等效为绳子的拉力 B．若斜面倾角过大，则小车所受合力小于绳子的拉力 C．无论小车运动的加速度多大，槽码的重力都等于绳子的拉力 (4)用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图3所示， cm； (5)如图4是某次实验中得到的纸带的一部分，在其上取了7个计数点（相邻两计数点间均有4个点未画出），已知交流电的频率为，则小车的加速度大小为 （结果保留2位有效数字）。 1. （2025·浙江·模拟预测）某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“220V  50Hz”。 (1)以下实验操作正确的是________（多选）。 A．重物最好选用密度较大，体积较小的 B．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 C．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 (2)进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点。点、、、、是连续打出的5个点，两个相邻点的间距分别为、、、，则打下点时重物的速度大小为 ，当地重力加速度大小为 。（结果均保留3位有效数字） (3)不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则所测重力加速度 ，若电源电压小于220V，则所测重力加速度 。（均填“偏大”“偏小”或“不变”） (4)用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时， （填“需要”或“不需要”）用到天平。 2. （2025·浙江·模拟预测）某同学做“探究质量一定时，加速度与力的关系”实验，实验装置如图（a）所示。 (1)下列实验操作正确的是_______。 A．先释放小车后打开电源 B．调节滑轮高度使细线与长木板平行 C．补偿阻力时小车不连接纸带 (2)某次实验中保持小车的质量不变，改变槽码的质量，得到加速度与槽码质量的关系如图（b）所示，由图像可得小车的加速度与所挂槽码的质量成 （填“线性”或“非线性”）关系，造成这一关系的原因是 。 (3)某同学在实验中用打点计时器记录了被小车拖动纸带的情况，在纸带上每5个点取一个计数点，如图（c）所示。交流电源的频率为50Hz。根据纸带上的数据可以求出打点计时器打下计数点时小车的速度为 ，小车的加速度大小为 。（保留2位有效数字） (4)若某次实验中实际使用的交流电频率为51Hz，但同学仍按照50Hz进行数据处理，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），该误差属于 （选填“系统”或“偶然”）误差。 3. （2025·浙江·模拟预测）实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律，在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门，带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，放在左侧光电门的左侧，放置在两光电门之间，实验开始，开启气垫导轨的气源，给一个水平向右的初速度，碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为，碰后、上遮光片的遮光时间分别为、，回答下列问题： (1)若的质量大于的质量，碰后 通过左侧光电门（选填“能”或“不能”）； (2)若，当、的质量之比为 时，可验证碰撞过程动量守恒； (3)若碰后、的运动方向相反，，、发生的是弹性碰撞，则、的质量之比为 。 4. （2025·浙江·二模）如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。 c．用天平测出滑块和遮光条的质量m。 d．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时遮光条的遮光时间和 e．取下垫片，用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。 f．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L及两光电门之间的距离x。 g.…… 请回答下列问题： (1)（多选）关于该实验，以下说法不正确的是（　　） A．遮光条宽度适当小些 B．滑块和遮光条的质量m可以不要测量 C．滑块和遮光条的质量m轻一点可以减小误差 D．实验时需要倾斜导轨以平衡摩擦力 (2)该同学用游标卡尺测量垫片的厚度如图所示，则垫片的厚度h= mm； (3)若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系式为 (4)（多选）多次实验发现动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，其原因可能是（　　） A．遮光条宽度d的测量值偏小 B．导轨没有调水平，导轨左端略低于右端 C．空气阻力的影响 D．两光电门之间的距离x的测量值偏小 5. （2025·浙江·模拟预测）利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 (1)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，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况．下列说法正确的是______________ A．图线①的产生原因是小车的质量太大 B．图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C．图线③的产生原因是小车的质量太小 (3)实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为，共5个槽码，每个槽码的质量均为．实验步骤如下：i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码．调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点；ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；iv。以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。测得关系图线的斜率为，则小车质量 （计算结果保留两位有效数字）。 6. （24-25高一上·湖南·期末）学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与合外力之间的关系。实验操作步骤如下： ①按图甲安装实验器材，平衡阻力； ②使小车靠近打点计时器，在砂桶中加入适量的砂，启动电源，释放小车，稳定时读出弹簧测力计的示数； ③改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； ④计算出不同纸带对应的加速度值； ⑤进行数据处理。 (1)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．平衡阻力时，应取下纸带，将木板的右端适当垫高 B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行 C．需要满足小车的质量远大于砂桶（含砂）的总质量 (2)某次实验中打出纸带的一部分如图乙所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有四个计时点未画出，则打点计时器打下第5个计数点时，小车的速度大小为 m/s；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡摩擦力，经数据处理得到了如图丙所示的图像。不计滑轮、轻绳的质量，不计轻绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力。由图丙可知，滑块的质量为 ；若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块和木板间的动摩擦因数为 。（计算结果均保留一位有效数字） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第12讲 力学实验 “基础为主”：实验原型、原理、数据处理方法均源于教材，无偏题、怪题，备考时需吃透教材中的 5 个核心力学实验（验证牛顿第二定律、探究弹力与弹簧伸长量的关系、研究平抛运动、验证机械能守恒定律、探究求合力的方法）； “稳中求变”：变化仅体现在 “数据呈现形式”（如纸带数据、表格数据的切换）或 “误差分析的角度”（如从 “平衡摩擦力” 切换到 “砝码质量影响”），但核心考点不变。 一、测量速度的工具、方法 方法 仪器器材 方法说明、应用举例 纸带法 交流电源、打点计时器、刻度尺 测出计数点间距，由打出某点前、后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度 光电门法 光电门、螺旋测微器或游标卡尺 由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片的挡光时间) 利用平抛运动法 竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺 (1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度 (2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等 弹簧、刻度尺、天平 利用圆周运动法 竖直平面内的圆弧轨道(或细线牵引的圆周运动)、力传感器、天平等 (1)由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度 (2)力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度 (3)验证机械能守恒定律、探究向心力等 二、测定重力加速度的几种常见方案 利用落体测重力加速度(忽略阻力) 运动组合 物体系统 打点计时器计时，利用逐差法测定g，也可以利用图象法求g 光电门计时，原理为v2－v＝2gx(也可以利用频闪照片) 滴水法计时，原理为h＝，可以利用图象求g 匀速圆周运动计时，Δx＝gT2(也可以测量转速) (m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh 再创新：可以验证牛顿运动定律、机械能守恒定律 三、实验的创新与设计应注意的几点 1.加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案。 2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用。 四、力学创新型实验的特点 (1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验． (2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中． 五、创新实验题的解法 (1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案． (2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析． 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）在用单摆测重力加速度的实验中， (1)如图1所示，可在单摆悬点处安装力传感器，也可在摆球的平衡位置处安装光电门。甲同学利用力传感器，获得传感器读取的力与时间的关系图像，如图2所示，则单摆的周期为 s（结果保留3位有效数字）。乙同学利用光电门，从小钢球第1次遮光开始计时，记下第n次遮光的时刻t，则单摆的周期为 ； (2)丙同学发现小钢球已变形，为减小测量误差，他改变摆线长度l，测出对应的周期T，作出相应的关系图线，如图3所示。由此算出图线的斜率k和截距b，则重力加速度 ，小钢球重心到摆线下端的高度差 ；（结果均用k、b表示） (3)丁同学用3D打印技术制作了一个圆心角等于、半径已知的圆弧槽，如图4所示。他让小钢球在槽中运动，测出其运动周期，算出重力加速度为。若周期测量无误，则获得的重力加速度明显偏离实际值的最主要原因是 。 【答案】(1) 1.31 (2) (3)见解析 【详解】（1）[1]单摆摆动过程中，在最低点绳子的拉力最大，相邻两次拉力最大的时间间隔为半个周期。从图2可知，从起始值到终止值经历的时间间隔 则有 解得 [2]由题可得 解得周期为 （2）[1][2]设小钢球重心到摆线下端的高度差为，则摆长为 根据单摆周期公式有 可得 变形得 可得图像的斜率为 解得 [2]当时，则有 解得小钢球重心到摆线下端的高度差 （3）存在空气阻力，且小球不是纯平动而有滚动，导致实际测出的周期大于理想情况下的周期，导致g的测量值小于真实值。 2. （2025·浙江·高考真题）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点，电源频率为，打下计数点3时小车速度为 （保留三位有效数字）。 (2)下列说法正确的是_____（多选） A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力 B．将打点计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为，测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2所示，其读数 mm，则滑块加速度 （用题中所给物理量符号表示）。 【答案】(1)0.390 (2)CD (3) 10.00 【详解】（1）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s打计数点3时的速度 （2）A．平衡摩擦力时满足 两边质量消掉，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，选项A错误； B．电火花计时器需要接220V交流电源，选项B错误； C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线根长木板保持平行，选项C正确； D．小车应尽量接近打点计时器，并应该先接通电源后释放小车，以充分利用纸带，选项D正确。 故选CD。 （3）[1]遮光条宽度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm [2]经过两光电门时的速度分别为 根据 解得 3. （2024·浙江·高考真题）在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)下列操作正确的是 。 A． B． C． (2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。 (3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果 （选填“能”或“不能”验证机械能守恒定律，理由是( ) A．在误差允许范围内 B．没有用当地的重力加速度g 【答案】(1)B (2)3.34 (3) 不能 B 【详解】（1）应手提纸带上端使纸带竖直，同时使重物靠近打点计时器，由静止释放。 故选B。 （2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度可得打点“13”时，重锤下落的速度大小 （3）[1][2]某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量），则该结果不能验证机械能守恒定律，理由是：该同学求出的9.77m/s2是重锤受到空气阻力时做匀加速运动的加速度a=9.77m/s2，不是当地的重力加速度，5.09m也不是重力势能的减少量。没有当地的重力加速度的数值，无法求出重力势能的减少量，所以无法验证机械能守恒定律。 故选B。 4. （2024·浙江·高考真题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 （1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ； A．放大法                 B．控制变量法                 C．补偿法 （2）该实验过程中操作正确的是 ； A．补偿阻力时小车未连接纸带 B．先接通打点计时器电源，后释放小车 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （3）在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是 ； A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车 B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器 C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小 （4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小车加速度的表达式是 。 A．    B．    C． 【答案】 B B 远大于 系统误差 C A 【详解】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。 故选B。 （2）[2]A．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故A错误； B．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确； C．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。 故选B。 （3）[3]设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有 联立解得 由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。 [4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。 [5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。 故选C。 （4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为 打计数点5时小车速度的表达式为 [7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是 故选A。 题型2基本仪器的使用、误差　有效数字 5. （2025·浙江·二模）为精确测量某一段金属电阻丝的电阻率，小明进行了如下实验，请完成步骤中的填空： （1）利用刻度尺测量其长度L，利用螺旋测微仪测量其直径如图甲，读数为D= mm； （2）为消除电表内阻对实验结果的影响，设计如图乙所示的电路测电阻，操作步骤如下： ①将滑片P移到合适的位置，闭合开关、接1，电流表、和电压表V的示数分别为、和U，可求出电压表的内阻 ； ②已知通过步骤①测得电压表的内阻为5kΩ，闭合开关、接2，电流表（量程为0.6A挡）示数如图丙，读数 A，和电压表V的示数，可求出被测电阻的阻值 Ω。在有效消除电压表内阻对实验结果的影响后，该同学认为实验中使用的电流表也不是理想电表，那么该同学在第②步中测得的阻值 （选填“大于”“小于”或“等于”）被测电阻的真实值。 （3）最后利用所测的数据计算出该金属电阻丝的电阻率。 【答案】 0.650 0.50 10 等于 【详解】（1）[1]由图甲可知，螺旋测微器的读数为 （2）①[2]由图乙所示电路图，根据欧姆定律可知，电压表内阻 ②[3]电流表的量程为0.6A挡，则分度值为0.02A，则由图丙可知，电流表的读数为 [4]电压表的电流为 则电阻的电流为 被测电阻的阻值为 [5]闭合开关K1、K2接1测电压表内阻时电流表A2内阻对实验没有影响。闭合开关K1、K2接2测电阻的阻值Rx时电压表内阻与电流表A2内阻对测量没有影响，因此电阻测量值等于真实值。 6. （23-24高三上·浙江舟山·阶段练习）小明利用光的全反射原理测量玻璃三棱镜的折射率n。光线通过三棱镜二次折射的光路如图1所示。    （1）已知三棱镜的顶角为，调节入射角，当（玻璃到空气的临界角）时，BC面发生全反射。则三棱镜的折射率 。（用和表示） （2）光线在界面BC发生全反射时对应的入射角可用分光计来测量。分光计测量角度的角游标结构如图2所示，与游标卡尺类似，它由主尺和游标尺组成。主尺刻度盘上一格为0.5°，游标尺将其均分为30等分，即游标尺上每小格为。则图2所示的角度读数为 。 【答案】 【详解】（1）[1]由折射定律可知 由全反射临界角与折射率的关系可知 由几何关系得 解得 （2）[2]图2所示的角度读数为 7. （2023·浙江·一模）（1）某位同学用下图所示的方法测量金属圆环的宽度，测量值 真实值（选填“大于”，“等于”或“小于”）； （2）某位同学分别用两种仪器来测量摆球直径，测量结果为，该同学选用的测量仪器是 （选填“螺旋测微器”或“游标卡尺”）。 【答案】 大于 游标卡尺 【详解】（1）[1]使用游标卡尺测量金属圆环的宽度，应该用外测量爪下端尖刀位置进行测量，图中使用的是外测量爪的中间部分进行测量，因此该方法测量值大于真实值； （2）[2]螺旋测微器的最小分度是0.01mm，测量时需要估读到最小分度的下一位，根据题意，测量结果为 不符合螺旋测微器的读数规则，因此该同学选用的测量仪器是“游标卡尺”。 8. （2022·浙江·模拟预测）（1）①用游标卡尺测量一根管子的内径d。以下A、B、C、D图中，测量方式正确的是 。    ②右图为正确测量得到的结果，由此可得此管子的内径 m 。    【答案】 C 1.010×10-2 【详解】（1）①[1]A．图中是用深度尺测量深度，故A错误； B．图中是用外测量爪测量外径，故B错误； C．测量内径应该采用内测量爪，故C正确； D．图中是测量外径，但没在刀口处，故D错误。 故选C。 ②[2] 游标卡尺主尺读数为：10mm，游标尺读数为 2×0.05mm=0.10mm 管子的内径为 10mm+0.10mm=10.10mm=1.010×10-2m 9. （2024·浙江金华·三模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究滑块做直线运动的快慢问题。滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板。光线被遮光板遮挡时，传感器会输出高电压。 如图丙所示，用游标卡尺测量遮光板的宽度 。挂上钩码后，将滑块由如图甲所示位置释放，滑块在细线的牵引下向左做直线运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示，若、、、和d已知，则遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度为 。（用已知量的字母表示） 【答案】 10.75 【详解】[1]由图可知，游标卡尺的读数为 [2]由题可知，滑块做加速度运动，则通过相同距离所用时间减小，所以遮光板2在经过光电传感器过程中所用时间为 所以平均速度为 题型3通过测量“速度”进行探究、验证的实验 10. （2025·浙江温州·一模）某小组探究“物体加速度与质量、力的关系”。实验装置如图1所示。 (1)关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A．挂小质量的槽码用以补偿小车运动过程中受到的阻力 B．小车内要装钩码以增大小车质量，需重新补偿阻力 C．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行 D．操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 (2)某次操作得到了一条纸带如图2所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。根据纸带上所给的数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小vC= m/s，小车的加速度大小a= m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）。若小车质量为M，槽码质量为m，则此条纸带的结果 （填“能”或“不能”）用验证实验结论。 (3)保持槽码质量（远远小于小车和钩码总质量）不变，多次改变小车上钩码的质量，测得多组加速度a及对应小车上钩码的质量m，作出图像如图3所示，图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为p，若满足牛顿第二定律，则小车的质量为 （用p、k字母表示）。 【答案】(1)C (2) 0.53 2.0 不能 (3) 【详解】（1）A．挂小质量的槽码使小车做加速运动，在木板下垫木块用来补偿小车运动过程中受到的阻力，故A错误； B．根据 解得 小车内要装钩码以增大小车质量，不需重新补偿阻力，只要保证倾角θ不变即可，故B错误； C．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，故C正确； D．操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带若点迹足够多，可以用该纸带求小车的速度和加速度，故D错误。 故选C。 （2）[1]计数点之间的时间间隔为 计时器在打下计数点C时小车的速度大小为 [2]小车的加速度大小为 [3]根据牛顿第二定律得 解得，不能用验证实验结论。 （3）设槽码质量为m0，根据牛顿第二定律得 解得 斜率为，截距为 解得 11. （24-25高二上·浙江温州·期中）如图甲所示是高中物理常用的实验装置。 (1)实验器材（图乙）是 （选填“电火花计时器”或“电磁打点计时器”），该计时器使用 （选填“直流”或“交流”）电源，每隔 s（选填“0.02”或“0.1”）打一个点； (2)利用所示的装置（图甲）能完成的实验有______。 A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究弹簧弹力与形变量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与力、质量的关系 (3)图丙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz，则计数点3的读数为 cm，打下计数点2时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) 电火花计时器 交流 0.02 (2)AD (3) 4.68—4.72都正确 0.23、0.24都正确 【详解】（1）[1][2][3]图乙是电火花打点计时器。该计时器使用交流电源，每隔0.02s打一个点。 （2）利用该装置能完成探究小车速度随时间变化的规律、探究加速度与力、质量的关系实验，实验装置中没有弹簧、橡皮绳，不能进行探究弹簧弹力与形变量的关系、探究两个互成角度的力的合成实验。 故选AD。 （3）[1][2]相邻两计数点的时间间隔为 计数点3的读数为。 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打下计数点2时小车的速度为 12. （2024·浙江台州·模拟预测）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，图1让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。 (1)图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选 段，计算两车碰撞后的速度大小应选 段。 (2)关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______ A．实验中小车1必须从静止释放 B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证 C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律 (3)若小车1的质量（含橡皮泥）为，小车2的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是 ，碰后两小车的总动量是 。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1) BC DE (2)C (3) 0.685 0.684 【详解】（1）[1][2]接通打点计时器电源后，推动小车1由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而小车1和2碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，应选DE段来计算碰后共同的速度。 （2）A．实验中小车1不一定从静止释放，只要碰撞前做匀速运动即可，故A错误； B．若小车1前端没贴橡皮泥，则两车不能粘在一起，小车2的速度不好测量，所以小车1前端没贴橡皮泥会影响实验验证，故B错误； C．上述实验装置中两小车碰撞后粘在一起，是非弹性碰撞，弹性碰撞的话小车2碰撞后的速度无法测量，因此该装置不能验证弹性碰撞规律，故C正确。 故选C。 （3）[1]碰前小车的速度为 碰前的动量为 [2]碰后小车的共同速度为 碰后的动量为 题型4通过测量“力”进行探究、验证的实验 13. （2025·浙江·一模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中 (1)本实验需要使用到下列实验器材中的______。 A． B． C． D． (2)本实验的操作，下列说法正确的是______。 A．弹簧测力计中的弹簧应避免与其外壳接触 B．若只有一个弹簧测力计，一定无法完成实验 C．为使合力与分力产生相同效果，只要将橡皮筋拉伸相同长度 D．作力的图示时，为减小误差，不同实验组须采用相同的标度 (3)（多选）如图所示，绳子对O点的拉力分别为、，且与的夹角为锐角。现让增大、方向不变，要使结点O位置不变，则的大小及图中角θ的变化可能是______ A．增大，同时增大θ角 B．增大，同时减小θ角 C．减小，同时减小θ角 D．减小，同时增大θ角 【答案】(1)C (2)A (3)BC 【详解】（1）本实验需要选项中的三角板用来作图，故选C。 （2）A．弹簧测力计中的弹簧应避免与其外壳接触，以免增大误差，故A正确； B．若只有一个弹簧测力计，在需要用两个弹簧测力计互成角度将结点拉到某一位置时，可用细绳代替其中一个弹簧测力计，记录下两个拉力的方向和弹簧测力计的示数，然后将细绳和弹簧测力计拉力的方向互换，将结点拉到同一位置，再次记录下弹簧测力计的示数，这样也得到了两个拉力的大小和方向，所以只有一个弹簧测力计，也可完成实验，故B错误； C．为使合力与分力产生相同效果，必须将结点拉到同一位置，故C错误； D．作力的图示时，不同实验组采用相同的标度并不能减小误差，所以不同实验组不必采用同一标度，故D错误。 故选A。 （3）与的夹角为锐角，增大、方向不变，结点O位置不变，即合力一定，的变化如图所示 由图可知，先减小后增大，同时θ角减小，故选BC。 14. （2025·浙江宁波·三模）实验室里有一根弹簧，某同学用刻度尺测量了弹簧的原长，然后用手拉弹簧使其伸长到如图1所示的位置，该同学想知道此时弹簧的弹力大小。他找了一个测力计去拉该弹簧，但发现该测力计的量程不够。于是他设计了一个测量弹簧拉力大小的方法：通过用细绳套让测力计和手同时以一定角度拉弹簧的方法来增大对弹簧的拉力，其设计的实验装置如图2所示。实验中保持弹簧伸长沿方向不变。 (1)图1中弹簧指针位置的读数为 ； (2)图2实验中测力计的示数如图3所示，其读数为 N； (3)如图4所示，该同学已在白纸上画出了绳套拉力的方向、被测弹簧受到的拉力方向和测力计拉绳的方向（大小如图3所示）。请你用力的图示法在答卷上作出弹簧所受的拉力 ，并从图中得出弹簧此时所受拉力的大小为 （结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)（9.98∼10.02） (2)（3.58∼3.62） (3) （5.5∼6.5） 【详解】（1）由图1分析可知，刻度尺的分度值为0.1cm，读数时要估读到分度值的下一位，弹簧指针位置对应的刻度为 10.00cm （2）由图2分析可知，弹簧测力计的分度值为 0.1N，读数时要估读到分度值的下一位，其示数为 3.60N （3）[1][2]根据平行四边形定则，作出力的图示，如图所示 可知此时方向所受拉力的大小为6.30N。 15. （2025·浙江杭州·二模）如图1所示是“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 (1)下列仪器中，该实验需要的有________；（多选） A．弹簧测力计 B．打点计时器 C．秒表 D．刻度尺 (2)关于该实验，下列说法正确的是________； A．同一次实验中结点位置允许变动 B．应控制两条细线夹角为90° C．两根细线应该短一些 D．一只弹簧测力计也可以完成实验 (3)改用如图2所示方案，橡皮筋的上端固定于O点，下端挂一重物M。弹簧测力计通过系在橡皮筋上N处的细线，缓慢水平向左拉。由于橡皮筋弹性发生了变化，发现两次拉动相同水平距离时，N点的轨迹并不重合，如①、②所示。则N分别处于a、b点时弹簧测力计拉力与橡皮筋拉力的合力是否变化？ （填“是”或“否”）。 【答案】(1)AD (2)D (3)否 【详解】（1）弹簧测力计拉细绳，记录力的大小和方向；刻度尺用来作平行四边形，故选AD。 （2）A．为保证效果相同，同一次实验中结点位置不允许变动，故A错误； B．本实验通过作图探究两个互成角度的力的合成规律，所以两细绳之间的夹角适当就好，不一定要取90°， 故B错误； C．为了减小记录拉力方向的误差，拉橡皮条的细绳要长一些，故C错误； D．如果只用一只弹簧测力计，可以先将一个细绳套用手拉住， 另一个细绳套用弹簧测力计拉住，使橡皮条结点O拉到某一个位置， 记下两个拉力的方向，读出弹簧测力计的示数，然后把弹簧测力计换到另一边，再次把橡皮条结点O拉到同一位置，两次实验中保证细绳套的方向不变，即两次分力方向相同，此时记录弹簧测力计的示数，即另一个分力大小， 从而完成实验，故D正确。 故选D。 （3）由于缓慢拉到a、b点，所以在a、b点受力平衡，则弹簧测力计拉力与橡皮筋拉力的合力与M的重力等大反向，所以N分别处于a、b点时弹簧测力计拉力与橡皮筋拉力的合力不变化。 16. （2025·浙江温州·二模）(1)在下列实验中，必须用到天平的实验是______。 A．“探究加速度与力、质量的关系” B．“验证机械能守恒定律” C．“用单摆测量重力加速度的大小” D．“探究小车速度随时间变化的规律” (2)如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 下列操作或现象会增大实验误差的是（　　） A．弹簧测力计的拉杆与塑料外壳有摩擦 B．弹簧测力计的塑料外壳与木板有摩擦 C．弹簧测力计、细绳、橡皮筋未与木板平行 D．将细绳换成细橡皮筋 (3)某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）代替弹簧测力计来探究该实验，如图3所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。下列说法正确的是( ) A．每次实验时结点O的位置必须一样 B．不用测出橡皮筋上力的大小也能完成实验 C．必须要知道橡皮筋的劲度系数才能完成实验 D．可以选取三个橡皮筋中的任意两个拉力作为分力进行探究 【答案】(1)A (2)AC (3)BD 【详解】（1）A．“探究加速度与力、质量的关系” 实验中，需要测量物体的质量，所以必须用到天平，故A正确； B．“验证机械能守恒定律”，验证的是动能的增加量和重力势能的减少量是否相等，表达式中质量可以约掉，不需要测量质量，不用天平，故B错误； C．“用单摆测量重力加速度的大小”，根据单摆周期公式 只需测量摆长和周期，不需要测量质量，不用天平，故C错误； D．“探究小车速度随时间变化的规律”，主要测量小车的位移和时间，不需要测量质量，不用天平，故D错误。 故选A。 （2）A．弹簧测力计的拉杆与塑料外壳有摩擦，会导致弹簧测力计示数不能准确反映拉力大小，增大实验误差，故A正确； B．弹簧测力计的塑料外壳与木板有摩擦，因为拉力是通过挂钩测量的，外壳与木板的摩擦不影响测量拉力的大小，不会增大实验误差，故B错误； C．弹簧测力计、细绳、橡皮筋未与木板平行，会使拉力在垂直木板方向有分力，导致测量的拉力不准确，增大实验误差，故C正确； D．将细绳换成细橡皮筋，只要能准确记录拉力的方向，对实验结果没有影响，不会增大实验误差，故D错误。 故选AC。 （3）A．该实验是探究三根橡皮筋拉力的关系，不需要每次实验时结点O的位置都一样，故A错误； B．因为三根橡皮筋遵循胡克定律，根据 k相同，所以可以用橡皮筋的伸长量或伸长后的长度来表示力的大小，不用测出橡皮筋上力的具体大小也能完成实验，故B正确； C．由 B 选项的分析可知，用橡皮筋的伸长量或伸长后的长度来表示力的大小，不需要知道橡皮筋的劲度系数，故C错误； D．三个力中，任意两个力都可以看作分力，另一个力看作这两个力的合力，所以可以选取三个橡皮筋中的任意两个拉力作为分力进行探究，故D正确。 故选BD。 题型5力学创新实验 17. （2025·浙江温州·三模）(1)图1是“探究小车加速度与力、质量的关系”实验方案甲，图2是改进后的方案乙，两方案中滑轮与细线间摩擦力，以及它们的质量均不计。下列说法正确的是________（多选）。 A．两种方案均需要补偿阻力 B．两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行 C．不断增加槽码质量，两种方案中小车的加速度大小均不可能超过重力加速度 D．操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 (2)正确操作情况下，得到了一条纸带如图3所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。 ①根据纸带上所给数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小 m/s，小车的加速度大小 （以上结果均保留三位有效数字）。 ②可以判断，该纸带是由方案 （填“甲”、“乙”或“甲、乙均有可能”）得到。 【答案】(1)AB (2) 0.534 2.00 乙有可能 【详解】（1）A．两种方案均需要补偿阻力，选项A正确； B．两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行，选项B正确； C．不断增加槽码质量，甲方案中小车的加速度不会超过重力加速度；乙方案中因小车的加速度等于槽码加速度的2倍，则当不断增加槽码质量时小车的加速度大小可能超过重力加速度，选项C错误； D．用纸带上的点来求解加速度，操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，若接通电源及时，则得到的纸带也可能可用，选项D错误。 故选AB。 （2）纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，则T=0.1s； ①[1][2]计时器在打下计数点C时小车的速度大小 小车的加速度大小 ②[3]如果采用方案甲，设细线的拉力为T，槽码质量为m，小车质量为M，则 对槽码有 对小车有 联立可得， 当时，可认为，其相对误差为 因，则，此时m等于M的25%，而实验中通常建议m小于等于M的5%，以将系统误差控制在可接受范围内，可知采用方案甲误差过大，故该纸带是由方案乙得到。 18. （2025·浙江·模拟预测）某同学用如图甲所示的实验装置来研究动量守恒定律，光电门1、2固定在气垫导轨上，质量分别为和的两个滑块（含遮光片）从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两个光电门之间某位置发生碰撞并粘在一起继续运动，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。 (1)两滑块上的遮光片宽度相同，为测定其宽度，用图乙游标卡尺测量，该游标尺分为10格，但有长，则其精度为 ，测量时遮光片宽度的结果如图丙所示，则遮光片的宽度为 。 (2)实验中光电门2记录了几次挡光时间？ 。若每次挡光时间均为，则碰撞前滑块的速度大小为 。 (3)实验过程中，该同学忘了记录滑块A经过光电门1的时间，若碰撞过程中两滑块的动量守恒，则滑块通过光电门1的速度为 。（结果保留三位有效数字） 【答案】(1) 0.1 4.5mm (2) 3次 0.90 (3)1.35 【详解】（1）[1][2]该游标尺分为10格，有19mm长，则游标尺每小格长度为1.9mm，与主尺的每两小格长度相差0.1mm，则其精度为0.1；游标尺的刻度线5与主尺的1.4cm刻度对齐，则遮光片的宽度为1.40cm-5×1.9mm=4.5mm。 （2）[1]碰撞后滑块A、B一起向右运动，光电门2记录了滑块B碰撞前遮光条的遮光时间、碰撞后滑块B遮光条遮光时间以及滑块A遮光条的遮光时间，共3次； [2]碰撞前滑块B的速度大小为 （3）碰撞后，滑块AB的遮光时间Δt=0.005s 共同速度的大小为 方向向右； 取水平向右为正方向，根据动量守恒定律mAvA-mBvB=（mA+mB）v 代入数据解得vA=1.35m/s 19. （24-25高二下·北京海淀·期中）用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 (1)组装单摆时，应在下列器材中选用_________选填选项前的字母。 A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线 C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的铁球 (2)某同学某次实验中用刻度尺测出摆线长l，球直径d如图所示，d= cm；秒表记录下单摆的n次全振动的时间t，重力加速度的表达式为 用、d、、表示）。 (3)用多组实验数据作出图像，也可以求出重力加速度。已知三位同学作出的图线的示意图如图中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线，下列分析正确的是______选填选项前的字母。 A．出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线的原因可能是误将次全振动记为次 C．图线对应的值小于图线对应的值 (4)将单摆挂在力传感器的下端，通过力传感器测定摆动过程中摆线受到的拉力，由计算机记录拉力随时间的变化，图像如图所示。测得摆长为，则重力加速度的表达式为 【答案】(1)AD (2) 2.01 (3)B (4) 【详解】（1）AB．为减小实验误差，应选择长度为1m左右的细线，故A正确，B错误； CD．为了减小空气阻力的影响，应选择直径为1.8cm的铁球，故C错误，D正确。 故选AD。 （2）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知球的直径为 [2]秒表记录下单摆的n次全振动的时间t，则周期为 根据单摆周期公式可得 联立可得重力加速度为 （3）A．由单摆周期公式 可得 可知图像的斜率为 当地的重力加速度为 若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度L，则有 可知图线与b线斜率相等，两图线应该平行，为纵轴截距，故出现图线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L造成的，故A错误； B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故出现图线的原因可能是误将次全振动记为次，故B正确； C．由图可知，图线c对应的斜率k偏小，根据图像的斜率 可得当地的重力加速度 可知图线对应的值大于图线对应的值，故C错误。 故选B。 （4）由题图可知周期为 根据 联立解得重力加速度的表达式为 20. （2025·浙江湖州·三模）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。 (1)研究加速度与质量的关系时，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，使小车静止。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。比较两小车的位移，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（　　） 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 (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a与质量M的5组实验数据，如表所示。为直观验证而建立坐标系，若纵轴为a，则横轴应为 （用题中字母表示）； 次数 1 2 3 4 5 0.62 0.48 0.40 0.32 0.15 0.25 0.33 0.40 0.50 1.00 (3)在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化图2装置中“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，小车受到的合力可等效为绳子的拉力 B．若斜面倾角过大，则小车所受合力小于绳子的拉力 C．无论小车运动的加速度多大，槽码的重力都等于绳子的拉力 (4)用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图3所示， cm； (5)如图4是某次实验中得到的纸带的一部分，在其上取了7个计数点（相邻两计数点间均有4个点未画出），已知交流电的频率为，则小车的加速度大小为 （结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)B (2) (3)A (4)1.02 (5)0.50 【详解】（1）该实验探究加速度和质量关系，则应该保持拉力大小相同，即钩码质量相同，小车质量不同，故选B。 （2）若牛顿第二定律成立，则满足，即为直观验证而建立坐标系，若纵轴为a，则横轴应为。 （3）A．为了简化图2装置中“力”的测量，即使得细线的拉力等于小车受的合力，则可先平衡摩擦力，即使小车沿倾角合适的斜面运动，使得f=mgsinθ，则小车受到的合力可等效为绳子的拉力，选项A正确； B．若斜面倾角过大，则mgsinθ>f，则小车所受合力大于绳子的拉力，选项B错误； C．对钩码分析可知 可知T=mg-ma 可知绳子的拉力小于重力，且小车运动的加速度越大，绳子的拉力比槽码的重力小的越多，选项C错误。 故选A。 （4）用游标卡尺测量垫块厚度=1cm+0.1mm×2=1.02cm； （5）相邻两计数点间均有4个点未画出可得T=0.1s，则小车的加速度大小为 1. （2025·浙江·模拟预测）某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“220V  50Hz”。 (1)以下实验操作正确的是________（多选）。 A．重物最好选用密度较大，体积较小的 B．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 C．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 (2)进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点。点、、、、是连续打出的5个点，两个相邻点的间距分别为、、、，则打下点时重物的速度大小为 ，当地重力加速度大小为 。（结果均保留3位有效数字） (3)不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则所测重力加速度 ，若电源电压小于220V，则所测重力加速度 。（均填“偏大”“偏小”或“不变”） (4)用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时， （填“需要”或“不需要”）用到天平。 【答案】(1)ABC (2) 2.07 9.75 (3) 偏大 不变 (4)不需要 【详解】（1）A．重物最好选用密度较大、体积较小的，以减小空气阻力的影响，A正确。 B．为减小摩擦阻力，打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，B正确。 C．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，C正确。 D．实验时，应先接通电源，等打点计时器打点稳定后再释放纸带，D错误。 故选ABC。 （2）[1]某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 [2]根据逐差法可得重物加速度大小为 （3）[1][2]不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则计算加速度所用时间间隔偏小，所测重力加速度偏大；电源电压对打点频率没有影响，对所测重力加速度没有影响。 （4）用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，若在误差允许范围内有 即 则能够验证机械能守恒定律成立，故实验中不需要测量重物的质量，不需要用到天平。 2. （2025·浙江·模拟预测）某同学做“探究质量一定时，加速度与力的关系”实验，实验装置如图（a）所示。 (1)下列实验操作正确的是_______。 A．先释放小车后打开电源 B．调节滑轮高度使细线与长木板平行 C．补偿阻力时小车不连接纸带 (2)某次实验中保持小车的质量不变，改变槽码的质量，得到加速度与槽码质量的关系如图（b）所示，由图像可得小车的加速度与所挂槽码的质量成 （填“线性”或“非线性”）关系，造成这一关系的原因是 。 (3)某同学在实验中用打点计时器记录了被小车拖动纸带的情况，在纸带上每5个点取一个计数点，如图（c）所示。交流电源的频率为50Hz。根据纸带上的数据可以求出打点计时器打下计数点时小车的速度为 ，小车的加速度大小为 。（保留2位有效数字） (4)若某次实验中实际使用的交流电频率为51Hz，但同学仍按照50Hz进行数据处理，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），该误差属于 （选填“系统”或“偶然”）误差。 【答案】(1)B (2) 非线性 槽码的质量没有远小于小车的质量 (3) 0.23 0.50 (4) 偏小 系统 【详解】（1）A．应该先接通电源再释放小车，A错误； B．应调节滑轮高度使细线与长木板平行，B正确； C．补偿阻力时小车不挂槽码，但是需要连接纸带，C错误。 故选B。 （2）[1][2]由图像可知小车的加速度与所挂槽码的质量成非线性关系；造成这一关系的原因是槽码的质量没有远小于小车的质量，随之槽码质量的增加，系统的加速度逐渐变大，槽码越来越失重，则小车的牵引力逐渐变小，则加速度减小，图线向下弯曲。 （3）[1]打下计数点时小车的速度为 [2]小车的加速度 （4）[1][2]进行数据处理时用的频率偏小，所以偏大，根据上述分析可得加速度的测量值与实际值相比偏小。由电源频率引起的误差为系统误差。 3. （2025·浙江·模拟预测）实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律，在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门，带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，放在左侧光电门的左侧，放置在两光电门之间，实验开始，开启气垫导轨的气源，给一个水平向右的初速度，碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为，碰后、上遮光片的遮光时间分别为、，回答下列问题： (1)若的质量大于的质量，碰后 通过左侧光电门（选填“能”或“不能”）； (2)若，当、的质量之比为 时，可验证碰撞过程动量守恒； (3)若碰后、的运动方向相反，，、发生的是弹性碰撞，则、的质量之比为 。 【答案】(1)不能 (2)1：1 (3)1：3 【详解】（1）若的质量大于的质量，根据动量守恒定律可知，碰后的速度方向不变，则碰后不能通过左侧光电门。 （2）若，则说明碰后的速度等于碰前的速度大小，碰后的速度大小为零，有 可得 （3）若碰后、的运动方向相反，，则、的速度等大反向，分别设为、，又、发生的是弹性碰撞，由弹性碰撞的二级结论有、 可得 解得 4. （2025·浙江·二模）如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。 c．用天平测出滑块和遮光条的质量m。 d．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时遮光条的遮光时间和 e．取下垫片，用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。 f．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L及两光电门之间的距离x。 g.…… 请回答下列问题： (1)（多选）关于该实验，以下说法不正确的是（　　） A．遮光条宽度适当小些 B．滑块和遮光条的质量m可以不要测量 C．滑块和遮光条的质量m轻一点可以减小误差 D．实验时需要倾斜导轨以平衡摩擦力 (2)该同学用游标卡尺测量垫片的厚度如图所示，则垫片的厚度h= mm； (3)若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系式为 (4)（多选）多次实验发现动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，其原因可能是（　　） A．遮光条宽度d的测量值偏小 B．导轨没有调水平，导轨左端略低于右端 C．空气阻力的影响 D．两光电门之间的距离x的测量值偏小 【答案】(1)CD (2)21.5 (3) (4)ABC 【详解】（1）A．光条的宽度相对小点时，其通过光电门的平均速度越接近其瞬时速度，A正确，不符题意； B．验证机械能守恒时质量可以约去，故不需测量滑块和遮光条的质量m，B正确，不符题意； C．结合上述分析可知，滑块和遮光条的质量m对实验没有影响，C错误，符合题意； D．气垫导轨可以使滑块无摩擦的在其表面滑动，故不需要平衡摩擦力，D错误，符合题意。 故选CD。 （2）根据游标卡尺的读法，可得垫片的厚度 （3）设导轨垫高后与水平面的倾角为，则有 滑块下落的高度 滑块通过光电门1的速度 滑块通过光电门2的速度 若机械能守恒，则有 整理可得 （4）A．光条宽度d的测量值偏小，会导致滑块速度测量偏小，动能偏小，A正确； B．根据上述分析可知，重力势能的变化了为 由于导轨左端略低于右端，导致偏小，实际转化的动能偏小，B正确； C．空气阻力的影响会使重力势能有一部分克服空气的阻力做功，转化为其他形式的能，C正确； D． x 测量偏小，则重力势能的变化了偏小，不会导致动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，D错误。 故选ABC。 5. （2025·浙江·模拟预测）利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 (1)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，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况．下列说法正确的是______________ A．图线①的产生原因是小车的质量太大 B．图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C．图线③的产生原因是小车的质量太小 (3)实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为，共5个槽码，每个槽码的质量均为．实验步骤如下：i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码．调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点；ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；iv。以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。测得关系图线的斜率为，则小车质量 （计算结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)2.86 (2)B (3)0.20 【详解】（1）相邻计数点之间的时间间隔 根据逐差法可得小车的加速度 （2）A．图线①的产生原因是，砝码盘和砝码的总质量增大到一定程度后不再满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量，是由于小车质量太小造成的，A错误； B．图线②说明时小车就有加速度，其产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大，B正确； C．图线③说明F增大到一定程度小车才开始有加速度，其产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角偏小或未平衡摩擦力，C错误。 故选B。 （3）对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有， 两式联立，求得 由的关系式可知，关系图线的斜率 解得 6. （24-25高一上·湖南·期末）学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与合外力之间的关系。实验操作步骤如下： ①按图甲安装实验器材，平衡阻力； ②使小车靠近打点计时器，在砂桶中加入适量的砂，启动电源，释放小车，稳定时读出弹簧测力计的示数； ③改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； ④计算出不同纸带对应的加速度值； ⑤进行数据处理。 (1)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．平衡阻力时，应取下纸带，将木板的右端适当垫高 B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行 C．需要满足小车的质量远大于砂桶（含砂）的总质量 (2)某次实验中打出纸带的一部分如图乙所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有四个计时点未画出，则打点计时器打下第5个计数点时，小车的速度大小为 m/s；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡摩擦力，经数据处理得到了如图丙所示的图像。不计滑轮、轻绳的质量，不计轻绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力。由图丙可知，滑块的质量为 ；若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块和木板间的动摩擦因数为 。（计算结果均保留一位有效数字） 【答案】(1)B (2) (3) 【详解】（1）A．平衡阻力时，应取下砂桶不取下纸带，故A错误； B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行，这样小车受力会更稳定，故B正确； C．绳子拉力由弹簧测力计记录，所以不需要砂和沙桶的总质量远小于小车质量，故C错误。 故选B。 （2）[1]由题可知计数点间隔时间，故 [2]充分利用图乙所给数据，故使用逐差法得 （3）[1]对滑块受力分析 故图像斜率 [2]图像轴截距 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $