专题12 力学实验（6年汇编）（湖北专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 整合湖北2022-2026年高考真题及模拟题，聚焦力学实验核心考点，注重实验原理与数据处理能力考查 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验填空|约15道|机械能守恒、牛顿第二定律、胡克定律、光电门测速、逐差法、图像法|2025年真题以双重锤+光电门情境融合机械能守恒与逐差法；2026年探究加速度实验用两侧钩码提供合力，考查整体法列式与a-n图像分析，体现高考对实验方案设计与数据处理的命题趋势|

专题12 力学实验 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 测重力加速度 2025 湖北高考真题（双重锤+遮光片+光电门，利用系统机械能守恒测g，实验填空）； 2024 湖北高考真题（弹簧振子+砝码+光电门，利用T=2π√(M/k)测g，实验填空） ・情境：①两重锤通过细绳跨过圆柱体连接，释放后系统匀加速运动，光电门测遮光片速度，由机械能守恒求g；②弹簧悬挂托盘（内放砝码），测量平衡时弹簧长度l与振动周期T，由T与M关系及平衡条件求g； ・考点：系统机械能守恒定律（(M-m)gH=½(M+m)v²）、光电门测速原理（v=d/t）、弹簧振子周期公式T=2π√(M/k）、胡克定律（Mg=kΔl）、逐差法处理数据、误差分析（空气阻力、弹簧质量、摩擦因素）； ・题型：实验填空（2025、2024），2024年涉及l-T²图像斜率求g，2025年涉及逐差法处理多组数据； ・综合：2025年融合机械能守恒、光电门测速、逐差法与摩擦修正模型；2024年融合弹簧振子模型、胡克定律与图像法处理数据，对实验原理理解与数据处理能力要求较高。 考点 02 探究加速度与合外力关系 2026 湖北高考真题（直导轨+小车+两侧悬挂钩码，改变两侧钩码数量差提供合力，验证牛顿第二定律，实验填空） ・情境：小车在直导轨上运动，两侧分别悬挂10个钩码，从左侧取下n个钩码挂到右侧，使小车受到恒定合力（2n m₀g），光电门测遮光条通过两个光电门的时间，求加速度； ・考点：牛顿第二定律（对整体列式：合力=总质量×加速度）、光电门测速与匀加速运动公式（v₂²-v₁²=2as）、平衡摩擦力的目的、a-n图像过原点验证正比关系、实验误差分析（图像不过原点的原因）； ・题型：实验填空（5小问），侧重系统整体法列式与光电门数据处理； ・综合：纯实验综合，融合牛顿第二定律、光电门测速、图像法验证与误差分析，对实验方案设计与数据处理能力要求较高。 考点 03 其它实验 2022 湖北高考真题（拉力传感器验证机械能守恒定律，小钢球摆动，绘制Tmax-Tmin图像求斜率和重力，实验填空）； 2023 湖北高考真题（电子秤测木块与木板间动摩擦因数，改变砝码个数记录电子秤示数，实验填空） ・情境：①轻绳一端接拉力传感器，另一端接小钢球，由静止释放摆动，记录拉力传感器示数的最大值与最小值，绘制Tmax-Tmin图像；②木块A放在木板上，通过轻绳与电子秤上的重物B连接，向左拉动木板同时记录电子秤示数m，改变A上砝码个数n； ・考点：机械能守恒定律（mgl(1-cosθ)=½mv²）、圆周运动向心力公式（Tmax-mg=mv²/l）、最低点与最高点拉力关系推导（Tmax=3mg-2Tmin）、图像斜率与截距含义、滑动摩擦力公式f=μN=μ(mA+nm₀)g、受力平衡分析； ・题型：实验填空（2022、2023），2022年侧重理论推导与图像分析，2023年侧重受力分析与图像斜率计算； ・综合：2022年融合机械能守恒、圆周运动向心力与图像法求重力，对理论推导能力要求较高；2023年融合滑动摩擦力、受力平衡与图像法求μ，侧重实验方案理解与数据处理。 考点01 测重力加速度 1.（2025·湖北·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： (1)测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知______cm。 (2)重锤1通过光电门时的速度大小为______（用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为______。 (3)实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小______（保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 【答案】(1)0.515 (2) (3)9.81 【详解】（1）根据游标卡尺的读数规律，该游标卡尺的读数为 （2）[1]根据光电门的测速原理，重锤1通过光电门时的速度大小为 [2]对重锤1与重锤2构成的系统进行分析，根据系统机械能守恒定律有 其中 解得 （3）由于是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数，且有 取表格从左至右四组数据分别为和对应的 利用表格中的数据，根据逐差法有 带入数据可则重力加速度 2．（2024·湖北·高考真题）某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。 具体步骤如下： ①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。 ②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。 ③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。 ④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。 ⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。 该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。 (1)由步骤④，可知振动周期_____。 (2)设弹簧的原长为，则l与g、、T的关系式为_____。 (3)由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得_____（保留三位有效数字，取9.87）。 (4)本实验的误差来源包括_____（双选，填标号）。 A．空气阻力 B．弹簧质量不为零 C．光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置 【答案】(1) (2) (3) (4)AB 【详解】（1）30次全振动所用时间t，则振动周期 （2）弹簧振子的振动周期 可得振子的质量 振子平衡时，根据平衡条件 可得 则l与g、、T的关系式为 （3）根据整理可得 则图像斜率 解得 （4）A．空气阻力的存在会影响弹簧振子的振动周期，是实验的误差来源之一，故A正确； B．根据弹簧振子周期公式可知，振子的质量影响振子的周期，通过光电门测量出的周期为振子考虑弹簧质量的真实周期，而根据（3）问求出的的关系是不考虑弹簧质量的关系式子，二者的中的是不相等的，所以弹簧质量不为零是误差来源之一，故B正确； C．利用光电门与数字计时器的组合测量周期的原理：根据简谐运动的规律可知，只要从开始计时起，振子的速度第二次与开始计时的速度相等即为一个周期，与是否在平衡位置无关，故C错误。 故选AB。 考点02 探究加速度 1．（2026·湖北·高考真题）某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验，使用的器材有：直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示，光电门1、2分别固定在导轨、处，遮光条安装在小车上，连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码，定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下： ⅰ．用天平测量小车和遮光条的总质量 ，用刻度尺测量、间的距离，用游标卡尺测量遮光条的宽度 。 ⅱ．调节导轨倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ⅲ．从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳，再从导轨左端静止释放小车，用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。 回答下列问题： (1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。 (2)由牛顿第二定律，小车的加速度大小 __________（用、 、 和 表示）。 (3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________（用 、、和表示）。 (4)该同学根据测出的多组、 值，作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线，则可以验证：质量一定时，物体的加速度与所受合外力成__________。 (5)若图像明显不过原点，原因可能是__________（单选，填标号）。 A．步骤ⅲ中小车没有从静止释放 B．步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当 C．钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 【答案】(1)平衡摩擦力 (2) (3) (4)正比 (5)B 【详解】（1）通过两个光电门的遮光时间近似相等，可知速度相等，小车做匀速运动，故步骤ⅱ的主要目的是平衡摩擦力； （2）根据牛顿第二定律，对整体 解得小车的加速度大小为 （3）根据运动学公式有 解得 （4）根据前面分析有 可知当图像为一条过原点的直线，当质量一定时，物体的加速度与所受到的合外力成正比； （5）A．小车没有从静止释放，不影响测量的加速度大小，故不会使图像不过原点，故A错误； B．导轨的倾斜程度调节不恰当时，可知平衡摩擦力不足或者过大，根据牛顿第二定律，对整体 得，图像不过原点，故B正确； C．根据前面分析，对整体分析得出加速度表达式，当钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量，对本实验没有影响，故C错误。 故选B。 考点04 其它实验 1．（2022·湖北·高考真题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】 0.59 C 【详解】（1）[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为 到最低点时细线拉力最大，则 联立可得 即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为； （2）[2][3]由图乙得直线的斜率为 则小钢球的重力为 （3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。 2．（2023·湖北·高考真题）某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数的实验。 如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n（）个砝码（电子秤称得每个砝码的质量为），向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。     （1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。 （2）用和分别表示木块A和重物B的质量，则m和所满足的关系式为__________。 （3）根据测量数据在坐标纸上绘制出图像，如图（b）所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数_________（保留2位有效数字）。 【答案】 不必 0.40 【详解】（1）[1]木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速； （2）[2]对木块、砝码以及重物B分析可知 解得 （3）[3]根据 结合图像可知 则 μ=0.40 1．（2026·湖北荆州·模拟预测）在验证机械能守恒定律的实验中，某同学采用如图装置，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂钩码C．已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。 (1)如图所示，在重物A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况，下列操作过程正确的是________。 A．安装打点计时器时工作面要竖直放置，同时让两限位孔的中心在同一竖直线上 B．接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器 C．应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带 (2)已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验中从纸带上测量重物A由静止上升高度为h时对应计时点的速度为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________； (3)为了测定当地的重力加速度，改变钩码C的质量m，测得多组m和对应的加速度a，作出图像如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为________。 【答案】(1)AB (2) (3) 【详解】（1）A．安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，故A正确； B．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，接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器，故B正确； C．本实验研究对象不是做自由落体运动，无需选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带，故C错误。 故选AB。 （2）重物A由静止上升高度为h的过程中，系统动能增加量为 系统重力势能减少量为 若系统机械能守恒有 联立可得 （3）对BC，根据牛顿第二定律有 对A有，根据牛顿第二定律有 联立整理得 可知图像纵轴截距为 解得 2．（2026·湖北孝感·三模）某兴趣小组利用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置（如图所示），设计了两种方案来测量滑块与长木板间的动摩擦因数。已知遮光片的宽度为，当地重力加速度为g，长木板水平，滑块从出发点由静止开始运动。 方案一：保持光电门与出发点的距离不变并记录，改变钩码总质量，记录每次力传感器的示数和遮光片的挡光时间； 方案二：保持钩码总质量不变并记录，改变光电门与出发点的距离，记录每次实验的距离和遮光片的挡光时间。 (1)某次实验中，遮光片通过光电门的挡光时间为，则滑块经过光电门的瞬时速度为______。 (2)设滑块（含遮光片）质量为，滑块做匀加速直线运动，请结合运动学公式与牛顿第二定律分析： ①方案一中，距离不变，推导力传感器示数与挡光时间的关系式； ②方案二中，钩码总质量不变，推导距离与挡光时间的关系式。 为得到线性关系，下列作图方式正确的是（     ） A．方案一作图像，方案二作图像 B．方案一作图像，方案二作图像 C．方案一作图像，方案二作图像 D．方案一作图像，方案二作图像 (3)按照（2）中得到的线性关系，确定图像的斜率与截距后，为进一步计算动摩擦因数，方案一______（选填“必须”或“不必”）测定滑块质量的具体值，方案二______（选填“必须”或“不必”）测定滑块质量的具体值。 (4)关于本实验的要求和误差分析，下列说法正确的是（　　） A．方案一不需要满足远小于 B．为减小系统误差，应选用宽度较大的遮光片来测量速度 C．定滑轮与轴间的摩擦会使测得的动摩擦因数的值偏大 D．若滑块释放时具有初速度，会使测得的动摩擦因数的值偏大 【答案】(1) (2)D (3) 不必 必须 (4)AC 【详解】（1）根据光电门的测量原理，遮光片通过光电门的平均速度可以看成其瞬时速度，所以 （2）根据实验装置，可应用牛顿第二定律得到 在方案一中，有运动学公式 联立可得 在方案二中，可应用牛顿第二定律得到 若改变的是距离x，可得到 方案一与方案二都应该做横轴为的图像。 故选D。 （3）[1]根据推导出的公式 利用图像可以求得斜率k与截距b，其中， 可得到 所以不需要测出M。 [2]利用方案二可得到公式 其中斜率包含M的大小，所以必须已知M才能求出动摩擦因数μ。 （4）A．方案一中利用力传感器可以得到绳上拉力F，不需要，故A正确； B．为减小系统误差，应选用宽度较小的遮光片来测量速度，故B错误； C．定滑轮与轴间的摩擦会使测得的加速度偏小，求出的动摩擦因数的值偏大，故C正确； D．若滑块释放时具有初速度，根据公式 测出的加速度a会偏大，所以测得的动摩擦因数会偏小，故D错误。 故选AC。 3．（2026·湖北·二模）某物理学习小组利用图甲中的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 (1)实验用的电火花打点计时器，应选用（　　） A．220V交流电源 B．8V交流电源 C．36V蓄电池 (2)实验中要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车（　　） A．能在轨道上保持静止 B．受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 C．不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留2位有效数字）。 (4)利用打点计时器研究力和加速度的关系，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图中的曲线图像，一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线图像。如图所示，作一条与纵轴平行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为P、Q、N，若此虚线对应的小车和砝码总质量为M，悬挂槽码的质量为m，则___________（用M、m表示）。 【答案】(1)A (2)C (3)2.0 (4) 【详解】（1）电火花打点计时器的工作电源为220V交流电源。 故选A。 （2）平衡阻力的目的是让小车所受合外力等于细绳的拉力，因此需要：不挂槽码（不受牵引）时，小车能拖动纸带沿轨道做匀速运动，此时重力的分力与阻力平衡。 故选C。 （3）题意可知每两个点之间还有4个点未画出）可知，两个点之间时间间隔为0.1s，由逐差法可知 （4）对小车和砝码进行分析，近似认为槽码重力等于小车和砝码所受的合力，根据牛顿第二定律有 小车和砝码总质量不变，对槽码与小车和砝码构成的整体，根据牛顿第二定律有 联立解得 4．（2026·湖北武汉·三模）某同学用智能手机和双线摆测量重力加速度。实验步骤如下： ①用螺旋测微器测量小铁球的直径，用磁铁将小铁球磁化； ②按图（a）组装实验装置，调整双线固定端A、B水平，测出摆线长度和A、B两点之间的距离； ③将智能手机放在水平载物台上，并位于小球静止位置的正下方。将双线摆拉开较小的角度，由静止释放，使用手机软件采集数据，并绘制磁感应强度的大小随时间变化的图像； ④改变和，重复步骤②③，得到多组不同等效摆长的双线摆的振动周期。 回答下列问题： (1)螺旋测微器的示数如图（b），则小铁球的直径________，双线摆的等效摆长________（用、、表示）； (2)某次绘制的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（c）所示。图中第1个曲线峰值点对应的时刻为，第21个峰值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________； (3)根据实验数据拟合出：“”图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) // (2) (3) 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为，可得小铁球的直径 [2]双线摆的等效摆长 （2）每次小球经过平衡位置时，磁感应强度出现峰值，相邻两次峰值的时间间隔就是半个周期，有 可得双线摆的振动周期 （3）根据单摆周期公式可得 可得 “”图像为一条倾斜的直线，斜率，有 可得重力加速度大小 5．（2026·湖北十堰·三模）如图甲所示，将金属小球用不可伸缩质量不计的细长线固定在O点制成一个单摆。把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后从静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，不计空气阻力。 (1)以摆球通过最低点时开始计时并计数为“0”，此后摆球每通过最低位置时计数一次。数到n时计时器记录的总时间为t，则此单摆的运动周期______（用n、t表示）。 (2)在悬点O固定一力传感器，通过计算机模拟显示出细绳拉力在摆球运动过程中的变化情况，如图乙所示。可知时刻摆球处在______（填“最高点”或“最低点”）。若和为已知量，重力加速度为g，则摆球质量______（用、和g表示）。 【答案】(1) (2) 最低点 【详解】（1）以摆球通过最低点时开始计时并计数为“0”，摆球每通过最低位置时计数一次，数到n时计时器记录的总时间为t，则此单摆的运动周期 （2）[1]根据图乙，时刻细绳拉力最大，摆球在最低点时细绳拉力最大，所以摆球处在最低点。 [2]设单摆的最大偏角为θ，摆长为L，摆球在最高点时细绳上的拉力为 摆球从最高点运动到最低点时，小球的机械能守恒，由机械能守恒定律可得 摆球在最低点时则有 解得 6．（2026·湖北黄冈·三模）某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。，。 (1)增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要_________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。 (2)多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线，根据图像可得图线的斜率为a，截距为b，则橡皮绳的原长为______，橡皮绳的劲度系数______。 (3)由于橡皮绳的劲度系数较小，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更合理，可以______（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。 【答案】(1)增大 (2) b (3)减小 【详解】（1）对结点受力分析，由平衡条件可得水平拉力 橡皮绳与竖直方向夹角不变，当钩码重力增大时，水平拉力增大，因此需要增大手对绳套的水平拉力。 （2）[1][2]由竖直方向平衡可得橡皮绳拉力 结合胡克定律有 联立可得 可知图线的纵轴截距就是橡皮绳原长，即 图线斜率 解得劲度系数 （3）根据 可得重力变化对应橡皮绳长度变化 要让橡皮绳的长度变化更合理，需要增大，即减小夹角，因此需要减小橡皮绳与竖直方向的夹角。 7．（2026·湖北襄阳·三模）小明同学测量小物块与水平面之间的动摩擦因数的装置如图1所示。弹簧左端固定，右端被带有挡光条的小物块压至C处。现由静止释放小物块，小物块与弹簧分离后通过P处光电计时器的光电门，最终停在水平面上的某点B．已知挡光条的宽度为d，当地重力加速度为g。 (1)先用游标卡尺测量挡光条宽度如图2所示，其宽度____________mm。 (2)现测得挡光条通过光电门的时间为t，PB的距离为x，则小物块通过光电门处的速度____________。 (3)小明同学为了减小误差，通过改变弹簧的形变量做了多次实验，取得多组t和x的数据，并在坐标纸上作出图像，求得该图像的斜率为k，则小物块与水平面间的动摩擦因数____________（用g、d、k表示）。 【答案】(1)10.80 (2) (3) 【详解】（1）这是一个20分度的游标卡尺，精度为。 主尺读数为，游标尺的第16条刻度线对齐，读数为。 总读数为 （2）挡光条通过光电门的时间极短，平均速度可近似为瞬时速度，有 （3）根据牛顿第二定律可得 得 在运动过程中，有 解得 即 解得 8．（2026·湖北襄阳·二模）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图甲的实验： (1)实验步骤如下：①将两个完全相同的遮光条分别固定在滑块A和滑块B上，用天平测出滑块A（含遮光条）的质量，滑块B（含遮光条）的质量； ②接通气泵，在气垫导轨左侧放置一滑块，轻推一下使滑块向右运动，光电门2记录的时间大于光电门1记录的时间，应将气垫导轨右端适当___________（选填“提高”或“降低”）； ③现用轻质不可伸长的细线，将两个滑块间压缩的轻质弹簧固定，静止在气垫导轨上； ④绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，光电门1、2记录遮光时间分别为、； ⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤②、③、④，多次测量的结果如下表： 1 2 3 4 5 6 10.1 9.2 9.6 7.8 12.8 6.2 15.3 13.6 14.1 11.2 18.9 9.1 (2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙，则___________。 (3)比较4、5两次实验，烧断绳子前，第5次实验中弹簧的弹性势能较___________（选填“大”或“小”） (4)根据表格中数据，作出图线，若图线为过坐标原点的倾斜直线，并且斜率_________即可验证系统动量守恒。（用和表示） 【答案】(1)降低 (2)10.20 (3)小 (4) 【详解】（1）光电门2记录的时间大于光电门1记录的时间，根据可知滑块速度在减小，可知应将气垫导轨右端适当降低。 （2）20分度的游标卡尺的精度为 可得 （3）比较4、5两次实验，烧断绳子后，第5次实验中两个滑块经过光电门1、2 时间都较长，说明速度较小，动能较小，可知烧断绳子前，第5次实验中弹簧的弹性势能较小。 （4）根据动量守恒有 可得 可得图线为过坐标原点的倾斜直线，并且斜率 即若图线为过坐标原点的倾斜直线，并且斜率可验证系统动量守恒。 9．（2026·湖北鄂州·三模）某同学查阅资料看到了这样一个结论：“弹簧的弹性势能公式为（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）”。为了验证机械能守恒定律，这位同学设计了如下的实验： ①首先他进行了如下图所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长量为d； ②某同学完成步骤①后，接着进行了如下图所示的实验：将弹簧水平放置在一高度为h的较为光滑的台阶上，一端固定，另一端自由放置；将一个质量为m的小球放在弹簧的自由一端，用手将小球压缩弹簧，测得压缩量为，释放小球让其自由运动至下一个水平面上，测得小球在第二个水平面上的水平位移x。重复试验，分别测得不同的和x值，记录在表格中，然后在图中描点并将各个点连接起来。 (1)同学进行图甲所示实验的目的是为了确定劲度系数，用m、d、g表示劲度系数______； (2)如果所有的点连起来构成一条倾斜的直线，并且该直线的斜率等于______（用k，h，m表示）则说明松手以后小球和弹簧组成的系统机械能守恒； (3)如果考虑台阶上对小球的摩擦阻力作用，则该斜率的测量值相比理论值______（填“偏大”，“偏小”或者“无影响”） 【答案】(1) (2) (3)偏小 【详解】（1）弹簧竖直悬挂时，小球静止，所以对于小球有 解得 （2）若系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，有 小球之后做平抛运动，有， 整理有 所以对于图像的斜率为 （3）若存在摩擦，弹簧弹性势能会有一部分克服摩擦力做功，小球获得的动能比理论值小，相同压缩量对应的水平位移更小，因此测得的斜率比理论值偏小。 10．（2026·河南商丘·模拟预测）某兴趣小组的同学探究人骑自行车匀速运动时人的输出功率。如图，在一个废弃的输液瓶内装入墨水，将这个输液瓶固定在自行车的三角支架旁，通过调节开关让墨水每隔滴下一滴。让一位同学骑着自行车在水泥路面上笔直匀速行驶一段距离后，停止踩车，让自行车在路面摩擦力的作用下逐渐停下。他们选择了一段水迹比较清晰的路面，测量了相邻两滴点之间的距离分别为：、、、、、、。已知该同学与自行车的总质量为，自行车受到路面的摩擦力大小不变，忽略空气阻力。 (1)该同学骑自行车匀速运动的速度大小为__________。 (2)该同学骑自行车匀速运动时对自行车的牵引力大小为__________。 (3)该同学匀速骑自行车时的输出功率为__________。 【答案】(1)9.7 (2)90 (3)873 【详解】（1）由题数据可知， ， ，这两段位移相等，说明自行车在该阶段做匀速直线运动。已知滴墨水的时间间隔，则匀速运动的速度 （2）自行车停止踩车后，在摩擦力作用下做匀减速直线运动。利用逐差法处理减速阶段的数据可知 代入数据解得 根据牛顿第二定律，自行车受到的摩擦力 匀速运动时，牵引力与摩擦力平衡，故牵引力 （3）该同学匀速骑自行车时的输出功率 代入数据得 11．（2026·湖北宜昌·二模）为了测量在平直路面上行驶的公共汽车的加速度，某物理兴趣小组同学设计了一个如图（a）所示的简易加速度测量仪，其原理示意图可简化为图（b）。将贴有白纸的木板竖直固定在车上，细绳悬点正对位置标注为点，过点正下方处的点作一条水平直线，在直线上点两侧画出均匀分布的刻度线，并将点标为零刻度，细绳和该直线交点的刻度值可标注为加速度的大小，重力加速度取。 (1)水平直线上标注的加速度刻度值是_____（选填“均匀”或“不均匀”）分布的； (2)若细绳长为，则加速度测量仪可测的最大加速度为_____（结果保留一位小数）； (3)若需增大该加速度测量仪的精确度，下列操作可行的是_____（单选）； A．换用质量更大的钢球 B．增加细绳的长度 C．增大距离 (4)若用该加速度测量仪直接测量正在加速爬坡的公共汽车加速度，则加速度的测量值_____真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1)均匀 (2)7.5 (3)C (4)大于 【详解】（1）根据牛顿第二定律和几何关系可得 可得 故加速度与小钢球相对零刻度的位移x成正比，故加速度值的刻度为均匀的。 （2）若细绳长为50cm，根据勾股定理可知交点的刻度值最大为 则加速度测量仪的量程为 （3）A．加速度测量仪的精确度为 可知换用质量更大的钢球对精确度没有影响，故A错误； B．增加细绳的长度，对精确度没有影响，故B错误； C．增大距离，变大，减小，可知精确度变高，故C正确。 故选C。 （4）若用加速度测量仪直接测量正在爬坡的汽车加速度，测量的加速度为细绳和直线交点的刻度值，大于实际加速度，实际加速度沿斜坡方向，其为重力分力与拉力沿斜坡方向的合力，故测量值大于真实值。 12．（2026·湖北随州·三模）图甲为一质量均匀的长方体木条，某实验小组设计了如图乙所示的实验装置，利用单摆的周期规律，测量该木条的密度，主要实验步骤如下： (1)利用天平测出木条的质量m，利用游标卡尺测出其宽度D，利用螺旋测微器测出其厚度h。某次测量中螺旋测微器的示数如图丙所示，该示数为__________mm。 (2)安装图乙所示的实验器材，其中，O、两点间的距离等于木条的长度L。若使木条以为摆长做单摆运动，则应使木条沿__________方向摆动；若使木条以为摆长做单摆运动，则应使木条沿__________方向摆动。（均填写选项前的字母符号） A．垂直于纸面　　B．平行于纸面　　C．竖直 (3)进行实验，测得木条以为摆长做单摆运动的周期为，以为摆长做单摆运动的周期为，重力加速度大小为g，则该木条的密度为__________。（用m、D、h、、、g表示） 【答案】(1)4.700 (2) B A (3) 【详解】（1）[1]由图丙可知，螺旋测微器读数为 （2）[2]要使木条以为摆长做单摆运动，需保持点固定，因此摆动方向为平行于纸面。 故选B。 [3]要使木条以为摆长做单摆运动，固定悬点为，因此摆动方向为垂直于纸面。 故选A。 （3）[4]设的长度为，木条以为摆长做单摆运动的周期为，摆长为 周期 木条以为摆长做单摆运动的周期为，摆长为 周期 联立解得 该木条的密度 代入解得 13．（2026·湖北襄阳·二模）在“探究平抛运动规律”的实验中： (1)（单选）为了能准确地描绘出平抛运动轨迹，下面操作正确的是________。 A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．必须选用表面光滑的斜槽 (2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中，得到了如图所示的图像，已知A点的坐标，B点的坐标，重力加速度g，根据图像可知物体的初速度大小为________；经过A点速度大小为________。 【答案】(1)A (2) ； 【详解】（1）A．需要保证小球做平抛运动，故需调节斜槽末端保持水平，故A正确； B．每次释放小球的位置需相同，要保证小球的初速度相同，故B错误； C．只需要保证每一次释放小球做平抛运动时初速度相同，故斜槽可以不光滑，故C错误。 故选A。 （2）[1][2]设O到A点，A点到B点的时间间隔为T，则水平方向有 竖直方向 联立两式解得 根据匀变速运动速度与位移关系，竖直方向分速度 经过A点速度大小 14．（25-26高三下·广西·期中）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。定滑轮固定在桌面上方，跨过定滑轮的细绳两端分别悬挂重物甲和乙，甲的质量大于乙的质量。乙下端与桌面之间用细线连接，使得甲、乙能够悬空静止。 （1）用直尺测得甲悬空静止时底端与桌面之间的距离为，然后调出智能手机的读秒功能。 （2）同学用剪刀剪断乙与桌面之间细线的同时，同学用手机开始计时，当甲落到桌面时立即停止计时，记录甲落到桌面所用的时间为。 （3）甲落到桌面前瞬间的速度大小为___________（用和表示）。 （4）若甲、乙的质量之比为，当地的重力加速度为，则与、、之间的关系满足___________时，机械能守恒定律得以验证。 （5）本实验中，造成实验误差的因素除空气阻力、按下手机按钮时的反应时间外，还有___________。 【答案】 绳子与滑轮之间的摩擦 【详解】[1] 甲从静止开始做匀加速直线运动，下落位移为，平均速度 由 整理得末速度 [2]设乙质量为，则甲质量，若机械能守恒，系统重力势能的减少量等于动能的增加量； 系统重力势能减少量， 系统动能增加量 ，整理得，满足该关系即可验证机械能守恒。 [3]本实验误差来源除题目给出的因素外，还有定滑轮和绳子间的摩擦消耗能量、定滑轮自身有质量等，合理即可。 15．（25-26高一下·江苏苏州·阶段检测）某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（A、B）在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧形变量），重力加速度为g，遮光条的宽度为d，小物块释放点与光电门之间的距离为l（d远远小于l）。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间t。 (1)物块通过光电门时的速度为_________； (2)改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从B点静止释放，记录多组l和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式_________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒； (3)在（2）中条件下，和是图像中轴对称的两个位置，和时，物块通过光电门时的动能分别为、，弹簧具有的弹性势能分别为、，则=_________，=_________（用、m、、g表示）； (4)在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为_________（用m、g、k表示）。 【答案】(1) (2) (3) 0 (4) 【详解】（1）遮光条的宽度为，通过光电门的时间，则物块通过光电门时的速度为 （2）若系统机械能守恒，则有 整理可得在误差允许的范围内，满足关系式 即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。 （3）[1][2]由图像可知和时，时间相等，则物块的速度大小相等，动能相等，则有 由， 联立可得 （4）由图像可知时遮光条挡光时间最短，此时物块通过光电门时的速度最大，可得 又 联立可得 16．（2026·湖北·二模）一同学设计了如图甲所示的实验装置，测量滑块A与放在水平桌面上的带有定滑轮水平木板间的动摩擦因数，整个过程中，木板始终没有在桌面上滑动。A为带滑轮的滑块，B为盛有砂的砂桶。 (1)实验时，必须要进行的操作是________。 A．用天平测量出砂和砂桶的质量 B．调整滑轮的位置，使绳与木板平行 C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量 D．滑块靠近打点计时器，先释放滑块，再接通电源 E．在挂砂桶前需平衡摩擦力 (2)该同学实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点之间还有四个点未画出），打点计时器的交流电源频率为50 Hz，根据纸带可以求出滑块的加速度________。 (3)通过改变砂的质量，得到滑块运动的加速度和力传感器示数F的关系如图丙所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为g，则滑块和木板间的动摩擦因数________（用b、g表示）。 (4)实验中已测得滑块的质量为M，将其由静止释放，力传感器的示数为F，滑块运动了一段距离，砂桶刚好接触地面且不反弹，滑块继续滑行一段距离后停止运动，实验测得这两段距离刚好相等，则滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为________（用F、M、g表示）；的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)0.02 (3) (4) 偏大 【详解】（1）A．力传感器可直接测拉力，无需测砂和砂桶质量，故A错误； B．调整滑轮使绳与木板平行，保证拉力沿水平方向，故B正确； C．力传感器直接测拉力，无需满足砂桶质量远小于滑块质量，故C错误； D．打点计时器应先通电再释放滑块，故D错误。 E．本实验的目的就是测量滑块与木板间的动摩擦因数，因此不能提前平衡摩擦力，否则摩擦力就被抵消了，无法测出动摩擦因数，故E错误； 故选B。 （2）相邻计数点间有4个点未画出，故时间间隔t=0.1s，则有 解得 （3）设滑块质量为M，根据牛顿第二定律有 整理得 可知图像纵截距 解得 （4）[1]设这两段距离均为x，全过程对M，根据动能定理有 整理得 [2]因为滑块运动过程中，还存在其他阻力作用（如空气阻力），因此有 解得 可知的测量值与真实值相比偏大。 17．（2026·辽宁丹东·一模）某兴趣小组用如图1所示的传感器装置，探究做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与物体质量、旋转半径及角速度之间的关系。 （1）本实验中若小组同学要探究向心力与角速度的关系，需控制物体质量、旋转半径两个变量保持不变，此实验方法为__________； （2）实验中，电动机带动旋转臂使砝码在水平面内做匀速圆周运动，利用电机控制器控制电机和旋转臂的转速大小。旋转臂转动时，水平牵引杆拉伸等臂杠杆，将砝码所受的拉力（向心力）通过等臂杠杆和竖直连杆传递到力传感器上，即可精确测出砝码所受拉力（向心力）的大小。旋转臂另一端的挡光杆，设其挡光宽度为，旋转半径为，挡光杆经过光电门的时间为，电脑可根据表达式_________（用题中所给物理量的字母表示），立即求出角速度瞬时值。以上数据可实时传回电脑。 表1  质量，运动半径 次数 1 2 3 4 5 6 角速度 6.05 9.05 12.11 15.15 17.03 19.12 向心力 0.16 0.31 0.54 0.85 1.06 1.34 （3）若根据表1中数据，电脑拟合得到力传感器示数和角速度的关系图像是一条如图2所示的抛物线（由于实验误差，图像不过原点，图像与纵轴的交点为）； （4）电脑根据表1中的数据，也可以拟合出一条过原点的倾斜直线，从而得到力传感器示数和角速度的关系，你认为该图像的坐标轴应设置为________（选填“”或“”）。 【答案】 控制变量法 【详解】（1）[1] 探究多个物理量的关系时，控制其他变量不变，只研究向心力与单个变量的关系，该实验方法为控制变量法。 （2）[2] 挡光杆宽度很小，可认为其经过光电门的平均速度等于瞬时线速度，即线速度 结合圆周运动线速度与角速度的关系 联立得 （4）[3] 根据向心力公式，实际向心力满足 由题意可知，本实验存在误差，当时，力传感器已有示数，因此传感器示数满足 整理得 即与成正比，因此要得到过原点的倾斜直线，应设置坐标轴为。 18．（2026·湖北十堰·二模）为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 (1)下列实验操作或条件正确的是________； A．将小车放在图甲中的位置保持静止，调节定滑轮高度，使连接小车的轻绳与长木板平行 B．所用长木板的上表面必须光滑 C．实验需要将长木板的左端适当垫高以补偿阻力 D．槽码质量应远小于小车质量 (2)若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度________； (3)多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成________。 【答案】(1)A (2)2k (3)正比 【详解】（1）A．调节定滑轮高度使轻绳与长木板平行，能保证小车运动过程中轻绳拉力方向不变、合外力恒定，A正确； BCD．实验用力传感器直接测量小球所受的合外力，其结果与长木板上表面是否光滑无关；不需要用细线拉力代替合力，与是否补偿阻力无关；也不需要用槽码重力代替拉力，与槽码跟小车的质量关系无关，BCD错误。 故选A。 （2）根据匀变速直线运动的位移时间关系 可得，则 （3）如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。 19．（2026·湖北荆州·二模）某小组利用图甲实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，实验中槽码质量为，小车和砝码总质量为。 (1)关于实验操作及注意事项，下列说法正确的是（　　） A．实验前应先挂上槽码且连好纸带，再调节木板倾角以补偿阻力 B．连接槽码和小车的细线应跟木板保持平行 C．实验中，必须满足小车和砝码的质量远小于槽码的质量 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为_____；（保留2位有效数字） (3)乙同学保持小车和砝码总质量一定，探究加速度与受力的关系，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为、、。若已知，则此时对应的_____。 【答案】(1)B (2)0.82 (3) 【详解】（1）A．补偿阻力时，不能挂钩码（槽码），需要让小车拖动纸带匀速运动来平衡阻力，故A错误； B．连接槽码和小车的细线与木板平行，才能保证拉力恒定沿运动方向，故B正确； C．实验近似认为拉力等于槽码重力，需要满足小车和砝码总质量远大于槽码质量m，故C错误。 故选B。 （2） 电源频率，相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点时间间隔。 利用逐差法计算加速度 则 （3）实验中把当作小车的拉力，拟合直线满足 实际对整体，由牛顿第二定律 代入 得 整理得实际加速度 由题意 代入得 整理得 20．（2026·湖北宜昌·二模）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动，调节装置让水流稳定并水平流出，用照相机拍出水流的轨迹照片。已知物体实际尺寸与照片尺寸比例为k，重力加速度为g。 (1)为完成实验，除图中实验装置外，还需要的器材是__________（单选） A．游标卡尺 B．刻度尺 C．螺旋测微器 (2)甲同学测得照片中喷水口距地面的高度为h，水柱落地点到喷口的水平距离为L，则水流喷出时的初速度v0=__________。 (3)为了让水流以更大速度从喷口稳定流出，下列操作最合理的是__________（单选） A．将左管上移且上端超出液面 B．将左管上移且上端低于液面 C．将左管下移且上端高于右管上端 (4)若喷水口直径不可忽略，理论上水柱在地面上的落点所构成的形状最接近图__________。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2) (3)B (4)C 【详解】（1）实验数据需要根据图片测量得到，可知需要的器材是“刻度尺”。 故选B。 （2）依题意得，喷水口距地面的实际高度，水柱落地点到喷水口的实际水平距离 竖直方向，根据距离公式，得 水流喷出时的速度 （3）A．将左管上移且上端超出液面 ， 此时左管与大气相通，不再起恒压作用，伴随水位下降会导致流速减小，选项A错误； B．将左管上移且上端低于液面，既保持了恒压特性，又增加了左管上端到喷口的高度差，从而增大了压强和流速，选项B正确； C．将左管下移且上端高于右管上端，会减小高度差，导致流速减小，选项C错误。 故选B。 （4）若喷水口直径不可忽略，则上、下边缘水滴因水压差异初速度大小和竖直下落高度均不同。上边缘水压低于下边缘，初速度略小于下边缘，且上边缘水滴竖直方向位移距离略长，导致靠近装置一侧落点密集、边界尖锐，远离一侧稀疏、边界圆润，接近图C所示形状。 故选C。 21．（2026·湖北黄冈·二模）某同学设计如图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，在长木板下端固定一光电门，调整长木板与水平地面之间的夹角。 (1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度__________； (2)若挡光片经过光电门的时间为，则滑块经过光电门速度大小，__________（用测得的物理量符号表示）； (3)使滑块以某一初速度沿斜面向上运动，往返过程中滑块两次经过光电门的速度大小分别记为、。其他条件不变，改变滑块的初速度，多次实验得到多组数据，作出图像如图丙所示，则滑块与长木板间的动摩擦因数__________（结果保留两位有效数字）； (4)该同学发现将滑块以一定的初速度沿斜面向上运动，改变斜面倾角，滑块在斜面上运动的距离发生变化，通过反复实验，测得当斜面倾角为时，滑块在斜面上滑行的距离最小，据此可得滑块与长木板间的动摩擦因数__________。 【答案】(1)8.020/8.018/8.019/8.021/8.022 (2) (3)0.38 (4)（亦可） 【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为。 由于存在估读偏差，因此均正确 （2）光电门的工作原理是用挡光片的平均速度代替滑块通过光电门的瞬时速度，即 （3）滑块沿斜面向上运动，根据能量守恒定律有 全过程，根据能量守恒定律有 联立解得 进一步解得 由图像斜率 解得 （4）向上滑块滑行距离 不变，S最小，则有 根据数学知识，可知，且有 解得 22．（2026·湖北孝感·模拟预测）某实验小组利用单摆来测量厦门的重力加速度。 (1)实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图甲所示，其读数为___________mm；测量单摆周期时秒表读数如图乙所示，其读数为___________s。 (2)小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长l和对应的单摆周期T的数据，作出T2-l图像如图丙所示，π取3.14，可测得厦门的重力加速度g=___________m/s2（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) 22.6 110.0 (2)9.86 【详解】（1）[1]由图甲可知，测量小球直径时游标卡尺读数为 [2]由图乙可知，测量单摆周期时秒表读数为 （2）根据单摆周期公式 可得 由图丙可知，图像斜率 解得 23．（2026·湖北襄阳·一模）请使用下列器材测量小车质量：小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的6个槽码。 （1）实验步骤 i.按图安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，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，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5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； iii.依次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纵坐标，为横坐标，作出关系图线。 （2）已知重力加速度大小，请完成下列填空： (1)下列说法正确的是______（多选） A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处由静止释放 B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行 C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量 D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为 (2)写出随变化的关系式___________（用表示） (3)测得关系图线的斜率为，则小车质量_________（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)AB (2) (3)0.43 【详解】（1）A．为了打点稳定，接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放，故A正确； B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行，是为了保证小车受到的拉力（即细线的张力）是沿着轨道方向的，并且能准确测量小车的位移，如果细线与轨道不平行，那么拉力将会有一个垂直于轨道的分量，这个分量会对实验产生误差，故B正确； C．由于该实验绳子拉力不需要近似等于槽码的重力，故不需要使质量远小于小车质量，故C错误； D．若细线下端悬挂着2个槽码，小车加速下滑，槽码加速上升，槽码超重，故细线对小车的拉力大于2个槽码的重力，而小车的重力沿轨道方向的分力为，所以小车下滑过程中受到的合外力小于，故D错误。 故选AB。 （2）小车匀速运动时有 取下个槽码后，对小车和剩下的槽码分别进行受力分析有： 对小车 对槽码 联立以上各式得 （3）关系图线的斜率 代入数据解得 24．（2026·湖北·一模）某同学利用手机内的磁传感器做“用单摆测量重力加速度”的实验. (1)如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。使小钢球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件，并将手机置于悬点正下方。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图乙所示，则单摆的振动周期______s（结果保留两位有效数字）； (2)该同学用刻度尺测出摆线的长度为l，用游标卡尺测出小钢球直径为d，则重力加速度g的表达式为______（用T、l和d表示）； (3)该同学查阅科研资料，发现本次实验测得的重力加速度g比精确值偏大，可能的原因是（　　） A．测量的小钢球直径偏小 B．测量的摆线长度偏大 C．单摆振动中出现松动，摆线长度增加 D．测量的单摆振动周期偏大 【答案】(1)1.4 (2) (3)B 【详解】（1）[1]单摆7次周期性运动所经历的时间约为9.7s，因此单摆的振动周期 （2）[1]根据单摆周期公式，得出 （3）根据公式 测量的小钢球直径偏小，g值偏小；测量的摆线长度偏大，g值偏大；单摆振动中出现松动，摆线长度增加，测得的T偏大，g值偏小；测量的单摆振动周期T偏大，g值偏小。 故选B。 25．（2026·湖北孝感·一模）如图所示，有半径相同、质量分别为mA、mB的小球A和B，A静止在立柱上，不可伸长的轻质细线一端与固定拉力传感器O点连接，另一端与小球B连接，B的球心到悬点的距离为L，B球静止时两球的球心在同一高度处，距地面的高度为H。现在将球B拉至某高度自由释放，在最低点与A正碰，B与A碰撞后不反弹，拉力传感器记录碰撞前后瞬时的示数分别为F1和F2，同时测出A碰后落地点与A静止时球心的水平投影点的距离为x，当地的重力加速度为g。 (1)A和B的质量关系：mA__________mB。（填“<、>或=”） (2)B球与A球碰撞前一瞬间的速度v0=________。 (3)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式___________成立即可。（2、3问结果选用mA、mB、F1、F2、L、H、x、g等物理量表达） 【答案】(1)< (2) (3) 【详解】（1）B与A碰撞后不反弹，需要入射球的质量大于被碰球的质量，即； （2）B球与A碰前的瞬间做圆周运动，有 解得 （3）B与A碰后的瞬间做圆周运动，有 解得 A球做平抛运动，有 解得A碰后的速度为 B与A发生碰撞，由动量守恒可知 代入各个速度的表达式可得验证动量守恒的表达式为 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 力学实验 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 测重力加速度 2025 湖北高考真题（双重锤+遮光片+光电门，利用系统机械能守恒测g，实验填空）； 2024 湖北高考真题（弹簧振子+砝码+光电门，利用T=2π√(M/k)测g，实验填空） ・情境：①两重锤通过细绳跨过圆柱体连接，释放后系统匀加速运动，光电门测遮光片速度，由机械能守恒求g；②弹簧悬挂托盘（内放砝码），测量平衡时弹簧长度l与振动周期T，由T与M关系及平衡条件求g； ・考点：系统机械能守恒定律（(M-m)gH=½(M+m)v²）、光电门测速原理（v=d/t）、弹簧振子周期公式T=2π√(M/k）、胡克定律（Mg=kΔl）、逐差法处理数据、误差分析（空气阻力、弹簧质量、摩擦因素）； ・题型：实验填空（2025、2024），2024年涉及l-T²图像斜率求g，2025年涉及逐差法处理多组数据； ・综合：2025年融合机械能守恒、光电门测速、逐差法与摩擦修正模型；2024年融合弹簧振子模型、胡克定律与图像法处理数据，对实验原理理解与数据处理能力要求较高。 考点 02 探究加速度与合外力关系 2026 湖北高考真题（直导轨+小车+两侧悬挂钩码，改变两侧钩码数量差提供合力，验证牛顿第二定律，实验填空） ・情境：小车在直导轨上运动，两侧分别悬挂10个钩码，从左侧取下n个钩码挂到右侧，使小车受到恒定合力（2n m₀g），光电门测遮光条通过两个光电门的时间，求加速度； ・考点：牛顿第二定律（对整体列式：合力=总质量×加速度）、光电门测速与匀加速运动公式（v₂²-v₁²=2as）、平衡摩擦力的目的、a-n图像过原点验证正比关系、实验误差分析（图像不过原点的原因）； ・题型：实验填空（5小问），侧重系统整体法列式与光电门数据处理； ・综合：纯实验综合，融合牛顿第二定律、光电门测速、图像法验证与误差分析，对实验方案设计与数据处理能力要求较高。 考点 03 其它实验 2022 湖北高考真题（拉力传感器验证机械能守恒定律，小钢球摆动，绘制Tmax-Tmin图像求斜率和重力，实验填空）； 2023 湖北高考真题（电子秤测木块与木板间动摩擦因数，改变砝码个数记录电子秤示数，实验填空） ・情境：①轻绳一端接拉力传感器，另一端接小钢球，由静止释放摆动，记录拉力传感器示数的最大值与最小值，绘制Tmax-Tmin图像；②木块A放在木板上，通过轻绳与电子秤上的重物B连接，向左拉动木板同时记录电子秤示数m，改变A上砝码个数n； ・考点：机械能守恒定律（mgl(1-cosθ)=½mv²）、圆周运动向心力公式（Tmax-mg=mv²/l）、最低点与最高点拉力关系推导（Tmax=3mg-2Tmin）、图像斜率与截距含义、滑动摩擦力公式f=μN=μ(mA+nm₀)g、受力平衡分析； ・题型：实验填空（2022、2023），2022年侧重理论推导与图像分析，2023年侧重受力分析与图像斜率计算； ・综合：2022年融合机械能守恒、圆周运动向心力与图像法求重力，对理论推导能力要求较高；2023年融合滑动摩擦力、受力平衡与图像法求μ，侧重实验方案理解与数据处理。 考点01 测重力加速度 1.（2025·湖北·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： (1)测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知______cm。 (2)重锤1通过光电门时的速度大小为______（用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为______。 (3)实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小______（保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 2．（2024·湖北·高考真题）某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。 具体步骤如下： ①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。 ②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。 ③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。 ④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。 ⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。 该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。 (1)由步骤④，可知振动周期_____。 (2)设弹簧的原长为，则l与g、、T的关系式为_____。 (3)由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得_____（保留三位有效数字，取9.87）。 (4)本实验的误差来源包括_____（双选，填标号）。 A．空气阻力 B．弹簧质量不为零 C．光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置 考点02 探究加速度 1．（2026·湖北·高考真题）某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验，使用的器材有：直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示，光电门1、2分别固定在导轨、处，遮光条安装在小车上，连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码，定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下： ⅰ．用天平测量小车和遮光条的总质量 ，用刻度尺测量、间的距离，用游标卡尺测量遮光条的宽度 。 ⅱ．调节导轨倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ⅲ．从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳，再从导轨左端静止释放小车，用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。 回答下列问题： (1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。 (2)由牛顿第二定律，小车的加速度大小 __________（用、 、 和 表示）。 (3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________（用 、、和表示）。 (4)该同学根据测出的多组、 值，作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线，则可以验证：质量一定时，物体的加速度与所受合外力成__________。 (5)若图像明显不过原点，原因可能是__________（单选，填标号）。 A．步骤ⅲ中小车没有从静止释放 B．步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当 C．钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 考点04 其它实验 1．（2022·湖北·高考真题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 2．（2023·湖北·高考真题）某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数的实验。 如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n（）个砝码（电子秤称得每个砝码的质量为），向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。     （1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。 （2）用和分别表示木块A和重物B的质量，则m和所满足的关系式为__________。 （3）根据测量数据在坐标纸上绘制出图像，如图（b）所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数_________（保留2位有效数字）。 1．（2026·湖北荆州·模拟预测）在验证机械能守恒定律的实验中，某同学采用如图装置，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂钩码C．已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。 (1)如图所示，在重物A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况，下列操作过程正确的是________。 A．安装打点计时器时工作面要竖直放置，同时让两限位孔的中心在同一竖直线上 B．接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器 C．应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带 (2)已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验中从纸带上测量重物A由静止上升高度为h时对应计时点的速度为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________； (3)为了测定当地的重力加速度，改变钩码C的质量m，测得多组m和对应的加速度a，作出图像如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为________。 2．（2026·湖北孝感·三模）某兴趣小组利用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置（如图所示），设计了两种方案来测量滑块与长木板间的动摩擦因数。已知遮光片的宽度为，当地重力加速度为g，长木板水平，滑块从出发点由静止开始运动。 方案一：保持光电门与出发点的距离不变并记录，改变钩码总质量，记录每次力传感器的示数和遮光片的挡光时间； 方案二：保持钩码总质量不变并记录，改变光电门与出发点的距离，记录每次实验的距离和遮光片的挡光时间。 (1)某次实验中，遮光片通过光电门的挡光时间为，则滑块经过光电门的瞬时速度为______。 (2)设滑块（含遮光片）质量为，滑块做匀加速直线运动，请结合运动学公式与牛顿第二定律分析： ①方案一中，距离不变，推导力传感器示数与挡光时间的关系式； ②方案二中，钩码总质量不变，推导距离与挡光时间的关系式。 为得到线性关系，下列作图方式正确的是（     ） A．方案一作图像，方案二作图像 B．方案一作图像，方案二作图像 C．方案一作图像，方案二作图像 D．方案一作图像，方案二作图像 (3)按照（2）中得到的线性关系，确定图像的斜率与截距后，为进一步计算动摩擦因数，方案一______（选填“必须”或“不必”）测定滑块质量的具体值，方案二______（选填“必须”或“不必”）测定滑块质量的具体值。 (4)关于本实验的要求和误差分析，下列说法正确的是（　　） A．方案一不需要满足远小于 B．为减小系统误差，应选用宽度较大的遮光片来测量速度 C．定滑轮与轴间的摩擦会使测得的动摩擦因数的值偏大 D．若滑块释放时具有初速度，会使测得的动摩擦因数的值偏大 3．（2026·湖北·二模）某物理学习小组利用图甲中的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 (1)实验用的电火花打点计时器，应选用（　　） A．220V交流电源 B．8V交流电源 C．36V蓄电池 (2)实验中要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车（　　） A．能在轨道上保持静止 B．受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 C．不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留2位有效数字）。 (4)利用打点计时器研究力和加速度的关系，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图中的曲线图像，一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线图像。如图所示，作一条与纵轴平行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为P、Q、N，若此虚线对应的小车和砝码总质量为M，悬挂槽码的质量为m，则___________（用M、m表示）。 4．（2026·湖北武汉·三模）某同学用智能手机和双线摆测量重力加速度。实验步骤如下： ①用螺旋测微器测量小铁球的直径，用磁铁将小铁球磁化； ②按图（a）组装实验装置，调整双线固定端A、B水平，测出摆线长度和A、B两点之间的距离； ③将智能手机放在水平载物台上，并位于小球静止位置的正下方。将双线摆拉开较小的角度，由静止释放，使用手机软件采集数据，并绘制磁感应强度的大小随时间变化的图像； ④改变和，重复步骤②③，得到多组不同等效摆长的双线摆的振动周期。 回答下列问题： (1)螺旋测微器的示数如图（b），则小铁球的直径________，双线摆的等效摆长________（用、、表示）； (2)某次绘制的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（c）所示。图中第1个曲线峰值点对应的时刻为，第21个峰值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________； (3)根据实验数据拟合出：“”图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。 5．（2026·湖北十堰·三模）如图甲所示，将金属小球用不可伸缩质量不计的细长线固定在O点制成一个单摆。把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后从静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，不计空气阻力。 (1)以摆球通过最低点时开始计时并计数为“0”，此后摆球每通过最低位置时计数一次。数到n时计时器记录的总时间为t，则此单摆的运动周期______（用n、t表示）。 (2)在悬点O固定一力传感器，通过计算机模拟显示出细绳拉力在摆球运动过程中的变化情况，如图乙所示。可知时刻摆球处在______（填“最高点”或“最低点”）。若和为已知量，重力加速度为g，则摆球质量______（用、和g表示）。 6．（2026·湖北黄冈·三模）某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。，。 (1)增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要_________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。 (2)多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线，根据图像可得图线的斜率为a，截距为b，则橡皮绳的原长为______，橡皮绳的劲度系数______。 (3)由于橡皮绳的劲度系数较小，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更合理，可以______（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。 7．（2026·湖北襄阳·三模）小明同学测量小物块与水平面之间的动摩擦因数的装置如图1所示。弹簧左端固定，右端被带有挡光条的小物块压至C处。现由静止释放小物块，小物块与弹簧分离后通过P处光电计时器的光电门，最终停在水平面上的某点B．已知挡光条的宽度为d，当地重力加速度为g。 (1)先用游标卡尺测量挡光条宽度如图2所示，其宽度____________mm。 (2)现测得挡光条通过光电门的时间为t，PB的距离为x，则小物块通过光电门处的速度____________。 (3)小明同学为了减小误差，通过改变弹簧的形变量做了多次实验，取得多组t和x的数据，并在坐标纸上作出图像，求得该图像的斜率为k，则小物块与水平面间的动摩擦因数____________（用g、d、k表示）。 8．（2026·湖北襄阳·二模）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图甲的实验： (1)实验步骤如下：①将两个完全相同的遮光条分别固定在滑块A和滑块B上，用天平测出滑块A（含遮光条）的质量，滑块B（含遮光条）的质量； ②接通气泵，在气垫导轨左侧放置一滑块，轻推一下使滑块向右运动，光电门2记录的时间大于光电门1记录的时间，应将气垫导轨右端适当___________（选填“提高”或“降低”）； ③现用轻质不可伸长的细线，将两个滑块间压缩的轻质弹簧固定，静止在气垫导轨上； ④绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，光电门1、2记录遮光时间分别为、； ⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤②、③、④，多次测量的结果如下表： 1 2 3 4 5 6 10.1 9.2 9.6 7.8 12.8 6.2 15.3 13.6 14.1 11.2 18.9 9.1 (2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙，则___________。 (3)比较4、5两次实验，烧断绳子前，第5次实验中弹簧的弹性势能较___________（选填“大”或“小”） (4)根据表格中数据，作出图线，若图线为过坐标原点的倾斜直线，并且斜率_________即可验证系统动量守恒。（用和表示） 9．（2026·湖北鄂州·三模）某同学查阅资料看到了这样一个结论：“弹簧的弹性势能公式为（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）”。为了验证机械能守恒定律，这位同学设计了如下的实验： ①首先他进行了如下图所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长量为d； ②某同学完成步骤①后，接着进行了如下图所示的实验：将弹簧水平放置在一高度为h的较为光滑的台阶上，一端固定，另一端自由放置；将一个质量为m的小球放在弹簧的自由一端，用手将小球压缩弹簧，测得压缩量为，释放小球让其自由运动至下一个水平面上，测得小球在第二个水平面上的水平位移x。重复试验，分别测得不同的和x值，记录在表格中，然后在图中描点并将各个点连接起来。 (1)同学进行图甲所示实验的目的是为了确定劲度系数，用m、d、g表示劲度系数______； (2)如果所有的点连起来构成一条倾斜的直线，并且该直线的斜率等于______（用k，h，m表示）则说明松手以后小球和弹簧组成的系统机械能守恒； (3)如果考虑台阶上对小球的摩擦阻力作用，则该斜率的测量值相比理论值______（填“偏大”，“偏小”或者“无影响”） 10．（2026·河南商丘·模拟预测）某兴趣小组的同学探究人骑自行车匀速运动时人的输出功率。如图，在一个废弃的输液瓶内装入墨水，将这个输液瓶固定在自行车的三角支架旁，通过调节开关让墨水每隔滴下一滴。让一位同学骑着自行车在水泥路面上笔直匀速行驶一段距离后，停止踩车，让自行车在路面摩擦力的作用下逐渐停下。他们选择了一段水迹比较清晰的路面，测量了相邻两滴点之间的距离分别为：、、、、、、。已知该同学与自行车的总质量为，自行车受到路面的摩擦力大小不变，忽略空气阻力。 (1)该同学骑自行车匀速运动的速度大小为__________。 (2)该同学骑自行车匀速运动时对自行车的牵引力大小为__________。 (3)该同学匀速骑自行车时的输出功率为__________。 11．（2026·湖北宜昌·二模）为了测量在平直路面上行驶的公共汽车的加速度，某物理兴趣小组同学设计了一个如图（a）所示的简易加速度测量仪，其原理示意图可简化为图（b）。将贴有白纸的木板竖直固定在车上，细绳悬点正对位置标注为点，过点正下方处的点作一条水平直线，在直线上点两侧画出均匀分布的刻度线，并将点标为零刻度，细绳和该直线交点的刻度值可标注为加速度的大小，重力加速度取。 (1)水平直线上标注的加速度刻度值是_____（选填“均匀”或“不均匀”）分布的； (2)若细绳长为，则加速度测量仪可测的最大加速度为_____（结果保留一位小数）； (3)若需增大该加速度测量仪的精确度，下列操作可行的是_____（单选）； A．换用质量更大的钢球 B．增加细绳的长度 C．增大距离 (4)若用该加速度测量仪直接测量正在加速爬坡的公共汽车加速度，则加速度的测量值_____真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 12．（2026·湖北随州·三模）图甲为一质量均匀的长方体木条，某实验小组设计了如图乙所示的实验装置，利用单摆的周期规律，测量该木条的密度，主要实验步骤如下： (1)利用天平测出木条的质量m，利用游标卡尺测出其宽度D，利用螺旋测微器测出其厚度h。某次测量中螺旋测微器的示数如图丙所示，该示数为__________mm。 (2)安装图乙所示的实验器材，其中，O、两点间的距离等于木条的长度L。若使木条以为摆长做单摆运动，则应使木条沿__________方向摆动；若使木条以为摆长做单摆运动，则应使木条沿__________方向摆动。（均填写选项前的字母符号） A．垂直于纸面　　B．平行于纸面　　C．竖直 (3)进行实验，测得木条以为摆长做单摆运动的周期为，以为摆长做单摆运动的周期为，重力加速度大小为g，则该木条的密度为__________。（用m、D、h、、、g表示） 13．（2026·湖北襄阳·二模）在“探究平抛运动规律”的实验中： (1)（单选）为了能准确地描绘出平抛运动轨迹，下面操作正确的是________。 A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．必须选用表面光滑的斜槽 (2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中，得到了如图所示的图像，已知A点的坐标，B点的坐标，重力加速度g，根据图像可知物体的初速度大小为________；经过A点速度大小为________。 14．（25-26高三下·广西·期中）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。定滑轮固定在桌面上方，跨过定滑轮的细绳两端分别悬挂重物甲和乙，甲的质量大于乙的质量。乙下端与桌面之间用细线连接，使得甲、乙能够悬空静止。 （1）用直尺测得甲悬空静止时底端与桌面之间的距离为，然后调出智能手机的读秒功能。 （2）同学用剪刀剪断乙与桌面之间细线的同时，同学用手机开始计时，当甲落到桌面时立即停止计时，记录甲落到桌面所用的时间为。 （3）甲落到桌面前瞬间的速度大小为___________（用和表示）。 （4）若甲、乙的质量之比为，当地的重力加速度为，则与、、之间的关系满足___________时，机械能守恒定律得以验证。 （5）本实验中，造成实验误差的因素除空气阻力、按下手机按钮时的反应时间外，还有___________。 15．（25-26高一下·江苏苏州·阶段检测）某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（A、B）在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧形变量），重力加速度为g，遮光条的宽度为d，小物块释放点与光电门之间的距离为l（d远远小于l）。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间t。 (1)物块通过光电门时的速度为_________； (2)改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从B点静止释放，记录多组l和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式_________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒； (3)在（2）中条件下，和是图像中轴对称的两个位置，和时，物块通过光电门时的动能分别为、，弹簧具有的弹性势能分别为、，则=_________，=_________（用、m、、g表示）； (4)在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为_________（用m、g、k表示）。 16．（2026·湖北·二模）一同学设计了如图甲所示的实验装置，测量滑块A与放在水平桌面上的带有定滑轮水平木板间的动摩擦因数，整个过程中，木板始终没有在桌面上滑动。A为带滑轮的滑块，B为盛有砂的砂桶。 (1)实验时，必须要进行的操作是________。 A．用天平测量出砂和砂桶的质量 B．调整滑轮的位置，使绳与木板平行 C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量 D．滑块靠近打点计时器，先释放滑块，再接通电源 E．在挂砂桶前需平衡摩擦力 (2)该同学实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点之间还有四个点未画出），打点计时器的交流电源频率为50 Hz，根据纸带可以求出滑块的加速度________。 (3)通过改变砂的质量，得到滑块运动的加速度和力传感器示数F的关系如图丙所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为g，则滑块和木板间的动摩擦因数________（用b、g表示）。 (4)实验中已测得滑块的质量为M，将其由静止释放，力传感器的示数为F，滑块运动了一段距离，砂桶刚好接触地面且不反弹，滑块继续滑行一段距离后停止运动，实验测得这两段距离刚好相等，则滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为________（用F、M、g表示）；的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 17．（2026·辽宁丹东·一模）某兴趣小组用如图1所示的传感器装置，探究做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与物体质量、旋转半径及角速度之间的关系。 （1）本实验中若小组同学要探究向心力与角速度的关系，需控制物体质量、旋转半径两个变量保持不变，此实验方法为__________； （2）实验中，电动机带动旋转臂使砝码在水平面内做匀速圆周运动，利用电机控制器控制电机和旋转臂的转速大小。旋转臂转动时，水平牵引杆拉伸等臂杠杆，将砝码所受的拉力（向心力）通过等臂杠杆和竖直连杆传递到力传感器上，即可精确测出砝码所受拉力（向心力）的大小。旋转臂另一端的挡光杆，设其挡光宽度为，旋转半径为，挡光杆经过光电门的时间为，电脑可根据表达式_________（用题中所给物理量的字母表示），立即求出角速度瞬时值。以上数据可实时传回电脑。 表1  质量，运动半径 次数 1 2 3 4 5 6 角速度 6.05 9.05 12.11 15.15 17.03 19.12 向心力 0.16 0.31 0.54 0.85 1.06 1.34 （3）若根据表1中数据，电脑拟合得到力传感器示数和角速度的关系图像是一条如图2所示的抛物线（由于实验误差，图像不过原点，图像与纵轴的交点为）； （4）电脑根据表1中的数据，也可以拟合出一条过原点的倾斜直线，从而得到力传感器示数和角速度的关系，你认为该图像的坐标轴应设置为________（选填“”或“”）。 18．（2026·湖北十堰·二模）为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 (1)下列实验操作或条件正确的是________； A．将小车放在图甲中的位置保持静止，调节定滑轮高度，使连接小车的轻绳与长木板平行 B．所用长木板的上表面必须光滑 C．实验需要将长木板的左端适当垫高以补偿阻力 D．槽码质量应远小于小车质量 (2)若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度________； (3)多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成________。 19．（2026·湖北荆州·二模）某小组利用图甲实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，实验中槽码质量为，小车和砝码总质量为。 (1)关于实验操作及注意事项，下列说法正确的是（　　） A．实验前应先挂上槽码且连好纸带，再调节木板倾角以补偿阻力 B．连接槽码和小车的细线应跟木板保持平行 C．实验中，必须满足小车和砝码的质量远小于槽码的质量 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为_____；（保留2位有效数字） (3)乙同学保持小车和砝码总质量一定，探究加速度与受力的关系，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为、、。若已知，则此时对应的_____。 20．（2026·湖北宜昌·二模）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动，调节装置让水流稳定并水平流出，用照相机拍出水流的轨迹照片。已知物体实际尺寸与照片尺寸比例为k，重力加速度为g。 (1)为完成实验，除图中实验装置外，还需要的器材是__________（单选） A．游标卡尺 B．刻度尺 C．螺旋测微器 (2)甲同学测得照片中喷水口距地面的高度为h，水柱落地点到喷口的水平距离为L，则水流喷出时的初速度v0=__________。 (3)为了让水流以更大速度从喷口稳定流出，下列操作最合理的是__________（单选） A．将左管上移且上端超出液面 B．将左管上移且上端低于液面 C．将左管下移且上端高于右管上端 (4)若喷水口直径不可忽略，理论上水柱在地面上的落点所构成的形状最接近图__________。 A． B． C． D． 21．（2026·湖北黄冈·二模）某同学设计如图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，在长木板下端固定一光电门，调整长木板与水平地面之间的夹角。 (1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度__________； (2)若挡光片经过光电门的时间为，则滑块经过光电门速度大小，__________（用测得的物理量符号表示）； (3)使滑块以某一初速度沿斜面向上运动，往返过程中滑块两次经过光电门的速度大小分别记为、。其他条件不变，改变滑块的初速度，多次实验得到多组数据，作出图像如图丙所示，则滑块与长木板间的动摩擦因数__________（结果保留两位有效数字）； (4)该同学发现将滑块以一定的初速度沿斜面向上运动，改变斜面倾角，滑块在斜面上运动的距离发生变化，通过反复实验，测得当斜面倾角为时，滑块在斜面上滑行的距离最小，据此可得滑块与长木板间的动摩擦因数__________。 22．（2026·湖北孝感·模拟预测）某实验小组利用单摆来测量厦门的重力加速度。 (1)实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图甲所示，其读数为___________mm；测量单摆周期时秒表读数如图乙所示，其读数为___________s。 (2)小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长l和对应的单摆周期T的数据，作出T2-l图像如图丙所示，π取3.14，可测得厦门的重力加速度g=___________m/s2（结果保留三位有效数字）。 23．（2026·湖北襄阳·一模）请使用下列器材测量小车质量：小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的6个槽码。 （1）实验步骤 i.按图安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，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，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5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； iii.依次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纵坐标，为横坐标，作出关系图线。 （2）已知重力加速度大小，请完成下列填空： (1)下列说法正确的是______（多选） A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处由静止释放 B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行 C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量 D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为 (2)写出随变化的关系式___________（用表示） (3)测得关系图线的斜率为，则小车质量_________（结果保留两位有效数字） 24．（2026·湖北·一模）某同学利用手机内的磁传感器做“用单摆测量重力加速度”的实验. (1)如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。使小钢球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件，并将手机置于悬点正下方。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图乙所示，则单摆的振动周期______s（结果保留两位有效数字）； (2)该同学用刻度尺测出摆线的长度为l，用游标卡尺测出小钢球直径为d，则重力加速度g的表达式为______（用T、l和d表示）； (3)该同学查阅科研资料，发现本次实验测得的重力加速度g比精确值偏大，可能的原因是（　　） A．测量的小钢球直径偏小 B．测量的摆线长度偏大 C．单摆振动中出现松动，摆线长度增加 D．测量的单摆振动周期偏大 25．（2026·湖北孝感·一模）如图所示，有半径相同、质量分别为mA、mB的小球A和B，A静止在立柱上，不可伸长的轻质细线一端与固定拉力传感器O点连接，另一端与小球B连接，B的球心到悬点的距离为L，B球静止时两球的球心在同一高度处，距地面的高度为H。现在将球B拉至某高度自由释放，在最低点与A正碰，B与A碰撞后不反弹，拉力传感器记录碰撞前后瞬时的示数分别为F1和F2，同时测出A碰后落地点与A静止时球心的水平投影点的距离为x，当地的重力加速度为g。 (1)A和B的质量关系：mA__________mB。（填“<、>或=”） (2)B球与A球碰撞前一瞬间的速度v0=________。 (3)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式___________成立即可。（2、3问结果选用mA、mB、F1、F2、L、H、x、g等物理量表达） 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 力学实验 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 测重力加速度 2025 湖北高考真题（双重锤+遮光片+光电门，利用系统机械能守恒测g，实验填空）； 2024 湖北高考真题（弹簧振子+砝码+光电门，利用T=2π√(M/k)测g，实验填空） ・情境：①两重锤通过细绳跨过圆柱体连接，释放后系统匀加速运动，光电门测遮光片速度，由机械能守恒求g；②弹簧悬挂托盘（内放砝码），测量平衡时弹簧长度l与振动周期T，由T与M关系及平衡条件求g； ・考点：系统机械能守恒定律（(M-m)gH=½(M+m)v²）、光电门测速原理（v=d/t）、弹簧振子周期公式T=2π√(M/k）、胡克定律（Mg=kΔl）、逐差法处理数据、误差分析（空气阻力、弹簧质量、摩擦因素）； ・题型：实验填空（2025、2024），2024年涉及l-T²图像斜率求g，2025年涉及逐差法处理多组数据； ・综合：2025年融合机械能守恒、光电门测速、逐差法与摩擦修正模型；2024年融合弹簧振子模型、胡克定律与图像法处理数据，对实验原理理解与数据处理能力要求较高。 考点 02 探究加速度与合外力关系 2026 湖北高考真题（直导轨+小车+两侧悬挂钩码，改变两侧钩码数量差提供合力，验证牛顿第二定律，实验填空） ・情境：小车在直导轨上运动，两侧分别悬挂10个钩码，从左侧取下n个钩码挂到右侧，使小车受到恒定合力（2n m₀g），光电门测遮光条通过两个光电门的时间，求加速度； ・考点：牛顿第二定律（对整体列式：合力=总质量×加速度）、光电门测速与匀加速运动公式（v₂²-v₁²=2as）、平衡摩擦力的目的、a-n图像过原点验证正比关系、实验误差分析（图像不过原点的原因）； ・题型：实验填空（5小问），侧重系统整体法列式与光电门数据处理； ・综合：纯实验综合，融合牛顿第二定律、光电门测速、图像法验证与误差分析，对实验方案设计与数据处理能力要求较高。 考点 03 其它实验 2022 湖北高考真题（拉力传感器验证机械能守恒定律，小钢球摆动，绘制Tmax-Tmin图像求斜率和重力，实验填空）； 2023 湖北高考真题（电子秤测木块与木板间动摩擦因数，改变砝码个数记录电子秤示数，实验填空） ・情境：①轻绳一端接拉力传感器，另一端接小钢球，由静止释放摆动，记录拉力传感器示数的最大值与最小值，绘制Tmax-Tmin图像；②木块A放在木板上，通过轻绳与电子秤上的重物B连接，向左拉动木板同时记录电子秤示数m，改变A上砝码个数n； ・考点：机械能守恒定律（mgl(1-cosθ)=½mv²）、圆周运动向心力公式（Tmax-mg=mv²/l）、最低点与最高点拉力关系推导（Tmax=3mg-2Tmin）、图像斜率与截距含义、滑动摩擦力公式f=μN=μ(mA+nm₀)g、受力平衡分析； ・题型：实验填空（2022、2023），2022年侧重理论推导与图像分析，2023年侧重受力分析与图像斜率计算； ・综合：2022年融合机械能守恒、圆周运动向心力与图像法求重力，对理论推导能力要求较高；2023年融合滑动摩擦力、受力平衡与图像法求μ，侧重实验方案理解与数据处理。 考点01 测重力加速度 1．(1)0.515 (2) (3)9.81 2．(1) (2) (3) (4)AB 考点02 探究加速度 1．(1)平衡摩擦力 (2) (3) (4)正比 (5)B 考点04 其它实验 1． 0.59 C 2． 不必 0.40 1．(1)AB (2) (3) 2．(1) (2)D (3) 不必 必须 (4)AC 3．(1)A (2)C (3)2.0 (4) 4．(1) // (2) (3) 5．(1) (2) 最低点 6．(1)增大 (2) b (3)减小 7．(1)10.80 (2) (3) 8．(1)降低 (2)10.20 (3)小 (4) 9．(1) (2) (3)偏小 10．(1)9.7 (2)90 (3)873 11．(1)均匀 (2)7.5 (3)C (4)大于 12．(1)4.700 (2) B A (3) 13．(1)A (2) ； 14． 绳子与滑轮之间的摩擦 15．(1) (2) (3) 0 (4) 16．(1)B (2)0.02 (3) (4) 偏大 17． 控制变量法 18．(1)A (2)2k (3)正比 19．(1)B (2)0.82 (3) 20．(1)B (2) (3)B (4)C 21．(1)8.020/8.018/8.019/8.021/8.022 (2) (3)0.38 (4)（亦可） 22．(1) 22.6 110.0 (2)9.86 23．(1)AB (2) (3)0.43 24．(1)1.4 (2) (3)B 25．(1)< (2) (3) 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $