力学实验 专项训练-2025-2026学年高二物理下学期人教版

**基本信息** 聚焦力学核心实验，通过装置分析、数据处理及误差讨论，培养科学探究能力与实验逻辑思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |加速度与力关系探究|2题|含操作判断、纸带处理、a-F图像分析|基于牛顿第二定律，从平衡阻力到图像误差分析，构建实验原理-操作-数据处理逻辑链| |单摆测重力加速度|2题|涉及摆长测量、周期计时、T²-L图像应用|围绕单摆周期公式，通过器材选择、数据拟合及系统误差分析，深化运动与相互作用观念| |自由下落加速度测量|1题|包含纸带分析、v-t图像拟合|结合匀变速直线运动规律，对比逐差法与图像法，体现科学推理中的误差控制思想|

高二物理下学期力学实验 1.(2025·江苏省南京市·期末考试)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： 按图甲安装实验器材，平衡阻力； 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； 改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； 计算出不同纸带对应的加速度值； 进行数据处理。 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 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，则打点计时器打下计数时，小车的速度大小为          ；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度为          计算结果均保留三位有效数字 某次实验中小赵为了获取更多的实验数据，不断增加砂桶含砂的总质量直到接近小车的质量，且他平衡阻力时将木板的右端垫得过高了，则他最终绘制的图像最接近图像           A.                       ． C.                      ． 某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡阻力，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   【解析】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，所以不需要砂和砂桶的总质量远小于小车质量，故C错误。 故选B。 由题可知计数点间隔时间 ，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 ，充分利用图乙所给数据，使用逐差法得小车的加速度 。 平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，小车重力沿斜面的分量大于摩擦力，不加拉力时，小车已经具有一定的加速度，  图像在纵轴上有截距，由于小车所受的绳子拉力由弹簧测力计得出，所以  直线不会随着砂桶含砂的总质量增大而发生弯曲。 故选C。 对滑块受力分析 ，故图像斜率 ，可得 ，图像  轴截距 ，可得。 2.(2025·江苏省南京市·期末考试)某小组使用图甲装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验： 该小组采用的电源应当是          。 A. 交流 B. 直流 C. 交流 D. 直流 除了图中器材外还需要的器材有          多选。 该小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器使用的是频率为的交流电，相邻两计数点间还有四个点没有画出，则小车的加速度大小为          结果保留三位有效数字。 该组同学又设计了一个如图丙所示实验装置，长木板水平放置，改变钩码的质量得到多组力传感器示数和对应的小车加速度大小，以为横轴、为纵轴作出图像如图丁所示，若图像的斜率为，则小车含滑轮的质量为          ，因没有平衡摩擦力，对小车质量的测量结果有无影响，并说明理由          。 【解析】由图甲可知，打点计时器为电火花打点计时器，其工作电压为的交流电压，A正确，BCD错误。 故选：。 实验需要用天平测量小车的质量，需要用刻度尺测量点迹之间的距离，需要用钩码改变小车质量，因此不需要秒表，ACD正确，B错误。 故选：。 相邻计数点的时间间隔为， 毫米刻度尺的精确度为，则两点之间的距离， 两点之间的距离， 根据逐差法，加速度； 设力传感器的示数为，根据牛顿第二定律， 变形得， 图像的斜率为， 解得小车含滑轮的质量为， 由此可知没有平衡摩擦力时，是不过原点的倾斜直线，摩擦力的存在不影响图像的斜率，图像斜率不变，对小车质量的测量结果无影响。 故答案为：；；；；摩擦力的存在不影响图像的斜率，图像斜率不变，对小车质量的测量结果无影响。 【分析】电火花计时器的工作电压为的交流电压； 根据实验原理选择所需的实验器材； 根据逐差法求加速度； 根据牛顿第二定律求解函数，结合图像斜率的含义求解作答；根据函数表达式分析摩擦力对图像斜率有无影响，然后作答。 本题主要考查了“探究加速度与力、质量的关系”实验，要明确实验原理，掌握逐差法求加速度的方法，掌握牛顿二定律的运用。 3.(2025·江苏省镇江市·期末考试)某同学甲利用如图所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验，进行了如下操作步骤： 测量摆球的直径如图所示，则摆球的直径为          ； 在安装实验装置的过程中，如图中有关器材的选择和安装最合理的是          ； 在测量单摆周期时，为了减小实验误差，该组同学先测量了完成多个周期所需要的时间，实验时应从摆球经过          选填“最低点”或“最高点”时开始计时； 某同学乙在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一个质量分布不均匀的铁球，铁球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到铁球中心的距离当作摆长，通过改变摆线的长度，测得几组和对应的周期，画出图线如图所示；根据图像判断测量摆长           填“大于”“小于”或“等于”真实摆长；在图线上选取、两个点，坐标分别为，，可计算出重力加速度           。   【解析】分度游标卡尺的精确度为，摆球直径； 根据单摆模型，单摆的摆线要选择质量不计、不可伸长的细丝线，单摆的悬点要固定，摆球要选择体积小、密度大的铁球，故ABC错误，D正确。 故选：。 单摆的摆球通过最低点时，速度最大，停留的时间短，计时误差小，因此为了减小实验误差，实验时应从摆球经过最低点时开始计时； 由图像可知，测量摆长大于实际摆长，若摆球重心在球心以上处，则，变形得，则图像的斜率为，解得重力加速度。 4.(2026·江苏省南通市·其他类型)某实验小组利用图甲所示装置测量物体自由下落的加速度，电火花打点计时器竖直固定在铁架台上。重物由静止释放，带动纸带下落，利用纸带上的点迹求得重物下落的加速度。 电火花打点计时器使用的电源为          。 A.交流                            直流                            交流 实验中得到的一条点迹清晰的纸带，纸带和刻度尺平行放置，部分区域如图乙所示，、、是纸带上连续的三个计时点，相邻两计时点间的时间间隔。 实验时纸带的          端选填“左”或“右”和重物相连接； 计时点对应的刻度          ，计时点对应重物的速度大小          ； 计时点、间距离为，、间距离为，重物下落的加速度大小          用、和表示。 分别测出纸带上各计时点对应重物的速度，将速度与对应时间输入计算机拟合得到如图丙所示的图像，直线方程为，则重物下落的加速度大小          。 以上两种方法均可求得重物自由下落的加速度，          选填“”或“”的求解方法更为合理，理由是          。 【解析】电火花打点计时器使用的电源为交流 ，故选C。 重物做加速运动，纸带上点迹较密集的部分为先打出来的点，故实验时纸带的左端与重物相连； 计时点对应的刻度为  ； 计时点对应的刻度为  ， 计时点对应重物的速度大小 ， 由逐差公式得 ，得 。   图像的斜率表示加速度，故  。   的求解方法更为合理，理由是  是利用多个点的数据进行拟合得到  图像，充分利用了实验数据从而减小了偶然误差，而  只利用了纸带上两段相邻的位移数据，偶然误差较大。 5.(2025·江苏省常州市·期末考试)某同学做“利用单摆测量重力加速度大小”实验时，用一磁性小球吸在金属摆球下，在磁性球下方放置磁传感器并通过数据采集器与计算机相连，如图所示． 下列实验步骤中，正确的是          ；单选 A.摆线要选择细些的，有一定伸缩性的 B.摆角应尽量大些，使单摆做近似的简谐运动 C.应使摆球在同一竖直平面内摆动 D.摆线上端应该缠绕在铁架台上固定的圆柱形横杆上 实验时，该同学用刻度尺测出摆线长，测得磁感应强度与时间的关系如图所示，则每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在          ，图中可以读出单摆周期约为          ； 多次改变摆线长度，并测得对应的值．作出图如图图所示，若该图像的斜率为，则当地的重力加速度          ； 考虑到摆线长度比实际摆长小，重力加速度的测量值          选填“偏大”“偏小”“不受影响”，简要说明理由          。   【解析】摆线要选择细些的，伸缩性小些的，故A错误； B.为了使单摆做近似的简谐运动，摆角不能大于  ，故B错误； C.应使摆球在同一竖直平面内摆动，故C正确； D.为了保证摆动过程，摆长保持不变，摆线上端应用铁夹固定，故D错误。 故选C。 每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在最低点； 一个周期内摆球两次经过最低点，由图可知单摆周期约为  设摆球半径为，根据单摆周期公式可得 整理可得 可知图像的斜率为 可得当地的重力加速度为； 考虑到摆线长度比实际摆长小，设实际摆长为，则有，可得； 可知图像的斜率仍为，所以重力加速度的测量值不受影响。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期力学实验 1.(2025·江苏省南京市·期末考试)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： 按图甲安装实验器材，平衡阻力； 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； 改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； 计算出不同纸带对应的加速度值； 进行数据处理。 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 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，则打点计时器打下计数时，小车的速度大小为          ；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度为          计算结果均保留三位有效数字 某次实验中小赵为了获取更多的实验数据，不断增加砂桶含砂的总质量直到接近小车的质量，且他平衡阻力时将木板的右端垫得过高了，则他最终绘制的图像最接近图像           A.                       ． C.                      ． 某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡阻力，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 2.(2025·江苏省南京市·期末考试)某小组使用图甲装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验： 该小组采用的电源应当是          。 A. 交流 B. 直流 C. 交流 D. 直流 除了图中器材外还需要的器材有          多选。 该小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器使用的是频率为的交流电，相邻两计数点间还有四个点没有画出，则小车的加速度大小为          结果保留三位有效数字。 该组同学又设计了一个如图丙所示实验装置，长木板水平放置，改变钩码的质量得到多组力传感器示数和对应的小车加速度大小，以为横轴、为纵轴作出图像如图丁所示，若图像的斜率为，则小车含滑轮的质量为          ，因没有平衡摩擦力，对小车质量的测量结果有无影响，并说明理由          。 3.(2025·江苏省镇江市·期末考试)某同学甲利用如图所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验，进行了如下操作步骤： 测量摆球的直径如图所示，则摆球的直径为          ； 在安装实验装置的过程中，如图中有关器材的选择和安装最合理的是          ； 在测量单摆周期时，为了减小实验误差，该组同学先测量了完成多个周期所需要的时间，实验时应从摆球经过          选填“最低点”或“最高点”时开始计时； 某同学乙在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一个质量分布不均匀的铁球，铁球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到铁球中心的距离当作摆长，通过改变摆线的长度，测得几组和对应的周期，画出图线如图所示；根据图像判断测量摆长           填“大于”“小于”或“等于”真实摆长；在图线上选取、两个点，坐标分别为，，可计算出重力加速度           。 4.(2026·江苏省南通市·其他类型)某实验小组利用图甲所示装置测量物体自由下落的加速度，电火花打点计时器竖直固定在铁架台上。重物由静止释放，带动纸带下落，利用纸带上的点迹求得重物下落的加速度。 电火花打点计时器使用的电源为          。 A.交流                            直流                            交流 实验中得到的一条点迹清晰的纸带，纸带和刻度尺平行放置，部分区域如图乙所示，、、是纸带上连续的三个计时点，相邻两计时点间的时间间隔。 实验时纸带的          端选填“左”或“右”和重物相连接； 计时点对应的刻度          ，计时点对应重物的速度大小          ； 计时点、间距离为，、间距离为，重物下落的加速度大小          用、和表示。 分别测出纸带上各计时点对应重物的速度，将速度与对应时间输入计算机拟合得到如图丙所示的图像，直线方程为，则重物下落的加速度大小          。 以上两种方法均可求得重物自由下落的加速度，          选填“”或“”的求解方法更为合理，理由是          。 5.(2025·江苏省常州市·期末考试)某同学做“利用单摆测量重力加速度大小”实验时，用一磁性小球吸在金属摆球下，在磁性球下方放置磁传感器并通过数据采集器与计算机相连，如图所示． 下列实验步骤中，正确的是          ；单选 A.摆线要选择细些的，有一定伸缩性的 B.摆角应尽量大些，使单摆做近似的简谐运动 C.应使摆球在同一竖直平面内摆动 D.摆线上端应该缠绕在铁架台上固定的圆柱形横杆上 实验时，该同学用刻度尺测出摆线长，测得磁感应强度与时间的关系如图所示，则每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在          ，图中可以读出单摆周期约为          ； 多次改变摆线长度，并测得对应的值．作出图如图图所示，若该图像的斜率为，则当地的重力加速度          ； 考虑到摆线长度比实际摆长小，重力加速度的测量值          选填“偏大”“偏小”“不受影响”，简要说明理由          。 1.【答案】   2.【答案】 摩擦力的存在不影响图像的斜率，图像斜率不变，对小车质量的测量结果无影响。   3.【答案】 最低点 大于   4.【答案】 左 得到  的过程充分利用了实验数据从而减小了偶然误差，而得到  的过程只利用了纸带上两段相邻的位移数据，偶然误差较大。   5.【答案】  最低点 均可 不受影响  图像的斜率仍为  ，所以重力加速度的测量值不受影响   第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $