力学实验【原卷】
1．（2020·四省名校 2019 届高三第二次大联考）某冋学利用如图甲所示装置研
究匀变速直线运动规律。某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙
所示，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有 4 个计时
点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为 50Hz。分别测出 A 点到 B、C、D、
E 点之间的距离，x1、x2、x3、x4，以打 A 点作为计时起点，算出小车位移与对
应运动时间的比值 x
t
，并作出 x
t
－t 图象如图丙所示。
(1)实验中下列措施必要的是_________(填正确答案标号)
A．打点计时器接 220V 交流电源 B．平衡小车与长木板间的摩擦力
C．细线必须与长木板平行 D．小车的质量远大于钩码的质量
(2)由图内中图象求出小车加速度 a=_________m/s2，打 A 点时小车的速度
vA=_________m/s。(结果均伓留两位有效数字)
2．（2020·安徽省黄山市第二次质量检测）某同学利用气垫导轨验证机械能守恒
定律，实验装置如图所示．气垫导轨倾斜固定在水平桌面上，导轨 A 点处有一带
挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为 M，挡光片的宽度为 d，滑块通过细线
跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连，连接滑块的一段细线与导轨平行，每
个钩码的质量为 m．开启气泵，滑块恰好能静止于 A 点．导轨上 B 点处固定一
个光电门，挡光片到光电门的距离为 L（L 小于钩码到定滑轮的距离）．已知当
地重力加速度为 g．
① 该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度 0.952d cm ，则该同学用的游标卡尺是
________分度（填 10、20 或 50）．
② 某时刻只撤去钩码 2，让滑块从 A 点静止开始运动，已知光电门记录挡光片
挡光时间为 t ，则滑块通过 B 点的瞬时速度为_________（用题目中所给的物理
符号表示）．
③ 在滑块从 A 点运动到 B 点的过程中，为了验证滑块与钩码 1 组成的系统机械
能守恒，需要验证的关系式为_________________________（用题目中所给的物
理符号表示）．
3．（2020·甘肃省武威月考）利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。
A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，
在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码)
（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上
选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、hB、
hC。
已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m。从
打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝____________，动能变
化量ΔEk＝__________。
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因
是________。
A．利用公式 v＝gt 计算重物速度
B．利用公式 v＝ 2gh 计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
4．（2020·保定市校级联考）图 1 是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点
画出平抛小球的运动轨迹．
（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.
a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点 O 为坐标
原点，测量它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y，图 2 中 y-x2 图象能说明平抛小球的
运动轨迹为抛物线的是_________.
（3）图 3 是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛起点，在轨
迹上任取三点 A、B、C，测得 A、B 两点竖直坐标 y1 为 5.0cm、y2 为 45.0cm，
测得 A、B 两点水平距离Δx 为 40.0cm，则平抛小球的初速度 v0 为______m/s，若
C 点的竖直坐标 y3 为 60.0cm，则小球在 C 点的速度为 vC=______m/s（结果保留
两位有效数字，g 取 10m/s2）．
5．（2020·河南省八市重点高中联盟第三次模拟）一个实验小组在“探究弹力和
弹簧伸长的关系”的实验中：
（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的 F﹣x 图象，其中 F
为弹簧弹力，x 为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长 x0＝
_____cm，弹簧的弹性系数 k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当
弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度 x＝_____cm．
（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b，得到弹力与弹簧长度的图象如图
丙所示．下列表述正确的是_____．
A．a 的原长比 b 的长
B．a 的劲度系数比 b 的大
C．a 的劲度系数比 b 的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．
6．（2020·江苏省高三质量检测）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要
将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳
套(如图所示)．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮
条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O．
(1)某同学在做该实验时认为：其中正确的是________．
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好
B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置 O 时，拉力要适当大些
D．拉力 F1 和 F2 的夹角越大越好
(2)若两个弹簧测力计的读数均为 4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，
则________(填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合
力，理由是________________．
7．（2020·湖北省五月模拟）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势
能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在 O 点；在 O 点右侧的 B、
C 位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺
测得 B、C 两点间距离 s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置 A，然后由
静止释放，计时器显示遮光片从 B 到 C 所用的时间 t，用米尺测量 A、O 之间的
距离 x。
（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 v=___________。
（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。（填字母序号）
A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块（含遮光片）的质
量
（3）若气垫导轨左端比右端略高，弹性势能的测量值与真实值比较将_______
（填字母序号）
A．偏大 B．偏小 C．相等
8．（2020·湖北省武汉市高中毕业生四月调研测试）某同学用如图所示装置来探
究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。
（1）下列实验中相关操作正确的是________
A．平衡摩擦力时，应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上
B．平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器
C．小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源
（2）将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F 会给实验带来系统
误差。设小车所受拉力的真实值为 F 真，为了使系统误差 5%mg F
F
真
真
，小车和
砝码的总质量是 M，则 M 与 m 应当满足的条件是 m
M
______________.
（3）在完成实验操作后，用图象法处理数据，得到小车的加速度倒数 1
a 与小车
质量 M 的关系图象正确的是____
9．（2020·江苏省南通市第一次模拟考试）某探究小组险证机械能守恒定律的装
置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器
可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的
夹角，用天平测出球的质量为 m．重力加速度为 g．
（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；
（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力
在球摆动过程中作周期性变化．为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的
_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为 F．
（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为
_________(用测定物理量的符号表示)．
（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______．
A．细线要选择伸缩性小的
B．球尽量选择密度大的
C．不必测出球的质量和细线的长度
D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验
10．（2020·湖南省怀化市一模）小明探究弹力和弹簧伸长量的关系实验时．
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，保持弹簧轴线竖直，将刻度尺竖直固定在弹簧一
侧；
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，记下弹簧长度 0L ，弹簧下端挂上砝码盘时，
弹簧长度记为 xL ；在砝码盘中每次增加 10g 砝码，弹簧长度依次记为 1L 至 6L ，数
据如下表：
代表符
号
0L xL 1L 2L 3L 4L 5L 6L
数值
cm
25.35 27.35 29.35 31.30 33.40 35.35 37.40 39.30
（3）如图是小明根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与
______的差值( 填“ 0L 或 xL 或 1L ”) ．
（4）由图可知弹簧的劲度系数为______ /N m；( 结果保留两位有效数字，重力
加速度取 29.8 / )m s
（5）由于弹簧自身有重量，小明在测量时没有考虑弹簧的自重，这样导致劲度
系数的测量值与真实值相比______，( 填“偏大”、“偏小”、“相等”) ．
11．（2020·吉林省扶余市期中）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装
置如图甲）：
① 下列说法哪一项是正确的___________．（填选项前字母）
A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量
C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
② 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、A、B、C 计数点，已知打
点计时器使用的交流电频率为 50 Hz．则打 B 点时小车的瞬时速度大小为
______m/s（保留三位有效数字）．
12．（2020·四川省自贡市第一次诊断性考试）某实验小组在测木块与长木板之
间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定，调整定滑轮高
度，使细线与长木板平行．
(1)实验过程中，电火花打点计时器应接在___________(选填“直流”或“交流”)电
源上．
(2)已知重力加速度为 g，测得木块的质量为 M，砝码盘和砝码的总质量为 m，木
块的加速度为 a，则木块与长木板间的动摩擦因数μ＝__________．
(3)图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、
4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有 4 个打点未画出．从纸带上测出 x1＝2.10
cm，x2＝3.62 cm，x5＝8.12 cm，x6＝9.60 cm．则木块加速度大小 a＝
__________m/s2(保留两位有效数字)．
13．（2020·新课标Ⅲ卷）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板
的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次
实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为 0.02 s，从图（b）给出的数据中可以
得到，打出 B 点时小车的速度大小 vB=_____m/s，打出 P 点时小车的速度大小
vP=_____m/s（结果均保留 2 位小数）。
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）
给出的数据中求得的物理量为_________。
14．（2020·江苏卷）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探
究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来
测量当地的重力加速度，实验装置如题图 1 所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是
_____。
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号）
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球，从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能，开始摄像
(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图 2 所示。已知
所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 1
6 s，刻度尺的分度值是1mm ，由此测得
重力加速度为_____ 2m / s 。
(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直
方向。从该视频中截取图片，_____（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方
法测出重力加速度。
15．（2020·浙江卷）某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动
势和内阻。
(1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________；
(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流 I _____A ，电压
U _____ V ；
(3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图 1_____（选填“甲”
或“乙”）；
(4)该电池的电动势 E _____V（保留三位有效数字），内阻 r _____ Ω（保留两位
有效数字）。
16．（2020·山东卷）2020 年 5 月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一
种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此
启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：
（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为 53°，在其上表面固定
一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。
（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板
顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录
像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对
于该点的运动距离 L 与运动时间 t 的数据。
（iii）该同学选取部分实验数据，画出了 2L
t -t 图像，利用图像数据得到小物块下
滑的加速度大小为 5.6 m/s2。
（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。
回答以下问题：
(1)当木板的倾角为 37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考
点时速度的大小为_____m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的 A、B 两点，
利用 A、B 两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_____m/s2。（结果均保留 2
位有效数字）
(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为_____ m/s2。（结果
保留 2 位有效数字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）
17．（2020·天津卷）某实验小组利用图 1 所示装置测定平抛运动的初速度。把
白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边
ab 与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面
顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。
A．实验时应保持桌面水平
B．每次应使钢球从静止开始释放
C．使斜面的底边 ab 与桌边重合
D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m，在白纸上记录了钢球的 4 个
落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm 、35.0cm，示意如图 2。重力加
速度 210m / sg ，钢球平抛的初速度为________m/s。
③图 1 装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。
18．（2020·南昌一中高三年级测试）气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两
个光电传感器 A、B，AB 间距为 L，滑块 P 上固定一遮光条，P 与遮光条的总质
量为 M，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数
据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器
A、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图像：
(1)实验前，按通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙
中的 1t ________ 2t （选填“>”、“=”或“
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