專題17力學(xué)實驗

考點五年考情（2021-2025）命題趨勢

考點1探究2025·安徽卷、2025·山東卷

加速度與物體2024·廣東卷、江西卷、甘肅卷

受力、物體質(zhì)2022·新課標(biāo)卷、山東卷

量的關(guān)系2021·河北卷

基礎(chǔ)實驗仍是考查重點，如游標(biāo)卡尺、螺

河南卷、甘肅卷

2025·旋測微器的讀數(shù)，紙帶類實驗數(shù)據(jù)處理等，

考點驗證機天津卷

22023·常以選擇題或填空題形式出現(xiàn)。命題注重

械能守恒定律河北卷

2022·實驗創(chuàng)新與開放，可能會改變實驗條件或

浙江卷、海南卷

2021·增加條件限制，要求學(xué)生設(shè)計實驗原理和

步驟，反思實驗結(jié)果并提出改進措施。同

2024·河南卷、北京卷

時，會加強對實驗原理理解、實驗數(shù)據(jù)處

考點3驗證動2023·遼寧卷

理及綜合能力考查，要求學(xué)生具備良好實

量守恒定律2022·天津卷

驗素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，能將所學(xué)知識靈活應(yīng)

用于新情境中。

2025·北京卷

2024·河北卷

考點4其他力

2023·全國乙卷

學(xué)實驗

2022·重慶卷

考點01探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

1．（2025·廣西·高考真題）在用如圖甲的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中：

(1)探究小車加速度與小車所受拉力的關(guān)系時，需保持小車（含加速度傳感器，下同）質(zhì)量不變，這種實

驗方法是____。

(2)實驗時，調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細繩與軌道平面保持_____。

(3)由該裝置分別探究M、N兩車加速度a和所受拉力F的關(guān)系，獲得aF圖像如圖乙，通過圖乙分析

實驗是否需要補償阻力（即平衡阻力）。如果需要，說明如何操作；如果不需要，說明理由。

(4)懸掛重物讓M、N兩車從靜止釋放經(jīng)過相同位移的時間比為n，兩車均未到達軌道末端，則兩車加速

度之比aM:aN_____。

【答案】(1)控制變量法

(2)平行

(3)需要；撤出細繩連接的力傳感器和重物，將木板左端用墊塊墊起適當(dāng)高度，使小車能沿木板勻速下滑。

(4)1:n2

【詳解】（1）在探究小車加速度與小車所受拉力的關(guān)系時，需保持小車（含加速度傳感器）質(zhì)量不變，

這種實驗方法是控制變量法。

（2）實驗時，為使小車受到的合外力等于細繩的拉力，要調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細繩與軌道

平面保持平行，保證細繩對小車的拉力方向與小車運動方向一致，減小實驗誤差。

（3）由圖乙可知，當(dāng)拉力F為某一值時才產(chǎn)生加速度，說明小車受到摩擦力，需要補償阻力。補償方

法：撤出細繩連接的力傳感器和重物，將木板左端用墊塊墊起適當(dāng)高度，使小車能沿木板勻速下滑。

1

（4）兩車均從靜止釋放，都做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動的位移公式xat2

2

2x

可知a

t2

因為tM:tNn:1

222

聯(lián)立解得aM:aNtN:tM1:n

2．（2025·安徽·高考真題）某實驗小組通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

(1)利用圖甲裝置進行實驗，要平衡小車受到的阻力。平衡阻力的方法是：調(diào)整軌道的傾斜度，使小車

___________。（選填正確答案標(biāo)號）

a.能在軌道上保持靜止

b.受牽引時，能拖動紙帶沿軌道做勻速運動

c.不受牽引時，能拖動紙帶沿軌道做勻速運動

(2)利用圖乙裝置進行實驗，箱體的水平底板上安裝有力傳感器和加速度傳感器，將物體置于力傳感器上，

箱體沿豎直方向運動。利用傳感器測得物體受到的支持力FN和物體的加速度a，并將數(shù)據(jù)實時傳送到計

算機。

①圖丙是根據(jù)某次實驗采集的數(shù)據(jù)生成的FN和a隨時間t變化的散點圖，以豎直向上為正方向。t4s

時，物體處于___________（選填“超重”或“失重”）狀態(tài)；以FN為橫軸、a為縱軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合得

到的aFN圖像為圖丁中的圖線a、

②若將物體質(zhì)量增大一倍，重新進行實驗，其aFN圖像為圖丁中的圖線___________。（選填“b”“c”

或“d”）

【答案】(1)c

(2)失重d

【詳解】（1）平衡阻力的方法是：調(diào)整軌道的傾斜度，使小車不受牽引時，能拖動紙帶沿軌道做勻速

運動。

故選c。

（2）[1]根據(jù)圖像可知t4s時，加速度方向豎直向下，故處于失重狀態(tài)；

[2]對物體根據(jù)牛頓第二定律FNmgma

1

整理得aFg

mN

1

可知圖像的斜率為，故將物體質(zhì)量增大一倍，圖像斜率變小，縱軸截距不變，其aF圖像為圖丁中

mN

的圖線d。

3．（2025·山東·高考真題）某小組采用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律，部分實驗步驟如下：

(1)將兩光電門安裝在長直軌道上，選擇寬度為d的遮光片固定在小車上，調(diào)整軌道傾角，用跨過定滑輪

的細線將小車與托盤及砝碼相連。選用d________cm（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以較準確地測

量遮光片運動到光電門時小車的瞬時速度。

(2)將小車自軌道右端由靜止釋放，從數(shù)字毫秒計分別讀取遮光片經(jīng)過光電門1、光電門2時的速度

v10.40m/s、v20.81m/s，以及從遮光片開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間t1.00s，計

算小車的加速度a________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

(3)將托盤及砝碼的重力視為小車受到的合力F，改變砝碼質(zhì)量，重復(fù)上述步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)擬合出aF圖

像，如圖乙所示。若要得到一條過原點的直線，實驗中應(yīng)________（填“增大”或“減小”）軌道的傾角。

(4)圖乙中直線斜率的單位為________（填“kg”或“kg-1”）。

【答案】(1)1.00

(2)0.41

(3)增大

(4)kg-1

【詳解】（1）實驗用遮光片通過光電門的平均速度代替瞬時速度，遮光片寬度越小，代替時的誤差越

小，故為較準確地測量遮光片運動到光電門時小車的瞬時速度，選擇寬度較小的d1.00cm的遮光片；

vv

（2）根據(jù)加速度的定義式可得a210.41m/s2

t

（3）根據(jù)圖像可知當(dāng)有一定大小的外力F時此時小車的加速度仍為零，可知平衡摩擦力不足，若要得

到一條過原點的直線，需要平衡摩擦力，故實驗中應(yīng)增大軌道的傾角；

a

（4）圖乙中直線斜率為k，根據(jù)Fma可知直線斜率的單位為kg-1。

F

4．（2025·陜晉青寧卷·高考真題）下圖為探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的部分實驗裝置。

(1)實驗中應(yīng)將木板__________________（填“保持水平”或“一端墊高”）。

(2)為探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，某小組依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的am圖像如圖所示，很難直觀看出圖

線是否為雙曲線。如果采用作圖法判斷a與m是否成反比關(guān)系，以下選項可以直觀判斷的有_________。

（多選，填正確答案標(biāo)號）

m/kga/ms-2

0.250.618

0.330.482

0.400.403

0.500.317

1.000.152

1

A．a(chǎn)圖像B．a(chǎn)m2圖像C．a(chǎn)mm圖像D．a(chǎn)2m圖像

m

(3)為探究加速度與力的關(guān)系，在改變作用力時，甲同學(xué)將放置在實驗桌上的槽碼依次放在槽碼盤上；乙

同學(xué)將事先放置在小車上的槽碼依次移到槽碼盤上，在其他實驗操作相同的情況下，_________（填“甲”

或“乙”）同學(xué)的方法可以更好地減小誤差。

【答案】(1)一端墊高

(2)AC

(3)乙

【詳解】（1）實驗需補償阻力，消除木板對小車的阻力的影響，應(yīng)將木板一端墊高，使小車在無拉力

時能勻速運動。

1

（2）A.作出a圖像，可以將am圖像“化曲為直”，便于判斷，a與m是否成反比關(guān)系，故A正確；

m

B．作出am2圖像，無法體現(xiàn)a與m是否成反比關(guān)系，故B錯誤；

C．作出amm圖像，若a與m是成反比關(guān)系，有am為定值，則amm圖像是一條平行與橫軸的直線，

可見解判斷a與m是否成反比關(guān)系，故C正確；

D．作出a2m圖像，無法體現(xiàn)a與m是否成反比關(guān)系，故D錯誤。

故選AC。

M

（3）甲同學(xué)的方法中，槽碼依次放在槽碼盤上，小車質(zhì)量M不變，拉力Fmgmg（m為槽

Mm

碼總質(zhì)量），但隨著m增大，不滿足mM條件，拉力與mg偏差增大，誤差變大；乙同學(xué)的方法中，

將小車上的槽碼移到槽碼盤上，總質(zhì)量Mm不變（M為小車質(zhì)量，m為槽碼質(zhì)量），拉力

M

Fmgmg（當(dāng)Mm時近似，但實際總質(zhì)量不變），拉力更接近理論值，系統(tǒng)誤差更小，故

Mm

乙同學(xué)方法更好。

5．（2025·浙江·高考真題）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示。

(1)如圖是某次實驗中得到的紙帶的一部分。每5個連續(xù)打出的點為一個計數(shù)點，電源頻率為50Hz，打

下計數(shù)點3時小車速度為_____m/s（保留三位有效數(shù)字）。

(2)下列說法正確的是_____（多選）

A．改變小車總質(zhì)量，需要重新補償阻力

B．將打點計時器接到輸出電壓為8V的交流電源上

C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使?fàn)恳≤嚨募毦€跟長木板保持平行

D．小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車

(3)改用如圖1所示的氣墊導(dǎo)軌進行實驗。氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上并調(diào)至水平，滑塊在槽碼的牽引下先

，

后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過光電門1、2的遮光時間分別為Δt1Δt2，測得

兩個光電門間距為x，用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度d，結(jié)果如圖2所示，其讀數(shù)d_____mm，則滑塊加

速度a_____（用題中所給物理量符號表示）。

【答案】(1)0.390

(2)CD

d211

(3)10.00a(22)

2xt2t1

【詳解】（1）相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s打計數(shù)點3時的速度

x(16.708.90)102

v24m/s0.390m/s

32T0.2

（2）A．平衡摩擦力時滿足

mgsinmgcos

兩邊質(zhì)量消掉，改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，選項A錯誤；

B．電火花計時器需要接220V交流電源，選項B錯誤；

C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使?fàn)恳≤嚨募毦€根長木板保持平行，選項C正確；

D．小車應(yīng)盡量接近打點計時器，并應(yīng)該先接通電源后釋放小車，以充分利用紙帶，選項D正確。

故選CD。

（3）[1]遮光條寬度d=10mm+0.05mm0=10.00mm

[2]經(jīng)過兩光電門時的速度分別為×

d

v1

t1

d

v2

t2

根據(jù)

22

v2v12ax

解得

d211

a(22)

2xt2t1

6．（2024·天津·高考真題）某同學(xué)用圖示裝置探究加速度與力的關(guān)系。

(1)為補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，調(diào)節(jié)木板傾角，使小車在不掛槽碼時運動，并打出紙帶

進行檢驗，下圖中能表明補償阻力恰當(dāng)?shù)氖莀________；

A．B．

C．D．

(2)某次實驗得到一條紙帶，部分計數(shù)點如下圖所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出），

測得s16.20cm,s26.70cm,s37.21cm,s47.73cm。已知打點計時器所接交流電源頻率為50Hz，則小

車的加速度a_________m/s2（要求充分利用測量數(shù)據(jù)，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

(3)該同學(xué)將一個可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上，小車和傳感器總質(zhì)量為210g。按要求

補償阻力后，該同學(xué)共進行了四次實驗，懸掛的槽碼質(zhì)量依次為5g、10g、20g、40g處理數(shù)據(jù)時，用兩種方

式得到小車（含傳感器）受到的合力，一種將槽碼所受重力當(dāng)作合力、另一種將傳感器示數(shù)當(dāng)作合力，

則這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質(zhì)量為_________g。

【答案】(1)B

(2)0.51

(3)40

【詳解】（1）若補償摩擦力恰當(dāng)，則小車應(yīng)該勻速運動，打出的紙帶應(yīng)該點跡均勻分布，故選B。

（2）每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，可知T=0.1s；小車的加速度

ssss(7.737.216.706.20)102

a4321m/s20.51m/s2

4T240.12

（3）根據(jù)牛頓第二定律，對砝碼

mg-T=ma

對小車

T=Ma

可得

Mmg1

Tmg

m

Mm1

M

則當(dāng)m較小時傳感器的示數(shù)越接近與砝碼的重力mg；m越大，則傳感器的示數(shù)與砝碼重力的差異越大，

即這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質(zhì)量為40g。

7．（2024·甘肅·高考真題）用圖1所示實驗裝置探究外力一定時加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

(1)以下操作正確的是______（單選，填正確答案標(biāo)號）。

A．使小車質(zhì)量遠小于槽碼質(zhì)量B．調(diào)整墊塊位置以補償阻力

C．補償阻力時移去打點計時器和紙帶D．釋放小車后立即打開打點計時器

(2)保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車上砝碼的質(zhì)量，得到一系列打點紙帶。其中一條紙帶的計數(shù)點如圖2所

示，相鄰兩點之間的距離分別為S1,S2,,S8，時間間隔均為T。下列加速度算式中，最優(yōu)的是______（單

選，填正確答案標(biāo)號）。

1S8S7S7S6S6S5S5S4S4S3S3S2SS

A．a(chǎn)21

7T2T2T2T2T2T2T2

1S8S6S7S5S6S4S5S3S4S2S3S1

B．a(chǎn)

62T22T22T22T22T22T2

1S8S5S7S4S6S3S5S2SS

C．a(chǎn)41

53T23T23T23T23T2

1S8S4S7S3S6S2S5S1

D．a(chǎn)

44T24T24T24T2

11

(3)以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標(biāo)，加速度的倒數(shù)為縱坐標(biāo)，甲、乙兩組同學(xué)分別得到的M圖

aa

像如圖3所示。

由圖可知，在所受外力一定的條件下，a與M成______（填“正比”或“反比”）；甲組所用的______（填“小

車”、“砝碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大。

【答案】(1)B

(2)D

(3)反比槽碼

【詳解】（1）A．為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)

量，故A錯誤；

B．為了保證小車所受細線拉力等于小車所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補償阻力，也要保持細線和

長木板平行，故B正確；

C．補償阻力時不能移去打點計時器和紙帶，需要通過紙帶上點跡是否均勻來判斷小車是否做勻速運動，

故C錯誤；

D．根據(jù)操作要求，應(yīng)先打開打點計時器再釋放小車，故D錯誤。

故選B。

（2）根據(jù)逐差法可知

2

S5S14a1T

2

S6S24a2T

2

S7S34a3T

2

S8S44a4T

聯(lián)立可得小車加速度表達式為

1SSSSSSSS

a(84736251)

44T24T24T24T2

故選D。

1

（3）[1]根據(jù)圖像可知與M成正比，故在所受外力一定的條件下，a與M成反比；

a

[2]設(shè)槽碼的質(zhì)量為m，則由牛頓第二定律

mg(mM)a

化簡可得

111

M

amgg

故斜率越小，槽碼的質(zhì)量m越大，由圖可知甲組所用的槽碼質(zhì)量比乙組的更大。

8．（2024·江西·高考真題）某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實驗裝置如圖（a）所示，水平

軌道上安裝兩個光電門，小車上固定一遮光片，細線一端與小車連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。

（1）實驗前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。

（2）小車的質(zhì)量為M1320g。利用光電門系統(tǒng)測出不同鉤碼質(zhì)量m時小車加速度a。鉤碼所受重力記

為F，作出aF圖像，如圖（b）中圖線甲所示。

（3）由圖線甲可知，F(xiàn)較小時，a與F成正比；F較大時，a與F不成正比。為了進一步探究，將小車

的質(zhì)量增加至M2470g，重復(fù)步驟（2）的測量過程，作出aF圖像，如圖（b）中圖線乙所示。

（4）與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間____________，非線性區(qū)間____________。再將小車的質(zhì)量增

加至M3720g，重復(fù)步驟（2）的測量過程，記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a，如表所示（表中第

9~14組數(shù)據(jù)未列出）。

序號12345

鉤碼所受重力

0.0200.0400.0600.0800.100

F/9.8N

小車加速度

0.260.550.821.081.36

a/ms2

序號6789~1415

鉤碼所受重力

0.1200.1400.160……0.300

F/9.8N

小車加速度

1.671.952.20……3.92

a/ms2

（5）請在圖（b）中補充描出第6至8三個數(shù)據(jù)點，并補充完成圖線丙_________。

（6）根據(jù)以上實驗結(jié)果猜想和推斷：小車的質(zhì)量____________時，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識對上述

推斷進行解釋：______________________。

【答案】較大較小遠大于

鉤碼質(zhì)量見解析

【詳解】（4）[1][2]由題圖（b）分析可知，與圖線甲相比，圖線之的線性區(qū)間較大，非線性區(qū)間較?。?/p>

（5）[3]在坐標(biāo)系中進行描點，結(jié)合其他點用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點在線上，不在線上的點

均勻分布在線的兩側(cè)，如下圖所示

（6）[4][5]設(shè)繩子拉力為T，對鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有

FTma

對小車根據(jù)牛頓第二定律有

TMa

聯(lián)立解得

F(Mm)a

變形得

1

aF

Mm

當(dāng)mM時，可認為

mMM

則

1

aF

M

即a與F成正比。

9．（2024·浙江·高考真題）如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。

（1）該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是_____；

A．放大法B．控制變量法C．補償法

（2）該實驗過程中操作正確的是____；

A．補償阻力時小車未連接紙帶

B．先接通打點計時器電源，后釋放小車

C．調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行

（3）在小車質(zhì)量___（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。

上述做法引起的誤差為___（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是___；

A．用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車

B．在小車上加裝遮光條，用光電計時系統(tǒng)代替打點計時器

C．在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小

（4）經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶，建立以計數(shù)點0為坐標(biāo)原點的x軸，各計數(shù)點的位置

坐標(biāo)分別為0、x1、、x6。已知打點計時器的打點周期為T，則打計數(shù)點5時小車速度的表達式v___；

小車加速度的表達式是___。

x2xx2xxxxx

A．a(chǎn)63B．a(chǎn)63C．a(chǎn)5432

(15T)2(3T)2(10T)2

xx

【答案】BB遠大于系統(tǒng)誤差C64A

10T

【詳解】（1）[1]該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個物理量

不變，研究另外兩個物理量之間的關(guān)系，即采用了控制變量法。

故選B。

（2）[2]A．補償阻力時小車需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是

通過紙帶上的點間距判斷小車是否在長木板上做勻速直線運動，故A錯誤；

B．由于小車速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能

多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點，實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，故B正確；

C．為使小車所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行，故C錯誤。

故選B。

（3）[3]設(shè)小車質(zhì)量為M，槽碼質(zhì)量為m。對小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有

FMa

mgFma

聯(lián)立解得

Mmg

F

mM

由上式可知在小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。

[4]上述做法引起的誤差是由于實驗方法或原理不完善造成的，屬于系統(tǒng)誤差。

[5]該誤差是將細繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車與木板間存在阻力（實驗中已經(jīng)補償

了阻力）或是速度測量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所

受拉力大小。

故選C。

（4）[6]相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為

t5T

打計數(shù)點5時小車速度的表達式為

xxxx

v6464

2t10T

[7]根據(jù)逐差法可得小車加速度的表達式是

xxxx2x

a63363

(3t)2(15T)2

故選A。

10．（2022·浙江·高考真題）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖1所示，長木板水

平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則

打計數(shù)點B時小車位移大小為______cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為______m/s2（保

留兩位有效數(shù)字）。

②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是______。

A．換成質(zhì)量更小的小車B．調(diào)整長木板的傾斜程度

C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角

（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，

①下列說法正確的是______；

A．拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點

C．測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D．測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要______（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到O

點。

【答案】6.15~6.251.7~2.1BC/CBD3

【詳解】（1）[1]依題意，打計數(shù)點B時小車位移大小為6.20cm，考慮到偶然誤差，6.15cm~6.25cm也

可；

[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，有

v1.050.30

am/s21.9m/s2

t0.4

考慮到偶然誤差，1.7m/s2~2.1m/s2也可；

[3]A．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量，

所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤；

B．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦

阻力，所以需要將長木板安打點計時器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍蔅正確；

C．以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有

mgf

1.9m/s2

Mm

考慮到實際情況，即fmg，有

mg

1.9m/s2

Mm

則可知

M4m

而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，即mM；

可知目前實驗條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，需將鉤碼更換成砝

碼盤和砝碼，以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；

D．實驗過程中，需將連接砝碼盤和小車的細繩應(yīng)跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。

故選BC。

（2）[4]A．在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不必使兩只測

力計的示數(shù)相同，故A錯誤；

B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故B錯

誤；

C．實驗中拉彈簧秤時，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力

相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關(guān)，故C錯誤；

D．為了減小實驗中摩擦對測量結(jié)果的影響，拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，

故D正確。

故選D。

[5]若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧稱拉住另一條細繩，互成角度的

拉橡皮條，使其結(jié)點達到某一點O，記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個拉力的方向；交換彈簧稱和手

所拉細繩的位置，再次將結(jié)點拉至O點，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時彈簧稱的示

數(shù)F2；只有一個彈簧稱將結(jié)點拉至O點，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向；所以若只有一只

彈簧秤，為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到O。

11．（2022·山東·高考真題）在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗。受

此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計了測量

物體質(zhì)量的實驗，如圖甲所示。主要步驟如下：

①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；

②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時滑塊左端位于O點。A點到O點的距離

為5.00cm，拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時；

④計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。

回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：

（1）彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。

（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與

加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。

（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實驗步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測物

體的質(zhì)量為________kg。

【答案】120.200.13

【詳解】（1）[1]由題知，彈簧處于原長時滑塊左端位于O點，A點到O點的距離為5.00cm。拉動滑

塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時。結(jié)合圖乙的F—t圖有

Δx=5.00cm，F(xiàn)=0.610N

根據(jù)胡克定律

F

k

x

計算出

k≈12N/m

（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有

130

kg-15kg-1

m0.6

則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m=0.20kg

（3）[3]滑塊上增加待測物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有

11.50

kg-13kg-1

m0.5

則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m′≈0.33kg

則待測物體的質(zhì)量為

Δm=m′-m=0.13kg

12．（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、

數(shù)據(jù)分析等。例如：

（1）實驗儀器。用游標(biāo)卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。

（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、

D為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標(biāo)出。打點計時器接在頻率

為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=________m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。

（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小

車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。

請分析說明這個要求的理由。()

【答案】31.40.44見解析

【詳解】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

3.1cm40.1mm31.4mm

（2）[2]每隔4個點取一個點作為計數(shù)點，故兩計數(shù)點間有5個間隔；故兩點間的時間間隔為

T50.020.1s

勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，則有

x

vBD0.44m/s

C2T

（3）[3]設(shè)繩的拉力為T，小車運動的加速度為a。對桶和砂，有

mgTma

對小車，有

TMa

得

M

Tmg

Mm

小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F，即

M1

Fmgmg

m

Mm1

M

可見，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做

勻加速直線運動的合力F。

13．（2021·湖南·高考真題）某實驗小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要

實驗步驟如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測量墊塊厚度h，示數(shù)如圖（b）所示，h___________cm；

（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平；

（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

（4）在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應(yīng)的加速度a；

（5）在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復(fù)步驟（4），記錄數(shù)據(jù)如下表：

n123456

a/ms20.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線___________。

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是___________m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

【答案】1.020.342（在誤差允許的范圍內(nèi)均

算對）

【詳解】（1）[1]墊塊的厚度為

h=1cm+20.1mm=1.02cm

（5）[2]繪制圖線如圖；×

[3]根據(jù)

nh

mgma

l

可知a與n成正比關(guān)系，則根據(jù)圖像可知，斜率

0.6a

k=

74

解得

a=0．342m/s2

考點02驗證機械能守恒定律

14．（2025·湖北·高考真題）某同學(xué)利用如圖（a）所示的實驗裝置來測量重力加速度大小g。細繩跨過固定

在鐵架臺上不可轉(zhuǎn)動的小圓柱體，兩端各懸掛一個重錘。實驗步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d。

②將遮光片固定在重錘1上，用天平測量重錘1和遮光片的總質(zhì)量m、重錘2的質(zhì)量M（M>m）。

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

測量遮光片中心到光電門的豎直距離H。

④啟動光電門，釋放重錘1，用毫秒計測出遮光片經(jīng)過光電門所用時間t。

⑤根據(jù)上述數(shù)據(jù)求出重力加速度g。

⑥多次改變光電門高度，重復(fù)步驟，求出g的平均值。

回答下列問題：

(1)測量d時，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（b）所示，可知______cm。

(2)重錘1通過光電門時的速度大小為v______（用遮光片d、t表示）。若不計摩擦，g與m、M、d、

t、H的關(guān)系式為______。

(3)實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)M和m之比接近于1時，g的測量值明顯小于真實值。主要原因是圓柱體表面不光滑，

導(dǎo)致跨過圓柱體的繩兩端拉力不相等。理論分析表明，圓柱體與繩之間的動摩擦因數(shù)很小時，跨過圓

Mm

柱體的繩兩端拉力差T4g，其中是只與圓柱體表面動摩擦因數(shù)有關(guān)的常數(shù)。保持

Mm

Mm2m0不變，其中M1m0，m1m0。足夠小時，重錘運動的加速度大小可近似表

示為ag。調(diào)整兩重錘的質(zhì)量，測得不同β時重錘的加速度大小a，結(jié)果如下表。根據(jù)表格數(shù)據(jù)，

采用逐差法得到重力加速度大小g______m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

β0.040.060.080.10

a/（m/s2）0.0840.2810.4770.673

【答案】(1)0.515

dMmd2

(2)

t2MmHt2

(3)9.81

【詳解】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5mm0.053mm5.15mm0.515cm

d

（2）[1]根據(jù)光電門的測速原理，重錘1通過光電門時的速度大小為v

t

1

[2]對重錘1與重錘2構(gòu)成的系統(tǒng)進行分析，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律有MmgHMmv2

2

d

其中v

t

Mmd2

解得g

2MmHt2

（3）由于是只與圓柱體表面動摩擦因數(shù)有關(guān)的常數(shù)，且有aggg

取表格從左至右四組數(shù)據(jù)分別為a1,a2,a3,a4和對應(yīng)的1,2,3,4

利用表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)逐差法有a4a3a2a14321g

帶入數(shù)據(jù)可則重力加速度g9.81m/s2

15．（2025·河北·高考真題）(1)某學(xué)習(xí)小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中，利用圖1所示電路研究

熱敏電阻的溫度特性。

①閉合開關(guān)S，觀察到溫度改變時電流表示數(shù)也隨之改變。定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化

的規(guī)律時，將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻a、b兩端測量其阻值，這時開關(guān)S應(yīng)________（填“斷開”

或“閉合”）。

、

②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻R1R2與溫度t的關(guān)系分別對應(yīng)圖2中曲線

I、Ⅱ。設(shè)計電路時，為防止用電器發(fā)生故障引起電流異常增大，導(dǎo)致個別電子元件溫度過高而損壞，

可串聯(lián)一個熱敏電阻抑制電流異常增大，起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻________（填“R1”

或“R2”）具有相同溫度特性。

(2)某學(xué)習(xí)小組在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖3所示，當(dāng)?shù)刂亓?/p>