2027届高考物理一轮复习·实验探究专题：1 力学实验篇 分层训练基础巩固题

**基本信息** 分层训练覆盖8个力学核心实验，通过基础巩固、能力提升、压轴挑战三级梯度，系统培养实验操作规范、误差分析及数字化测量应用能力，体现科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|15题|逐差法、图像截距分析、光电门测速原理|从实验操作规范到基础数据处理，构建“原理-操作-误差”认知链| |能力提升|13题|传感器替代传统仪器、异常数据剔除|整合实验变式与方法迁移，强化科学推理与论证能力| |压轴挑战|2题|多传感器联用、复杂图像分析|综合应用力学规律，培养质疑创新与综合探究能力|

高考物理实验探究专题训练（套装） · 第1册：力学实验篇 — 高考物理实验探究专题训练 — 第 1 册 力学实验篇 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 适用对象：2027届新高三师生（一轮复习阶段） 覆盖实验：8个力学核心实验（实验1~6、11、20） 题量结构：30题（基础15 + 中档13 + 压轴2） 命题导向：紧扣2026高考力学实验考查趋势 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 目 录 目 录 2 第二章 分层训练 5 第一部分 基础巩固题 5 第1题 （原第1题） （6分）[基础] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 5 第2题 （原第19题） （6分）[基础] 实验1：研究匀变速直线运动 6 第3题 （6分）[基础] 光电门替代打点计时器测加速度 6 第4题 （原第3题） （6分）[基础] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 7 第5题 （6分）[基础] 弹簧串并联组合测劲度系数 7 第6题 （原第5题） （6分）[基础] 实验3：验证力的平行四边形定则（单选） 7 第7题 （原第6题） （6分）[基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 8 第8题 （原第21题） （6分）[基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系 8 第9题 （6分）[基础] a-F图像不过原点的误差分析 8 第10题 （原第8题） （6分）[基础] 实验5：探究动能定理（单选） 9 第11题 （原第10题） （6分）[基础] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 9 第12题 （6分）[基础] 光电门测速验证机械能守恒（简版） 9 第13题 （原第27题） （6分）[基础] 实验11：探究单摆测定重力加速度 10 第14题 （原第41题） （6分）[基础] 单摆与重力加速度 10 第15题 （原第39题） （6分）[基础] 实验20：测定动摩擦因数 11 第二部分 能力提升题 12 第16题 （原第2题） （8分）[中档] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 12 第17题 （8分）[中档] 纸带异常点剔除与逐差法变式 12 第18题 （原第4题） （8分）[中档] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 13 第19题 （原第20题） （8分）[中档] 实验3：验证力的平行四边形定则 13 第20题 （8分）[中档] 力传感器替代弹簧测力计 13 第21题 （原第7题） （8分）[中档] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 14 第22题 （8分）[中档] 双传感器实验（力传感器+光电门） 14 第23题 （原第9题） （8分）[中档] 实验5：探究动能定理（单选） 15 第24题 （8分）[中档] 频闪照相法替代打点计时器 15 第25题 （原第11题） （8分）[中档] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 15 第26题 （原第22题） （8分）[中档] 实验6：验证机械能守恒定律 16 第27题 （原第28题） （8分）[中档] 实验11：探究单摆测定重力加速度 16 第28题 （8分）[中档] 倾斜法测定动摩擦因数μ = tanθ 17 第三部分 压轴挑战题 18 第29题 （10分）[压轴] 力传感器测拉力求g与T2-L图像截距分析 18 第30题 （10分）[压轴] 光电门测速无纸带方案 18 第三章 详细解析 20 第一部分 基础巩固题解析 20 第1题 （原第1题） [基础] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 20 第2题 （原第19题） [基础] 实验1：研究匀变速直线运动 21 第3题 [基础] 光电门替代打点计时器测加速度 22 第4题 （原第3题） [基础] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 24 第5题 [基础] 弹簧串并联组合测劲度系数 25 第6题 （原第5题） [基础] 实验3：验证力的平行四边形定则（单选） 26 第7题 （原第6题） [基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 27 第8题 （原第21题） [基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系 28 第9题 [基础] a-F图像不过原点的误差分析 29 第10题 （原第8题） [基础] 实验5：探究动能定理（单选） 30 第11题 （原第10题） [基础] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 32 第12题 [基础] 光电门测速验证机械能守恒（简版） 33 第13题 （原第27题） [基础] 实验11：探究单摆测定重力加速度 35 第14题 （原第41题） [基础] 单摆与重力加速度 36 第15题 （原第39题） [基础] 实验20：测定动摩擦因数 37 第二部分 能力提升题解析 40 第16题 （原第2题） [中档] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 40 第17题 [中档] 纸带异常点剔除与逐差法变式 41 第18题 （原第4题） [中档] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 42 第19题 （原第20题） [中档] 实验3：验证力的平行四边形定则 44 第20题 [中档] 力传感器替代弹簧测力计 45 第21题 （原第7题） [中档] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 47 第22题 [中档] 双传感器实验（力传感器+光电门） 48 第23题 （原第9题） [中档] 实验5：探究动能定理（单选） 49 第24题 [中档] 频闪照相法替代打点计时器 50 第25题 （原第11题） [中档] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 51 第26题 （原第22题） [中档] 实验6：验证机械能守恒定律 53 第27题 （原第28题） [中档] 实验11：探究单摆测定重力加速度 54 第28题 [中档] 倾斜法测定动摩擦因数μ = tanθ 56 第三部分 压轴挑战题解析 59 第29题 [压轴] 力传感器测拉力求g与T2-L图像截距分析 59 第30题 [压轴] 光电门测速无纸带方案 61 附录 64 附录一 答案速查表 64 （在Word中按 Ctrl+A 全选后按 F9 可更新目录页码） 第二章 分层训练 本章按难度梯度将30道试题分为基础巩固、能力提升和压轴挑战三个层次。建议同学们按顺序逐层推进，先打牢基础再挑战高难度题目。 第一部分 基础巩固题 （共15题，每题6分，共90分。考查基本概念、实验操作规范和基础数据处理） 第1题 （原第1题） （6分）[基础] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 某同学用电磁打点计时器研究匀变速直线运动。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 电磁打点计时器使用220V交流电源 B. 实验操作时应先释放纸带再接通电源 C. 处理数据时应保留纸带上所有点迹进行测量 D. 用逐差法计算加速度，取连续相等时间间隔T内的位移x1~x6，则a = [(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)]/(9T2) 答：___________________________________________ 第2题 （原第19题） （6分）[基础] 实验1：研究匀变速直线运动 在"研究匀变速直线运动"实验中，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。纸带上每隔4个计时点取一个计数点，分别标记为A、B、C、D、E，测得相邻计数点间的距离分别为：AB = 3.20cm，BC = 4.80cm，CD = 6.40cm，DE = 8.00cm。 （1）相邻计数点间的时间间隔T = ________ s （2）打C点时小车的速度vC = ________ m/s（保留3位有效数字） （3）小车的加速度a = ________ m/s2（保留2位有效数字） 答：___________________________________________ 第3题 （6分）[基础] 光电门替代打点计时器测加速度 某实验小组用光电门替代打点计时器研究匀变速直线运动。在倾斜的气垫导轨上，滑块（装有宽度d = 5.0mm的挡光片）由静止释放，沿导轨匀加速下滑。导轨上等间距安装4个光电门A、B、C、D，相邻间距s = 20.0cm。挡光时间记录如下表。 光电门 A B C D Δt/ms 25.0 10.2 7.5 6.3 （1）滑块通过光电门B时的速度vB = ______m/s（保留2位有效数字）。 （2）滑块的加速度a = ______m/s2（保留2位有效数字）。 （3）与打点计时器相比，用光电门测速度的优点是______________________________（写出一条）。 （4）若d测量值偏大，则a______（填"偏大""偏小"或"不受影响"）。 答：___________________________________________ 第4题 （原第3题） （6分）[基础] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 某工厂质检部门用如图所示装置测试弹簧性能。将弹簧竖直悬挂，下端挂不同质量的钩码，待弹簧静止后记录弹力F（等于钩码重力）和弹簧伸长量x。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 弹簧的弹力大小等于所挂钩码的总重力 B. 实验中只需测量弹簧的总长度，不需要测量原长 C. F-x图像的截距（横截距或纵截距）等于弹簧的劲度系数 D. 弹簧自身重力对实验结果没有任何影响 答：___________________________________________ 第5题 （6分）[基础] 弹簧串并联组合测劲度系数 （1）弹簧A单独悬挂，挂m1 = 50g钩码，伸长Δx1 = 2.0cm。kA = ______N/m（g = 10m/s2）。 （2）A、B串联后挂m2 = 100g钩码，总伸长Δx串 = 6.0cm。kB = ______N/m。 （3）A、B并联后挂m3 = 150g钩码，k并 = ______N/m。 （4）理论上1/k串 = 1/kA+1/kB，k并 = kA+kB。实验结果与理论______，偏差原因______________________________。 答：___________________________________________ 第6题 （原第5题） （6分）[基础] 实验3：验证力的平行四边形定则（单选） 在"验证力的平行四边形定则"实验中，下列操作正确的是（ ） A. 实验中只需记录两条细绳拉力的大小 B. 用两只弹簧测力计拉细绳时，两拉力方向必须互相垂直 C. 用一只弹簧测力计拉细绳时，必须将结点拉到同一位置O D. 弹簧测力计使用前不需要调零 答：___________________________________________ 第7题 （原第6题） （6分）[基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验采用控制变量法，先保持小车质量不变探究加速度与力的关系，再保持合外力不变探究加速度与质量的关系 B. 平衡摩擦力时，应挂上槽码后调整斜面倾角 C. 实验中槽码的总质量必须远大于小车的质量 D. 平衡摩擦力后，小车所受合力大小等于槽码的总重力 答：___________________________________________ 第8题 （原第21题） （6分）[基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中： （1）平衡摩擦力的方法是：不挂槽码，调整木板倾角，使小车在斜面上能做______运动。 （2）平衡摩擦力时，是否需要连上纸带？答：______（填"是"或"否"），原因是__________________。 （3）实验中要求槽码质量m远小于小车质量M的原因是：使绳的拉力T______（填"近似等于"或"远小于"）槽码的重力mg。 答：___________________________________________ 第9题 （6分）[基础] a-F图像不过原点的误差分析 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中（砂桶+小车+打点计时器）。 （1）平衡摩擦力：取下砂桶，调整木板倾角，轻推小车使纸带点迹均匀（小车做______运动）。 （2）a-F图像不过原点：正截距的原因是______________________________；负截距的原因是______________________________。 （3）用mg近似代替F需满足m ______ M。F较大时图像弯曲，偏向______轴。 （4）未平衡摩擦力但用F = mg，a-F图像斜率______（填">""<"或"="）1/M。 答：___________________________________________ 第10题 （原第8题） （6分）[基础] 实验5：探究动能定理（单选） 在"探究动能定理"实验中，某同学用如图所示装置，通过改变钩码个数来探究合外力做功与物体动能变化的关系。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 实验中需要平衡摩擦力，使小车所受合力等于绳的拉力 B. 钩码的总质量应远大于小车的质量 C. 实验中不需要测量小车的质量 D. 用打点计时器打出的纸带只能计算小车的平均速度 答：___________________________________________ 第11题 （原第10题） （6分）[基础] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 在"验证机械能守恒定律"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验中需要用天平测量重物的质量 B. 实验中应选用质量小、体积大的重物 C. 实验中应先接通电源再释放纸带 D. 验证机械能守恒时不需要知道重力加速度g的值 答：___________________________________________ 第12题 （6分）[基础] 光电门测速验证机械能守恒（简版） 在"验证机械能守恒定律"实验中，某同学用光电门替代打点计时器。重物（m = 100g）从静止自由下落，在释放点下方h = 50.0cm处安装光电门，重物上固定宽度d = 5.0mm的挡光片。测得挡光时间Δt = 1.60ms（g = 10m/s2）。 （1）重物通过光电门时的速度v = ______m/s。 （2）重物下落h过程中重力势能减少量ΔEp = ______J，动能增加量ΔEk = ______J。 （3）在误差允许范围内，ΔEp ______ ΔEk（填">""<"或"≈"），可认为机械能守恒。 （4）本实验中ΔEp略大于ΔEk，主要原因是______________________________。 答：___________________________________________ 第13题 （原第27题） （6分）[基础] 实验11：探究单摆测定重力加速度 某同学用单摆测定当地重力加速度g。实验器材有：铁架台、细线、摆球（直径约2cm的铁球）、秒表、游标卡尺、米尺。 （1）组装单摆时，摆线长度l约为______（填"0.2m""1.0m"或"2.5m"）较为合适。 （2）测量摆长时，用游标卡尺测出摆球直径d，用米尺测出摆线长度l'，则摆长L = ______。 （3）将摆球从平衡位置拉开约5°后由静止释放，待摆动稳定后，从摆球经过______（填"最高点"或"平衡位置"）时开始计时，记录n（n≥30）次全振动的时间t，则周期T = ______。 （4）若测得摆长L = 1.000m，30次全振动时间t = 60.3s，则当地重力加速度g = ______m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 答：___________________________________________ 第14题 （原第41题） （6分）[基础] 单摆与重力加速度 某星球表面有一单摆，摆长L = 0.50m，在星球表面做小角度简谐运动，测得周期T = 3.14s。已知该星球半径R = 3.0 ×106m，星球质量均匀分布。（π取3.14，结果保留2位有效数字） （1）求该星球表面的重力加速度g； （2）若在该星球表面以初速度v0 = 10m/s竖直上抛一个物体，求物体上升的最大高度h； （3）求该星球的第一宇宙速度v。 答：___________________________________________ 第15题 （原第39题） （6分）[基础] 实验20：测定动摩擦因数 某同学用如图所示装置测定木块与木板间的动摩擦因数μ。将木板水平放置，木块（质量m = 200g）放在木板上，通过细线绕过滑轮连接槽码（质量m0 = 100g）。释放后木块在木板上滑动，用打点计时器记录木块的运动。 （1）实验中木块受到的滑动摩擦力f = ______（用μ、m、g表示）。对木块和槽码系统，由牛顿第二定律得加速度a = ______（用m、m0、μ、g表示）。 （2）若纸带数据处理得到木块加速度a = 2.0m/s2（g取10m/s2），则木块与木板间的动摩擦因数μ = ______。 （3）为减小实验误差，下列措施正确的是______（填正确选项字母）。 A. 实验前应平衡摩擦力 B. 槽码质量应远小于木块质量 C. 细线应与木板平行 D. 应多次测量取平均值 （4）若实验中测得的μ值偏大，可能的原因是______（写出一条）。 答：___________________________________________ 第三章 详细解析 本章对全部30道试题进行详细解析，每题包含【命题意图】【解题思路】【详细过程】【易错点提示】【知识链接】五大模块，各模块用不同底色样式区分，帮助学生深入理解实验原理、掌握解题方法、避免常见错误。 第一部分 基础巩固题解析 第1题 （原第1题） [基础] 实验1：研究匀变速直线运动（单选） 某同学用电磁打点计时器研究匀变速直线运动。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 电磁打点计时器使用220V交流电源 B. 实验操作时应先释放纸带再接通电源 C. 处理数据时应保留纸带上所有点迹进行测量 D. 用逐差法计算加速度，取连续相等时间间隔T内的位移x1~x6，则a = [(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)]/(9T2) 【参考答案】 D 【命题意图】 本题考查打点计时器实验的基本操作规范和逐差法原理，属于基础概念辨析题。重点检验学生对电磁打点计时器与电火花计时器的区分、实验操作顺序、纸带数据处理方法的掌握程度。 【解题思路】 逐项分析各选项的物理原理和实验规范。电磁打点计时器与电火花计时器的工作电压不同；实验操作顺序关乎纸带起始段点迹质量；逐差法是利用匀变速运动位移差求加速度的标准方法。 【详细过程】 - A选项：电磁打点计时器使用约8V交流电源，220V交流电源是电火花计时器的工作电压。A错误。 - B选项：应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，以保证纸带起始段点迹清晰。B错误。 - C选项：纸带开头过于密集的点迹不便测量，应舍去，从间距适当处选取计数点。C错误。 - D选项：逐差法公式推导——由Δx = aT2，取6段连续位移：x4−x1=3aT2，x5−x2=3aT2，x6−x3=3aT2，三式相加得(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)=9aT2，故a = [(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)]/(9T2)。D正确。 【易错点提示】 ①混淆电磁打点计时器（约8V）与电火花计时器（220V）的工作电压；②逐差法公式中分母为9T2而非6T2或3T2，因为每三段之间相差3个时间间隔T。 【知识链接】 逐差法是利用匀变速直线运动"相邻相等时间间隔的位移差恒定"这一性质，通过取相隔较远的段求差，减小了测量相对误差。2026高考实验趋势强调数据处理方法的灵活运用，逐差法和图像法是两大核心方法。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第2题 （原第19题） [基础] 实验1：研究匀变速直线运动 在"研究匀变速直线运动"实验中，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。纸带上每隔4个计时点取一个计数点，分别标记为A、B、C、D、E，测得相邻计数点间的距离分别为：AB = 3.20cm，BC = 4.80cm，CD = 6.40cm，DE = 8.00cm。 （1）相邻计数点间的时间间隔T = ________ s （2）打C点时小车的速度vC = ________ m/s（保留3位有效数字） （3）小车的加速度a = ________ m/s2（保留2位有效数字） 【参考答案】 （1）0.10 （2）0.560 （3）1.6 【命题意图】 本题考查纸带数据处理的核心技能——计数点时间间隔计算、瞬时速度近似计算、逐差法求加速度，是实验1的基础计算题。 【解题思路】 先根据交流电频率和取点规则计算计数点间隔，再用中间时刻速度公式求瞬时速度，最后用逐差法或逐差法简化形式求加速度。 【详细过程】 （1）交流电频率f = 50Hz，打点周期T0 = 1/f = 0.02s。每隔4个计时点取一个计数点，故计数点间隔T = 5T0 = 5 ×0.02 = 0.10s。 （2）C点的瞬时速度等于B到D过程的平均速度（C为BD段的中间时刻）： vC = (BC + CD)/(2T) = (4.80 + 6.40)cm/(2 ×0.10s) = 11.20cm/0.20s = 56.0cm/s = 0.560m/s （3）连续相等时间间隔的位移差： Δx = BC − AB = 4.80 − 3.20 = 1.60cm（验证：CD − BC = 6.40 − 4.80 = 1.60cm，DE − CD = 8.00 − 6.40 = 1.60cm，Δx恒定，说明匀变速） 加速度：a = Δx/T2 = 1.60 ×10-2m/(0.10)2s2 = 0.016/0.01 = 1.6m/s2 【易错点提示】 ①每隔4个点取一个计数点，间隔为5个T0而不是4个；②vC = (x前+x后)/(2T)，注意分母是2T不是T；③用Δx/T2计算时，Δx和T的单位要统一为国际单位。 【知识链接】 匀变速直线运动三大推论：①Δx = aT2（相邻等时间位移差恒定）；②v中间时刻 = v平均（中间时刻瞬时速度等于全程平均速度）；③v中间位移 = /2)（中间位移瞬时速度）。这些推论是纸带数据处理的理论基础。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第3题 [基础] 光电门替代打点计时器测加速度 某实验小组用光电门替代打点计时器研究匀变速直线运动。在倾斜的气垫导轨上，滑块（装有宽度d = 5.0mm的挡光片）由静止释放，沿导轨匀加速下滑。导轨上等间距安装4个光电门A、B、C、D，相邻间距s = 20.0cm。挡光时间记录如下表。 光电门 A B C D Δt/ms 25.0 10.2 7.5 6.3 （1）滑块通过光电门B时的速度vB = ______m/s（保留2位有效数字）。 （2）滑块的加速度a = ______m/s2（保留2位有效数字）。 （3）与打点计时器相比，用光电门测速度的优点是______________________________（写出一条）。 （4）若d测量值偏大，则a______（填"偏大""偏小"或"不受影响"）。 【参考答案】 （1）0.49 （2）0.50 （3）无摩擦阻力影响/自动记录减少人为读数误差 （4）偏大 【命题意图】 考查光电门测速原理和加速度测定，基础题。体现DIS数字化实验替代传统测量的命题趋势。 【解题思路】 v = d/Δt求各点速度，用v2关系逐差法求a。 【详细过程】 （1）vB = 5.0×10-3/(10.2×10-3) = 0.49 m/s （2）vA = 0.200 m/s，vB = 0.490 m/s，vC = 0.667 m/s，vD = 0.794 m/s a1 = (vC2−vA2)/(4s) = (0.4449−0.0400)/0.800 = 0.506 m/s2 a2 = (vD2−vB2)/(4s) = (0.6304−0.2401)/0.800 = 0.488 m/s2 a = (a1+a2)/2 ≈ 0.50 m/s2 （3）光电门非接触测量，无纸带摩擦阻力；自动记录消除人为读数误差。 （4）d偏大k倍→v偏大k倍→v2偏大k2倍→a偏大k2倍，故a偏大。 【易错点提示】 ①光电门用平均速度近似瞬时速度，挡光片宽度尽量小；②用v2 = v02+2as而非v直接逐差；③d偏大导致a按k2倍偏大。 【知识链接】 光电门是DIS系统核心传感器，将速度测量转化为时间测量，精度远高于纸带分析。2026高考强调"用现代测量手段替代传统测量"。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第4题 （原第3题） [基础] 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） 某工厂质检部门用如图所示装置测试弹簧性能。将弹簧竖直悬挂，下端挂不同质量的钩码，待弹簧静止后记录弹力F（等于钩码重力）和弹簧伸长量x。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 弹簧的弹力大小等于所挂钩码的总重力 B. 实验中只需测量弹簧的总长度，不需要测量原长 C. F-x图像的截距（横截距或纵截距）等于弹簧的劲度系数 D. 弹簧自身重力对实验结果没有任何影响 【参考答案】 A 【命题意图】 本题以工厂质检为情境，考查胡克定律实验的基本原理，重点检验学生对弹力概念、伸长量定义、F-x图像物理意义的理解。 【解题思路】 分析弹簧静止时受力平衡条件，明确伸长量与总长度的区别，理解F-x图像斜率和截距的物理意义。 【详细过程】 - A选项：弹簧静止时，钩码受重力mg和弹力F作用而平衡，故F = mg，即弹力大小等于钩码总重力。A正确。 - B选项：伸长量x = L − L0（L为弹簧当前长度，L0为原长），必须测量原长才能计算伸长量。B错误。 - C选项：F-x图像的斜率（k = ΔF/Δx）等于弹簧的劲度系数，截距的物理意义取决于坐标轴定义，通常纵截距对应弹簧自身重力的影响，不是劲度系数。C错误。 - D选项：弹簧自身重力会使弹簧在未挂钩码时已有一定伸长，影响L0的测量。虽然通过取增量可以部分消除，但弹簧质量分布使得各段伸长不均匀，仍会带来一定影响。D错误。 【易错点提示】 ①伸长量x = L − L0，不是弹簧总长度L；②F-x图像的斜率是劲度系数k，不是截距；③弹簧自身重力的影响是真实存在的系统误差来源。 【知识链接】 胡克定律F = kx是弹簧类问题的核心规律。劲度系数k由弹簧材料、线径、匝数等决定。实际工程中，弹簧质检需考虑弹性极限（超过则发生塑性形变）。2026高考可能将弹簧实验与传感器技术结合考查。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第5题 [基础] 弹簧串并联组合测劲度系数 （1）弹簧A单独悬挂，挂m1 = 50g钩码，伸长Δx1 = 2.0cm。kA = ______N/m（g = 10m/s2）。 （2）A、B串联后挂m2 = 100g钩码，总伸长Δx串 = 6.0cm。kB = ______N/m。 （3）A、B并联后挂m3 = 150g钩码，k并 = ______N/m。 （4）理论上1/k串 = 1/kA+1/kB，k并 = kA+kB。实验结果与理论______，偏差原因______________________________。 【参考答案】 （1）25 （2）50 （3）75 （4）一致；弹簧自重未考虑/并联时受力不均匀 【命题意图】 考查弹簧串并联劲度系数关系，基础题。 【解题思路】 k = mg/Δx，串联总伸长=各弹簧伸长之和，并联各弹簧伸长相同力相加。 【详细过程】 （1）kA = 0.050×10/0.020 = 25 N/m （2）0.060 = 1.0/25+1.0/kB = 0.040+1.0/kB → kB = 50 N/m （3）k并 = 25+50 = 75 N/m。验证：Δx并 = 1.5/75 = 0.020m = 2.0cm ✓ 【易错点提示】 串联力不变伸长相加；并联伸长不变力相加。弹簧串联类比电阻并联。 【知识链接】 弹簧串并联与电阻串并联有类比关系但物理机制不同。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第6题 （原第5题） [基础] 实验3：验证力的平行四边形定则（单选） 在"验证力的平行四边形定则"实验中，下列操作正确的是（ ） A. 实验中只需记录两条细绳拉力的大小 B. 用两只弹簧测力计拉细绳时，两拉力方向必须互相垂直 C. 用一只弹簧测力计拉细绳时，必须将结点拉到同一位置O D. 弹簧测力计使用前不需要调零 【参考答案】 C 【命题意图】 本题考查验证平行四边形定则实验的操作要点，检验学生对等效替代法、实验记录要素、测力计使用规范的理解。 【解题思路】 分析实验需要记录的物理量（力的大小和方向），理解等效替代的核心条件（拉到同一位置），判断测力计使用规范。 【详细过程】 - A选项：实验需要记录两个分力的大小和方向（细绳所在方位），仅记录大小无法画出力的平行四边形。A错误。 - B选项：两个分力的夹角可以是任意值，不需要垂直。选择适当夹角只是为了作图方便和减小误差。B错误。 - C选项：实验核心是等效替代——两个分力的共同效果与一个力单独作用的效果相同，因此用一只测力计拉时必须将结点拉到同一位置O。C正确。 - D选项：使用前必须调零，且应在水平放置时调零（因为实验通常在竖直面内的木板上进行）。D错误。 【易错点提示】 ①记录力时必须同时记录大小和方向，二者缺一不可；②"同一位置O"是等效替代的关键条件，不是"大致位置"；③弹簧测力计使用前必须调零，且测量时弹簧轴线应与木板平行。 【知识链接】 平行四边形定则是矢量合成的基本法则。力的合成与分解遵循该定则，适用于所有矢量（位移、速度、加速度等）。实验中用到的等效替代法是物理学的重要思想方法，在许多实验中都有应用。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第7题 （原第6题） [基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选） 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验采用控制变量法，先保持小车质量不变探究加速度与力的关系，再保持合外力不变探究加速度与质量的关系 B. 平衡摩擦力时，应挂上槽码后调整斜面倾角 C. 实验中槽码的总质量必须远大于小车的质量 D. 平衡摩擦力后，小车所受合力大小等于槽码的总重力 【参考答案】 A 【命题意图】 本题考查牛顿第二定律实验的核心方法——控制变量法，以及平衡摩擦力、近似条件等关键操作要点，属于基础概念辨析题。 【解题思路】 明确控制变量法的操作步骤，分析平衡摩擦力的正确做法，判断槽码质量与小车质量的关系要求，理解合力与槽码重力的关系。 【详细过程】 - A选项：控制变量法是本实验的核心方法。先保持质量M不变，改变合外力F，探究a与F的关系（应为正比）；再保持F不变，改变M，探究a与M的关系（应为反比）。A正确。 - B选项：平衡摩擦力时，不挂槽码，仅靠小车自身重力沿斜面的分力来抵消摩擦力。若挂上槽码，槽码拉力会干扰摩擦力的平衡判断。B错误。 - C选项：实验要求槽码质量m远小于小车质量M，此时绳的拉力T ≈ mg（槽码重力近似等于拉力）。若m与M相当，T < mg，实验误差增大。C错误。 - D选项：平衡摩擦力后，小车所受合力等于绳的拉力T，而非槽码重力mg。只有当m << M时，T ≈ mg，二者才近似相等。D错误。 【易错点提示】 ①平衡摩擦力时不挂槽码，靠小车自身重力分量平衡摩擦力；②m << M是保证T ≈ mg的近似条件，不是"m >> M"；③合力是绳的拉力T，不是槽码重力mg，二者仅在近似条件下相等。 【知识链接】 控制变量法是科学探究的基本方法。牛顿第二定律F = ma是经典力学核心。2026高考趋势：用力传感器直接测量拉力，可消除m << M的近似条件限制，这是实验改进的重要方向。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第8题 （原第21题） [基础] 实验4：探究加速度与力、质量的关系 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中： （1）平衡摩擦力的方法是：不挂槽码，调整木板倾角，使小车在斜面上能做______运动。 （2）平衡摩擦力时，是否需要连上纸带？答：______（填"是"或"否"），原因是__________________。 （3）实验中要求槽码质量m远小于小车质量M的原因是：使绳的拉力T______（填"近似等于"或"远小于"）槽码的重力mg。 【参考答案】 （1）匀速直线 （2）是；因为打点计时器对纸带有摩擦阻力，平衡摩擦力时需要将纸带阻力一并考虑，使小车连同纸带一起匀速运动 （3）近似等于 【命题意图】 本题考查牛顿第二定律实验中平衡摩擦力的操作方法、纸带阻力的影响和近似条件的物理本质，属于基础概念填空。 【解题思路】 分析平衡摩擦力的原理（重力分量等于摩擦力），判断纸带是否需要连上（考虑纸带阻力），理解m << M的近似条件对拉力的影响。 【详细过程】 （1）不挂槽码时，调整木板倾角θ，使小车重力沿斜面方向的分力Mgsinθ恰好等于摩擦力f。此时小车能匀速下滑（合力为零），即做匀速直线运动，说明摩擦力已被平衡。 （2）需要连上纸带。打点计时器工作时，限位孔对纸带有摩擦阻力。如果平衡摩擦力时不连纸带，正式实验连上纸带后会多出一个纸带摩擦力，导致合力不等于绳的拉力。因此平衡摩擦力时应模拟实际实验条件，连上纸带。 （3）对槽码受力分析：mg − T = ma，故T = mg − ma = m(g − a) = m·g·M/(M+m)。当m << M时，a ≈ mg/M，T = mg·M/(M+m) ≈ mg·(1 − m/M) ≈ mg。即绳的拉力近似等于槽码重力。 【易错点提示】 ①平衡摩擦力的判据是"匀速直线运动"，不是"静止"或"匀加速"；②必须连上纸带平衡摩擦力，这是容易被忽略的细节；③T ≈ mg的条件是m << M，且平衡摩擦力后小车所受合力 = T（不是mg）。 【知识链接】 平衡摩擦力的本质是让Mgsinθ = μMgcosθ，即tanθ = μ。一旦平衡好，倾角θ固定不变，改变小车质量M时不需要重新平衡（因为Mgsinθ和μMgcosθ都与M成正比，等式始终成立）。但如果改变小车质量后重新挂纸带，纸带阻力可能略有变化。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第9题 [基础] a-F图像不过原点的误差分析 在"探究加速度与力、质量的关系"实验中（砂桶+小车+打点计时器）。 （1）平衡摩擦力：取下砂桶，调整木板倾角，轻推小车使纸带点迹均匀（小车做______运动）。 （2）a-F图像不过原点：正截距的原因是______________________________；负截距的原因是______________________________。 （3）用mg近似代替F需满足m ______ M。F较大时图像弯曲，偏向______轴。 （4）未平衡摩擦力但用F = mg，a-F图像斜率______（填">""<"或"="）1/M。 【参考答案】 （1）匀速直线 （2）正截距：平衡摩擦力过度；负截距：未平衡或平衡不足 （3）≪；F （4）= 【命题意图】 考查a-F图像误差分析，基础题。从图像特征反推实验操作问题。 【解题思路】 正截距=平衡过度，负截距=平衡不足；m≪M否则F < mg图像弯曲；摩擦力是恒力只影响截距不影响斜率。 【详细过程】 （4）未平衡摩擦力：a = (F−f)/M = F/M − f/M。斜率 = 1/M不变，截距 = −f/M < 0。 【易错点提示】 正截距=平衡过度，负截距=平衡不足，不要混淆。摩擦力只影响截距不影响斜率。 【知识链接】 a-F图像分析是高考高频考点。平衡摩擦力问题影响截距，m≪M条件影响弯曲。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第10题 （原第8题） [基础] 实验5：探究动能定理（单选） 在"探究动能定理"实验中，某同学用如图所示装置，通过改变钩码个数来探究合外力做功与物体动能变化的关系。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A. 实验中需要平衡摩擦力，使小车所受合力等于绳的拉力 B. 钩码的总质量应远大于小车的质量 C. 实验中不需要测量小车的质量 D. 用打点计时器打出的纸带只能计算小车的平均速度 【参考答案】 A 【命题意图】 本题考查探究动能定理实验的基本原理和操作要点，检验学生对实验条件、近似条件、纸带数据处理方法的理解。 【解题思路】 分析平衡摩擦力的目的，判断钩码质量与小车质量的关系，明确动能计算需要哪些物理量，理解纸带数据可以提取的信息。 【详细过程】 - A选项：平衡摩擦力后，小车在运动方向上仅受绳的拉力，合力 = T，这样才能准确计算合外力做的功W = Tx。A正确。 - B选项：应满足钩码质量m远小于小车质量M（m << M），使绳的拉力T ≈ mg。B说反了。B错误。 - C选项：动能Ek = (1/2)Mv2，需要测量小车质量M才能计算动能变化量。C错误。 - D选项：通过纸带上某计数点前后两段相邻位移可以计算该点的瞬时速度v = (x前+x后)/(2T)，不仅限于平均速度。D错误。 【易错点提示】 ①m << M是保证T ≈ mg的条件，不是m >> M；②计算动能变化量ΔEk = (1/2)Mv2需要知道小车质量M；③纸带可以计算瞬时速度，方法是利用前后两段位移的平均速度近似。 【知识链接】 动能定理W合 = ΔEk = (1/2)mv22 − (1/2)mv12是力学核心规律。实验中通过改变钩码数量改变拉力做功W = mgx（近似），通过纸带计算速度变化量来验证ΔEk。2026高考可能结合电动汽车制动能量回收情境考查动能定理应用。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第11题 （原第10题） [基础] 实验6：验证机械能守恒定律（单选） 在"验证机械能守恒定律"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验中需要用天平测量重物的质量 B. 实验中应选用质量小、体积大的重物 C. 实验中应先接通电源再释放纸带 D. 验证机械能守恒时不需要知道重力加速度g的值 【参考答案】 C 【命题意图】 本题考查验证机械能守恒定律实验的基本操作和实验条件，检验学生对质量在验证过程中的作用、重物选择原则、打点计时器操作规范的理解。 【解题思路】 分析质量在等式两边的抵消关系，判断重物选择原则（减小空气阻力），明确打点计时器的操作顺序，确认重力加速度在计算中的必要性。 【详细过程】 - A选项：验证机械能守恒即验证mgh = (1/2)mv2，质量m在等式两边同时出现可以约去，因此不需要测量重物质量。A错误。 - B选项：应选用质量大、体积小的重物，以减小空气阻力的影响（质量大则重力远大于阻力，体积小则阻力小）。B错误。 - C选项：应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，保证纸带起始段点迹清晰且初始速度近似为零。C正确。 - D选项：计算重力势能减少量需要mgh，其中g是重力加速度，必须已知（通常取当地重力加速度值或9.8m/s2）。D错误。 【易错点提示】 ①质量在验证等式两边可约去，不需测量，但这不意味着质量不重要——质量大的重物可减小阻力影响；②重物选择原则是"质量大、体积小"，不是"质量小、体积大"；③g的值必须已知，用于计算重力势能减少量。 【知识链接】 机械能守恒定律的条件是只有重力（或弹力）做功。实际实验中空气阻力和纸带摩擦力不可避免，因此重力势能减少量略大于动能增加量。2026高考趋势：可能要求分析阻力做功大小，或在创新装置中验证机械能守恒。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第12题 [基础] 光电门测速验证机械能守恒（简版） 在"验证机械能守恒定律"实验中，某同学用光电门替代打点计时器。重物（m = 100g）从静止自由下落，在释放点下方h = 50.0cm处安装光电门，重物上固定宽度d = 5.0mm的挡光片。测得挡光时间Δt = 1.60ms（g = 10m/s2）。 （1）重物通过光电门时的速度v = ______m/s。 （2）重物下落h过程中重力势能减少量ΔEp = ______J，动能增加量ΔEk = ______J。 （3）在误差允许范围内，ΔEp ______ ΔEk（填">""<"或"≈"），可认为机械能守恒。 （4）本实验中ΔEp略大于ΔEk，主要原因是______________________________。 【参考答案】 （1）3.13 （2）0.500；0.488 （3）≈ （4）空气阻力做负功（重物下落时受空气阻力，实际速度略小于理论值） 【命题意图】 本题为基础题，考查光电门测速验证机械能守恒的基本原理和计算。 【解题思路】 v = d/Δt，ΔEp = mgh，ΔEk = ½mv2，比较ΔEp和ΔEk。 【详细过程】 （1）v = d/Δt = 5.0×10-3/(1.60×10-3) = 3.125 ≈ 3.13 m/s （2）ΔEp = mgh = 0.100×10×0.500 = 0.500 J ΔEk = ½mv2 = 0.5×0.100×3.1252 = 0.0500×9.766 = 0.488 J （3）相对误差η = (0.500−0.488)/0.500×100% = 2.4% < 5% 在误差允许范围内，ΔEp ≈ ΔEk，可认为机械能守恒。 （4）空气阻力做负功：重物下落时受空气阻力，实际速度v = 3.13 m/s略小于理论值v0 = = ≈ 3.16 m/s，导致ΔEk略小于ΔEp。 【易错点提示】 ①v = d/Δt中单位换算（mm→m，ms→s）；②ΔEp和ΔEk的比较应计算相对误差判断是否在允许范围内（一般<5%可认为守恒）；③若ΔEk > ΔEp，说明d测量偏大或h测量偏小。 【知识链接】 光电门方案替代打点计时器可消除纸带摩擦阻力，提高测量精度。但自由下落仍有空气阻力，更高精度可在真空管中进行。本实验的关键是测量瞬时速度（v = d/Δt）而非平均速度。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第13题 （原第27题） [基础] 实验11：探究单摆测定重力加速度 某同学用单摆测定当地重力加速度g。实验器材有：铁架台、细线、摆球（直径约2cm的铁球）、秒表、游标卡尺、米尺。 （1）组装单摆时，摆线长度l约为______（填"0.2m""1.0m"或"2.5m"）较为合适。 （2）测量摆长时，用游标卡尺测出摆球直径d，用米尺测出摆线长度l'，则摆长L = ______。 （3）将摆球从平衡位置拉开约5°后由静止释放，待摆动稳定后，从摆球经过______（填"最高点"或"平衡位置"）时开始计时，记录n（n≥30）次全振动的时间t，则周期T = ______。 （4）若测得摆长L = 1.000m，30次全振动时间t = 60.3s，则当地重力加速度g = ______m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 【参考答案】 （1）1.0m （2）l' + d/2 （3）平衡位置；t/n （4）9.77 【命题意图】 本题考查单摆测定重力加速度实验的器材选择、摆长测量、计时方法和数据处理，属于基础实验操作题。重点检验学生对单摆实验关键操作步骤的掌握。 【解题思路】 根据单摆周期公式T = 2分析实验参数选择，明确摆长的定义（悬点到摆球质心的距离），选择最佳计时起点（平衡位置速度最大、判断最准确），代入公式计算g。 【详细过程】 （1）摆线长度应适中，约1m左右合适。太短（如0.2m）周期太短，计时误差大；太长（如2.5m）需较高支架，摆动不稳定。 （2）摆长 = 摆线长度 + 摆球半径：L = l' + d/2 （3）从平衡位置开始计时。因为摆球经过平衡位置时速度最大，视觉判断最准确。记录n次全振动（注意：从某次经过平衡位置开始计时，到下一次从同一方向经过平衡位置为1次全振动），周期T = t/n。 （4）T = t/n = 60.3/30 = 2.01s 由T = 2得：g = 4π2L/T2 = 4 ×9.87 ×1.000/(2.01)2 = 39.48/4.0401 ≈ 9.77m/s2 【易错点提示】 ①摆长 = 摆线长度 + 摆球半径（不是摆球直径）；②计时起点选平衡位置（速度大、判断准），不是最高点；③n次全振动：从某方向经过平衡位置计时，到再次从同一方向经过为1次；④g = 4π2L/T2，注意T是单次周期（总时间÷次数）。 【知识链接】 单摆周期公式T = 2仅在小摆角（θ < 5°）时成立，这是简谐运动近似条件。2026高考趋势：用光电门或力传感器替代秒表自动计时，可大幅减小人为反应时间误差，体现DIS数字化实验优势。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第14题 （原第41题） [基础] 单摆与重力加速度 某星球表面有一单摆，摆长L = 0.50m，在星球表面做小角度简谐运动，测得周期T = 3.14s。已知该星球半径R = 3.0 ×106m，星球质量均匀分布。（π取3.14，结果保留2位有效数字） （1）求该星球表面的重力加速度g； （2）若在该星球表面以初速度v0 = 10m/s竖直上抛一个物体，求物体上升的最大高度h； （3）求该星球的第一宇宙速度v。 【参考答案】 （1）g ≈ 2.0m/s2 （2）h ≈ 25m （3）v ≈ 2.4 ×103m/s 【命题意图】 本题以星球表面单摆为情境，综合考查单摆周期公式、竖直上抛运动和第一宇宙速度的计算，属于基础综合计算题。 【解题思路】 用单摆周期公式求g，用竖直上抛运动公式求h，用第一宇宙速度公式v = 求v。 【详细过程】 （1）由单摆周期公式T = 2得： g = 4π2L/T2 = 4 ×3.142 ×0.50 / (3.14)2 = 4 ×0.50 = 2.0m/s2 （2）竖直上抛最大高度：v02 = 2gh h = v02/(2g) = 102/(2 ×2.0) = 100/4.0 = 25m （3）第一宇宙速度v = = = ≈ 2.4 ×103m/s 【易错点提示】 ①单摆周期公式T = 2变形求g时，注意g = 4π2L/T2，不是4π2T2/L；②竖直上抛最大高度h = v02/(2g)，不是v02/g；③第一宇宙速度v = ，在星球表面GM/R2 = g，v = = 。 【知识链接】 单摆周期公式T = 2提供了一种测量天体表面重力加速度的方法。不同天体的g值差异巨大：月球g ≈ 1.6m/s2，火星g ≈ 3.7m/s2，地球g ≈ 9.8m/s2。第一宇宙速度是卫星在星体表面附近做圆周运动的速度，也是发射卫星的最小速度。2026高考可能结合航天情境考查不同天体上的单摆运动。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第15题 （原第39题） [基础] 实验20：测定动摩擦因数 某同学用如图所示装置测定木块与木板间的动摩擦因数μ。将木板水平放置，木块（质量m = 200g）放在木板上，通过细线绕过滑轮连接槽码（质量m0 = 100g）。释放后木块在木板上滑动，用打点计时器记录木块的运动。 （1）实验中木块受到的滑动摩擦力f = ______（用μ、m、g表示）。对木块和槽码系统，由牛顿第二定律得加速度a = ______（用m、m0、μ、g表示）。 （2）若纸带数据处理得到木块加速度a = 2.0m/s2（g取10m/s2），则木块与木板间的动摩擦因数μ = ______。 （3）为减小实验误差，下列措施正确的是______（填正确选项字母）。 A. 实验前应平衡摩擦力 B. 槽码质量应远小于木块质量 C. 细线应与木板平行 D. 应多次测量取平均值 （4）若实验中测得的μ值偏大，可能的原因是______（写出一条）。 【参考答案】 （1）μmg；(m0g − μmg)/(m + m0) （2）0.20 （3）CD （4）滑轮存在摩擦（或细线与滑轮间有摩擦力，导致实际拉力小于槽码重力，加速度偏小，由μ = (m0g − (m+m0)a)/(mg)计算时μ偏大） 【命题意图】 本题考查用动力学方法测定动摩擦因数的实验原理、数据处理和误差分析，属于力学基础实验题。重点检验学生对系统牛顿第二定律的应用和误差来源分析。 【解题思路】 对木块和槽码系统受力分析，用牛顿第二定律推导加速度表达式，代入数据计算μ，判断减小误差的措施，分析μ偏大的原因。 【详细过程】 （1）木块受滑动摩擦力f = μN = μmg（水平面支持力N = mg） 对木块和槽码系统（整体法）： - 动力：槽码重力m0g - 阻力：滑动摩擦力μmg - 系统总质量：m + m0 m0g − μmg = (m + m0)a a = (m0g − μmg)/(m + m0) （2）由a = (m0g − μmg)/(m + m0)得： μ = (m0g − (m + m0)a)/(mg) = (0.100 ×10 − (0.200 + 0.100) ×2.0)/(0.200 ×10) = (1.0 − 0.60)/2.00 = 0.40/2.00 = 0.20 （3）分析各措施： - A：本实验的目的是测量动摩擦因数，若平衡摩擦力则无法测量μ，A错误。 - B：本实验用整体法分析系统加速度，不需要m0 << m的近似条件（与牛顿第二定律验证实验不同），B错误。 - C：细线与木板平行，保证拉力方向与运动方向一致，否则有效拉力偏小，C正确。 - D：多次测量取平均值可以减小偶然误差，D正确。 （4）μ = (m0g − (m+m0)a)/(mg)，μ偏大意味着分子偏大或分母偏小： - 滑轮存在摩擦：实际拉力 < m0g（槽码重力需克服滑轮摩擦），加速度偏小，(m0g − (m+m0)a)偏大，μ偏大。 - 纸带与打点计时器间有摩擦：实际加速度偏小，μ偏大。 - 木板不水平（一端偏高）：重力分量额外提供拉力，但若误按水平面计算，可能引入偏差。 【易错点提示】 ①本实验不能平衡摩擦力（目的就是测μ），与"验证牛顿第二定律"实验不同；②整体法不需要m0 << m的近似条件（因为直接用m0g作为动力，不需要近似T ≈ m0g）；③细线必须与木板平行，保证拉力全部用于克服摩擦和产生加速度；④μ偏大的原因是加速度测量值偏小（额外阻力消耗了部分动力）。 【知识链接】 测定动摩擦因数的其他方法：①弹簧测力计水平拉动木块匀速运动（F = μmg，需匀速）；②倾斜法（调整斜面倾角使木块匀速下滑，μ = tanθ）；③光电门法（测滑块在斜面上的加速度，由a = g(sinθ − μcosθ)求μ）。2026高考可能考查不同测量方法的误差比较。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 附录 附录一 答案速查表 （供快速核对答案，详细解析见第三章） 题号 难度 所属实验 参考答案摘要 第1题 （原第1题） 基础 实验1：研究匀变速直线运动（单选） D 第2题 （原第19题） 基础 实验1：研究匀变速直线运动 （1）0.10 （2）0.560 （3）1.6 第3题 基础 光电门替代打点计时器测加速度 （1）0.49 （2）0.50 （3）无摩擦阻力影响/自动记录减少人为读数误差 （4）偏大 第4题 （原第3题） 基础 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） A 第5题 基础 弹簧串并联组合测劲度系数 （1）25 （2）50 （3）75 （4）一致；弹簧自重未考虑/并联时受力不均匀 第6题 （原第5题） 基础 实验3：验证力的平行四边形定则（单选） C 第7题 （原第6题） 基础 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选 A 第8题 （原第21题） 基础 实验4：探究加速度与力、质量的关系 （1）匀速直线 （2）是；因为打点计时器对纸带有摩擦阻力，平衡摩擦力时需要将纸带阻力一并考虑，使小车连同纸带一起匀速运动 （3）近似等于 第9题 基础 a-F图像不过原点的误差分析 （1）匀速直线 （2）正截距：平衡摩擦力过度；负截距：未平衡或平衡不足 （3）≪；F （4）= 第10题 （原第8题） 基础 实验5：探究动能定理（单选） A 第11题 （原第10题） 基础 实验6：验证机械能守恒定律（单选） C 第12题 基础 光电门测速验证机械能守恒（简版） （1）3.13 （2）0.500；0.488 （3）≈ （4）空气阻力做负功（重物下落时受空气阻力，实际速度略小于理论值√(2gh)） 第13题 （原第27题） 基础 实验11：探究单摆测定重力加速度 （1）1.0m （2）l' + d/2 （3）平衡位置；t/n （4）9.77 第14题 （原第41题） 基础 单摆与重力加速度 （1）g ≈ 2.0m/s2 （2）h ≈ 25m （3）v ≈ 2.4 × 103m/s 第15题 （原第39题） 基础 实验20：测定动摩擦因数 （1）μmg；(m₀g − μmg)/(m + m₀) （2）0.20 （3）CD （4）滑轮存在摩擦（或细线与滑轮间有摩擦力，导致实际拉力小于槽码重力，加速度偏小，由μ = (m₀g − (m+m₀)a)/(mg)计算时μ偏大） 第16题 （原第2题） 中档 实验1：研究匀变速直线运动（单选） A 第17题 中档 纸带异常点剔除与逐差法变式 （1）C点；各段位移Δx依次为2.50、3.50、5.50、4.50、6.50、7.50cm，相邻差Δ(Δx)依次为1.00、2.00、−1.00、2.00、1.00cm，匀变速应恒为aT²，2.00和−1.00明显异常，xC应为10.50cm（偏大1.00cm） （2）a = (xF−2xD+xB)/(2T)²；1.00 （3）0.20 （4）无法确定 第18题 （原第4题） 中档 实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系（单选） C 第19题 （原第20题） 中档 实验3：验证力的平行四边形定则 （1）大小（示数）；方向（拉力方向）；结点 （2）5.0 （3）同一位置O 第20题 中档 力传感器替代弹簧测力计 （1）F₁、F₂的方向及橡皮筋结点位置O（再用一个力单独拉到O记录力的大小和方向） （2）①读数精确无需估读；②实时记录力变化避免读数扰动 （3）5.00；竖直方向 （4）能；实验核心是测量两个分力大小和方向，测力工具不影响平行四边形定则验证 第21题 （原第7题） 中档 实验4：探究加速度与力、质量的关系（单选 A 第22题 中档 双传感器实验（力传感器+光电门） （1）1.40 （2）无需满足m≪M条件（直接测绳上拉力） （3）0.25；力传感器外壳和挡光片质量未计入M标称 （4）a-1/M 第23题 （原第9题） 中档 实验5：探究动能定理（单选） A 第24题 中档 频闪照相法替代打点计时器 （1）0.20；0.40 （2）0.0120；0.0120 （3）滑轮有摩擦阻力 （4）无纸带摩擦阻力/可同时记录多物体运动 第25题 （原第11题） 中档 实验6：验证机械能守恒定律（单选） A 第26题 （原第22题） 中档 实验6：验证机械能守恒定律 （1）0.784 （2）0.729 （3）>；重物下落过程中受到空气阻力和纸带摩擦力做负功，部分机械能转化为内能 （4）重力势能的减少量等于动能的增加量（近似相等） 第27题 （原第28题） 中档 实验11：探究单摆测定重力加速度 （1）g/(4π²)；9.80 （2）无；摆球质心偏移使所有摆长测量值产生相同的偏差ΔL，L-T²图像的斜率不变，因此g的测量值不受影响（仅截距改变） （3）①摆长测量偏小（仅测量了摆线长度，未加摆球半径）；②计时偏大（将n-1次全振动误记为n次，或把多次经过平衡位置误计为全振动次数，导致T偏大） 第28题 中档 倾斜法测定动摩擦因数μ = tanθ （1）mgsinθ = μmgcosθ；tanθ （2）B （3）0.58 （4）>；<；匀速 （5）木块与木板间摩擦不均匀（木纹、表面粗糙度不均）；角度测量误差（量角器精度有限） 第29题 压轴 力传感器测拉力求g与T2-L图像截距分析 （1）0.50 （2）g = (Fmax + 2Fmin)/(3m) ≈ 9.27 m/s² （3）9.81 （4）摆长测量偏小（只测了摆线长度，未加摆球半径）；偏大 第30题 压轴 光电门测速无纸带方案 （1）v₁ = 1.99 m/s；v₂ = 2.78 m/s （2）ΔEp₁ = 0.100J；ΔEk₁ = 0.0987J；η₁ = 1.3% （3）ΔEp₂ = 0.200J；ΔEk₂ = 0.193J；η₂ = 3.6% （4）组2误差更大（η₂ > η₁）。因为下落高度越大，速度越大，空气阻力做功越多，ΔEk偏离ΔEp越多。主要误差来源：空气阻力（铁球下落时受空气阻力，实际速度小于理论值√(2gh)，导致ΔEk < ΔEp）；挡光片附加质量使有效质量略大于m；d测量误差。 2027高考物理实验专题 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $