2026年高考物理一轮复习 力学实验（含解析）

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高考物理一轮复习 力学实验
一．选择题（共8小题）
1．（2025 河南模拟）在物理实验课上，物理兴趣小组的同学想利用单摆测量当地重力加速度，在测量好相关数据后，没有控制好小球的摆动，使得小球做的是圆锥摆运动。甲同学提出继续用悬点到球心的距离作为摆长，并利用单摆的周期公式来计算重力加速度；乙同学提出可以用悬点到球心的竖直高度作为摆长，并利用单摆的周期公式来计算重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．甲同学正确，乙同学的方法会导致重力加速度测量值偏大
B．甲同学正确，乙同学的方法会导致重力加速度测量值偏小
C．乙同学正确，甲同学的方法会导致重力加速度测量值偏大
D．乙同学正确，甲同学的方法会导致重力加速度测量值偏小
2．（2025 武进区校级二模）某同学利用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。两相同的钢球放在图中所示的位置。则下列说法正确的是（　　）
A．本实验可精确测出向心力大小
B．本实验采用的主要研究方法是等效替代法
C．图示实验过程可以得出向心力大小与质量成正比
D．图示实验过程正在研究向心力大小与角速度的关系
3．（2025 射阳县校级模拟）如图所示实验装置中，槽码的质量为m，滑块的质量为M，且m M。用该装置不能完成的实验是（　　）
A．验证牛顿第二定律
B．验证动量守恒定律
C．验证机械能守恒定律
D．验证动能定理或动量定理
4．（2025 海淀区校级三模）某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处，手持弹簧测力计B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变．不计弹簧测力计所受的重力，两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程，则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是（　　）
A．FA变大，FB变小 B．FA变小，FB变大
C．FA变大，FB变大 D．FA变小，FB变小
5．（2025 海淀区校级三模）为了研究平抛运动的特点，老师做了如下演示实验：实验装置如图所示，将小球A紧靠弹性金属片放在水平台的边缘，弹性金属片夹住小球B。现用小锤打击弹性金属片，使A球水平抛出的同时B球被松开下落。关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A．应保持两球的质量相等
B．应保持装置的高度不变进行多次实验
C．应改变装置的高度分别进行多次实验
D．这个实验的目的是为了说明A球在水平方向做匀速直线运动
6．（2025春 如皋市校级期末）用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，通过测量重物运动过程中下落高度h和相应的速度大小v等物理量，进行分析验证。下列说法正确的是（　　）
A．应先释放纸带再打开打点计时器电源
B．可以利用公式v＝gt计算重物的速度
C．若交流电的实际频率小于50Hz，算得的动能偏大
D．作v2﹣h图像，只有当图线是过原点的直线时，才能说明机械能守恒
7．（2025 南通二模）某同学利用如图所示的双线摆来测量当地的重力加速度，两根细线长度相同，摆球垂直纸面来回摆动，实验时（　　）
A．可将双线上端绕在水平杆上
B．从摆角较大的位置释放摆球
C．摆长为球心到横杆的垂直距离
D．测量周期时从摆球到达最高点开始计时
8．（2025春 碑林区校级月考）图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F﹣t图像，其中F的最大值Fmax＝1.02N，已知摆球质量m＝100g，重力加速度g取9.8m/s2，π2取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法不正确的是（　　）
A．单摆周期为1.6s
B．单摆摆长为0.32m
C．F的最小值Fmin＝0.96N
D．若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 道里区校级期中）某同学在“利用单摆测定重力加速度”实验中，用实心金属小球和不可伸长的细线组装成单摆，改变细线的长度l，测出单摆的周期T，实验过程中忘了测量小球直径，其他操作规范，画出T2﹣l的图像如图，取π＝3.14，则（　　）
A．小球直径为1cm
B．小球直径为2cm
C．当地重力加速度g＝9.86m/s2
D．当地重力加速度g＝10m/s2
（多选）10．（2025 浙江模拟）如图甲、乙、丙、丁各图分别是“探究求合力的方法”、“探究加速度与力及质量的关系”、“探究向心力的关系”、“探究碰撞中的动量守恒”的实验装置。对相关实验的下列说法正确的是（　　）
A．图甲的实验中，测力计外壳与木板间不能接触
B．图乙实验中不需要补偿小车的摩擦力
C．图丙呈现的实验状态是正在进行“探究向心力与角速度的关系”实验
D．图丁实验中1、2两个小球的半径必须取相同
（多选）11．（2025 上饶一模）关于如图实验，说法正确的是（　　）
A．图甲实验装置既可以验证自由落体运动规律也可以验证机械能守恒定律
B．图乙“利用单摆测重力加速度”实验中，测周期时，将n次全振动误记为n﹣1次，则测出的g值偏大
C．图丙为“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验，如图所示情景，A、B都为质量相同的钢球，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为2：1
D．图丁“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平
（多选）12．（2024秋 黄浦区校级期末）在“探究平抛运动的特点”实验中，为减小实验误差，需要（　　）
A．斜槽尽量光滑
B．小球每次应从斜槽上同一高度释放
C．将斜槽的末端切线调成水平
D．将斜槽末端槽口的位置O，作为坐标系的原点
三．填空题（共4小题）
13．（2025 郴州二模）用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验开始时，需先 　 　 （填“接通电源”或“松开纸带”）；在某次实验中，打出了如图乙所示的纸带，则与重物相连的是纸带的 　 　 端（填“上”或“下”）。
14．（2025 郴州二模）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用的是控制变量法。实验研究表明，在小车受力不变的情况下，小车的加速度与其质量成 　 　 （填“正比”或“反比”）。在某次实验中得到了如图所示的纸带，已知计时器的频率为50Hz，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点之间的时间间隔是 　 　 秒。
15．（2025春 天津校级月考）如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中B、C为两个同时由同一点出发的小球。BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述两条轨迹可得出结论：　 　 。
16．（2025春 朝阳区校级期中）利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能　 　 （填“大些”或“小些”）。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 浦东新区期末）体育运动中蕴含着丰富的物理学原理，投篮、引体向上等都是常见的体育运动。
（1）如图，某同学投出的篮球在空中划过一条漂亮的弧线进入篮筐。此过程中不计空气阻力。
①篮球在相等时间内的速度变化量 　 　 。
A.大小相同，方向不同
B.大小不同，方向相同
C.大小和方向都不同
D.大小和方向都相同
②在图中画出篮球在A位置处的受力示意图，并标出篮球在经过最高点B点时的速度方向。
（2）某同学在实验室利用“魔板”模拟研究篮球被水平抛出的运动，用小球模拟篮球，通过“魔板”记录小球运动过程，如图所示。图中背景方格的边长表示实际长度为a，“魔板”记录的时间隔为t，不计小球受到的阻力。
①小球的初速度为 　 　 。
②你认为A点是否为小球被水平抛出的起点？为什么？　 　 。
③小球从被水平抛出至运动到C点的时间为 　 　 。
（3）记录测试者连续完成N次引体向上的总时间t，利用P可以对无氧功率进行估算（其中m为测试者质量，g为重力加速度大小，h为拉升距离，约0.5m）。
①用秒表测得小铭连续完成10次引体向上的总时间为50秒，则无氧功率约为 　 　 。
A.5W
B.50W
C.500W
D.5000W
②在单杠和地面之间安装力传感器，图中呈现的是一段时间内力传感器的示数随时间的变化情况，由此可以判断 　 　 。
A.t2时刻，小铭上升至最高点
B.t1到t3内，小铭先向下后向上拉起
C.小铭的体重为F0
D.单杠对小铭不做功
18．（2024秋 清远期末）为探究弹簧的弹力与形变量之间的关系，某同学用铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码、铅笔等器材，按照如下实验步骤完成实验：
a.如图甲，将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
b.记下弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上的读数l0；
c.逐一将钩码挂在弹簧的钩子上；
d.每添加一个钩码后，待弹簧静止，记录此时指针在毫米刻度尺上的读数；
e.取下钩码、弹簧和毫米刻度尺，整理仪器。
请完成下列问题：
①图乙为弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上所对应的读数，则l0＝ 　 　 cm；
②关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是 　 　 （填标号）。
A.该实验前须先将弹簧水平放置测量其原长
B.在安装毫米刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
C.不挂钩码时的读数l0为弹簧的原长
D.每次添加钩码后，应保证钩码处于静止状态再读数
19．（2025春 徐汇区校级月考）上海松江欢乐谷是无数学生社会实践最想去的地方，其丰富的游乐项目蕴含许多物理原理，回答下列问题：
（1）有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，陆老师进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速增大到一定程度时，突然底板塌落，陆老师发现自己没有落下去。其中支持力充当向心力，支持力是按照力的 　 　 命名的。陆老师随圆筒一起做匀速圆周运动，陆老师不落下去的原因是 　 　 。
A．陆老师处于失重状态
B．陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小
C．陆老师随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
陆老师在游玩该器械时想起他曾经探究匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系，他按图2甲所示的装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动一周的时间。
（2）陆老师根据实验数据作出F﹣ω2图像，而不是F﹣ω图像，这样做的理由是：　 　 。
（3）陆老师按上述实验将测算得到的结果用作图法来处理数据，如图2乙，纵轴F为力传感器读数，横轴为ω2，图线不过坐标原点的原因是 　 　 。
（4）用电子秤测得物块的质量为15N，直尺测得半径为50cm，则图线斜率的大小为 　 　 。（用国际单位制表示）
（5）如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，不计空气阻力，则旋臂对模型飞机的作用力方向 　 　 （选填：A．一定与旋臂垂直，B．可能与悬臂不垂直）；若仅夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力 　 　 。（选填：A．变大，B．变小，C．不变）
（6）如图丙，陆老师又来到“旋转飞椅”这一装置前。观察到，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角，则可以求出 　 　 。
A．绳索受到的拉力
B．人对座椅的压力
C．座椅和人的速度
D．座椅和人的加速度
20．（2024秋 洛阳期末）某课外兴趣小组借助传感器，研究一小球做平抛运动的规律。小球水平抛出0.5s时速度与竖直方向成45°角，落地时速度方向与竖直方向成30°角，小球可看作质点，重力加速度取g＝10m/s2，求（结果可以保留根式）：
（1）小球做平抛运动的初速度大小；
（2）小球抛出时距离地面的高度；
（3）小球抛出点与落地点之间的水平距离。
高考物理一轮复习 力学实验
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025 河南模拟）在物理实验课上，物理兴趣小组的同学想利用单摆测量当地重力加速度，在测量好相关数据后，没有控制好小球的摆动，使得小球做的是圆锥摆运动。甲同学提出继续用悬点到球心的距离作为摆长，并利用单摆的周期公式来计算重力加速度；乙同学提出可以用悬点到球心的竖直高度作为摆长，并利用单摆的周期公式来计算重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．甲同学正确，乙同学的方法会导致重力加速度测量值偏大
B．甲同学正确，乙同学的方法会导致重力加速度测量值偏小
C．乙同学正确，甲同学的方法会导致重力加速度测量值偏大
D．乙同学正确，甲同学的方法会导致重力加速度测量值偏小
【考点】用单摆测定重力加速度．
【专题】定量思想；推理法；单摆问题；实验探究能力．
【答案】C
【分析】根据圆锥摆进行受力分析，拉力的分力提供向心力，结合单摆周期公式分析求解。
【解答】解：对圆锥摆进行受力分析，有
而h＝Lcosθ
解得圆锥摆的周期
所以用悬点到球心的竖直高度来计算重力加速度；
甲同学用单摆周期公式来计算，由于L＞h，则g测＞g真
故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查了单摆测量当地重力加速度的实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
2．（2025 武进区校级二模）某同学利用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。两相同的钢球放在图中所示的位置。则下列说法正确的是（　　）
A．本实验可精确测出向心力大小
B．本实验采用的主要研究方法是等效替代法
C．图示实验过程可以得出向心力大小与质量成正比
D．图示实验过程正在研究向心力大小与角速度的关系
【考点】探究圆周运动的相关参数问题．
【专题】定性思想；推理法；匀速圆周运动专题；实验探究能力．
【答案】D
【分析】本实验利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系，依次分析选项中的试验方法。
【解答】解：A、本装置不能精确测出向心力大小，故A错误；
B、本实验采用的主要研究方法是控制变量法，故B错误；
CD、两小球的质量相同，图示可知两小球运动的半径相同，故研究的是向心力大小与角速度的关系，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题的关键要理解实验原理。掌握控制变量法，并能熟练运用控制变量的实验方法分析。
3．（2025 射阳县校级模拟）如图所示实验装置中，槽码的质量为m，滑块的质量为M，且m M。用该装置不能完成的实验是（　　）
A．验证牛顿第二定律
B．验证动量守恒定律
C．验证机械能守恒定律
D．验证动能定理或动量定理
【考点】验证动量守恒定律；探究加速度与力、质量之间的关系；探究动能定理；验证机械能守恒定律．
【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据牛顿第二定律、动量守恒定律、机械能守恒定律和动能定理等知识进行分析解答。
【解答】解：A.滑块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有mg＝Ma，故A能完成的实验；
B.滑块做匀加速直线运动，系统动量不守恒，不能验证动量守恒定律，故B不能完成的实验；
C.滑块做匀加速直线运动，根据mgx（M+m）（M+m），速度v用光电门计算，可以验证机械能守恒定律，故C能完成的实验；
D.滑块做匀加速直线运动，根据动能定理，有mgx，根据动量定理有mgt＝Mv2﹣Mv1，故D能完成的实验。
本题选不能完成的实验的，故选：B。
【点评】考查牛顿第二定律、动量守恒定律、机械能守恒定律和动能定理等知识，会根据题意进行准确分析解答。
4．（2025 海淀区校级三模）某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处，手持弹簧测力计B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变．不计弹簧测力计所受的重力，两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程，则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是（　　）
A．FA变大，FB变小 B．FA变小，FB变大
C．FA变大，FB变大 D．FA变小，FB变小
【考点】探究两个互成角度的力的合成规律．
【专题】实验题；平行四边形法则图解法专题．
【答案】C
【分析】由题意可知O点处于平衡状态，所受力一个大小方向不变，一个方向不变，另一个大小方向变化，因此可以“图解法”来讨论FA和FB的变化情况．
【解答】解：以O点为研究对象，其受力变化如同所示：
由图可知，开始时弹簧A处于竖直状态，其拉力大小等于Mg，B弹簧拉力为零，当O点左移时，弹簧A与竖直方向的夹角在增大，由受力图可知FA变大，FB变大，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题实质上考查了物体的动态平衡，要掌握“图解法”的应用条件，并应用“图解法”熟练解决动态平衡问题．
5．（2025 海淀区校级三模）为了研究平抛运动的特点，老师做了如下演示实验：实验装置如图所示，将小球A紧靠弹性金属片放在水平台的边缘，弹性金属片夹住小球B。现用小锤打击弹性金属片，使A球水平抛出的同时B球被松开下落。关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A．应保持两球的质量相等
B．应保持装置的高度不变进行多次实验
C．应改变装置的高度分别进行多次实验
D．这个实验的目的是为了说明A球在水平方向做匀速直线运动
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】定性思想；推理法；平抛运动专题；实验探究能力．
【答案】C
【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；从而即可求解。
【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，不能说明在水平方向上做匀速直线运动，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，不需要两球质量相等，要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度，多次实验，故C正确；ABD错误；
故选：C。
【点评】本题比较简单，重点考查了平抛运动特点，平抛是高中所学的一种重要运动形式，要重点加强；掌握运动的合成与分解的基本方法。
6．（2025春 如皋市校级期末）用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，通过测量重物运动过程中下落高度h和相应的速度大小v等物理量，进行分析验证。下列说法正确的是（　　）
A．应先释放纸带再打开打点计时器电源
B．可以利用公式v＝gt计算重物的速度
C．若交流电的实际频率小于50Hz，算得的动能偏大
D．作v2﹣h图像，只有当图线是过原点的直线时，才能说明机械能守恒
【考点】验证机械能守恒定律．
【专题】定量思想；实验分析法；机械能守恒定律应用专题；实验探究能力．
【答案】C
【分析】根据减小误差分析判断；分析公式v＝gt中的g判断；根据瞬时速度公式结合题意判断；根据动能定理推导结合图像判断。
【解答】解：A．先释放纸带再打开打点计时器电源，打到纸带上点较少，不能充分利用纸带，故A错误；
B．利用公式v＝gt计算重物的速度，就是认为重物下落的加速度为g，相当间接验证了机械能守恒定律，故B错误；
C．瞬时速度为
若交流电的实际频率小于50Hz，则实际周期大于0.02s，代入Δt计算出的速度偏大，由可知，算得的动能偏大，故C正确；
D．根据
可得
v2＝2gh
则作v2﹣h图像，只有当图线是过原点的直线时且斜率为2g，才能说明机械能守恒，故D错误。
故选：C。
【点评】本题关键掌握“验证机械能守恒定律”的实验原理和数据处理方法。
7．（2025 南通二模）某同学利用如图所示的双线摆来测量当地的重力加速度，两根细线长度相同，摆球垂直纸面来回摆动，实验时（　　）
A．可将双线上端绕在水平杆上
B．从摆角较大的位置释放摆球
C．摆长为球心到横杆的垂直距离
D．测量周期时从摆球到达最高点开始计时
【考点】用单摆测定重力加速度．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；单摆问题；实验探究能力．
【答案】C
【分析】根据实验原理与实验注意事项分析答题。
【解答】解：A、如果摆线上端直接绕在水平杆上，这样摆球在摆动时，摆线的长度会产生变化，实验误差会增大，因此摆线的上端应固定在悬点上，故A错误；
B、单摆在小摆角，即摆角小于5°的情况下做简谐运动，单摆摆角不能过大，故B错误；
C、双线摆的摆长为球心到横杆的垂直距离，故C正确；
D、为减小实验误差，测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间，故D错误。
故选：C。
【点评】理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，根据题意应用根据基础知识即可解题。
8．（2025春 碑林区校级月考）图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F﹣t图像，其中F的最大值Fmax＝1.02N，已知摆球质量m＝100g，重力加速度g取9.8m/s2，π2取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法不正确的是（　　）
A．单摆周期为1.6s
B．单摆摆长为0.32m
C．F的最小值Fmin＝0.96N
D．若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变
【考点】用单摆测定重力加速度．
【专题】定量思想；推理法；单摆问题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据在一个周期内摆球会两次经过最低点，结合单摆周期公式以及机械能守恒定律，综合合外力提供向心力分析求解。
【解答】解：A．在一个周期内摆球会两次经过最低点，即摆线会出现两次拉力最大的时刻，由题图乙可知，单摆周期为1.6s，故A正确；
B．根据单摆周期公式可得，解得单摆摆长
故B错误；
C．设单摆的摆角为θ，当摆球摆到最高点时摆线拉力最小，为
Fmin＝mgcosθ
设摆球运动至最低点时的速度大小为v，则根据机械能守恒定律有
在最低点时，根据合外力提供向心力有
联立解得
Fmin＝0.96N
故C正确；
D．周期与摆球质量无关，所以若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变，故D正确。
本题选错误的，故选：B。
【点评】本题考查了单摆问题，理解单摆中包含的机械能转换关系，熟练掌握单摆周期公式是解决此类问题的关键。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 道里区校级期中）某同学在“利用单摆测定重力加速度”实验中，用实心金属小球和不可伸长的细线组装成单摆，改变细线的长度l，测出单摆的周期T，实验过程中忘了测量小球直径，其他操作规范，画出T2﹣l的图像如图，取π＝3.14，则（　　）
A．小球直径为1cm
B．小球直径为2cm
C．当地重力加速度g＝9.86m/s2
D．当地重力加速度g＝10m/s2
【考点】用单摆测定重力加速度．
【专题】定量思想；推理法；单摆问题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据单摆的周期公式，结合图像的斜率分析求解。
【解答】解：单摆的摆长应是摆线长度与小球半径之和，根据单摆的周期公式可得
结合T2﹣l的图像可知，小球的半径为1cm，故小球的直径为2cm。
其斜率应满足
解得重力加速度大小为
g≈9.86m/s2
故AD错误，BC正确。
故选：BC。
【点评】本题考查了利用单摆测定重力加速度的实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
（多选）10．（2025 浙江模拟）如图甲、乙、丙、丁各图分别是“探究求合力的方法”、“探究加速度与力及质量的关系”、“探究向心力的关系”、“探究碰撞中的动量守恒”的实验装置。对相关实验的下列说法正确的是（　　）
A．图甲的实验中，测力计外壳与木板间不能接触
B．图乙实验中不需要补偿小车的摩擦力
C．图丙呈现的实验状态是正在进行“探究向心力与角速度的关系”实验
D．图丁实验中1、2两个小球的半径必须取相同
【考点】验证动量守恒定律；探究两个互成角度的力的合成规律；探究加速度与力、质量之间的关系；探究圆周运动的相关参数问题．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；动量和能量的综合；实验探究能力．
【答案】CD
【分析】根据实验原理与实验注意事项分析答题。
【解答】解：A．图甲的实验中，为减小实验误差，避免摩擦力对实验造成影响，测力计外壳与木板间能接触，不影响测量结果，故A错误；
B、图乙实验中为了使细线拉力等于小车受到合力，需要补偿小车的摩擦力，故B错误；
C、图丙所示实验采用控制变量法，两小球的质量相等，做圆周运动半径相等，正在进行“探究向心力与角速度的关系”实验，故C正确；
D、图丁实验中，为了保证两小球对心正碰，1、2两个小球的半径必须取相同，故D正确。
故选：CD。
【点评】熟悉各实验，知道实验注意事项、理解实验原理是解题的前提，根据图示实验即可解题。
（多选）11．（2025 上饶一模）关于如图实验，说法正确的是（　　）
A．图甲实验装置既可以验证自由落体运动规律也可以验证机械能守恒定律
B．图乙“利用单摆测重力加速度”实验中，测周期时，将n次全振动误记为n﹣1次，则测出的g值偏大
C．图丙为“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验，如图所示情景，A、B都为质量相同的钢球，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为2：1
D．图丁“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平
【考点】验证动量守恒定律；用单摆测定重力加速度；探究圆周运动的相关参数问题；验证机械能守恒定律．
【专题】定量思想；实验分析法；匀速圆周运动专题；单摆问题；机械能守恒定律应用专题；动量和能量的综合；实验探究能力．
【答案】AC
【分析】根据实验装置分析判断；根据单摆周期公式判断；根据向心力公式和线速度与加速度的关系推导判断；根据“验证动量守恒定律”实验注意事项判断。
【解答】解：A．根据图甲实验装置的特点可知既可以验证自由落体运动规律也可以验证机械能守恒定律，故A正确；
B．把n次全振动的时间t误作为（n﹣1）次全振动的时间，测得的振动周期偏大，由单摆周期公式，可知测量的重力加速度偏小，故B错误；
C．两个小球所受向心力的比值为1：4，根据向心力公式F＝mω2r，可知两小球的角速度之比
两塔轮之间通过皮带传动，线速度相等，根据线速度与加速度的关系
v＝ω1R1＝ω2R2
可知塔轮半径之比为
故C正确；
D．图丁“验证动量守恒定律”实验中，只要保证小球每次从同一位置静止释放即可，斜槽轨道没有必要必须光滑，但其末端必须水平，才能确保做平抛运动，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题关键掌握验证机械能守恒定律、“利用单摆测重力加速度”、“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”和“验证动量守恒定律”实验原理和实验装置。
（多选）12．（2024秋 黄浦区校级期末）在“探究平抛运动的特点”实验中，为减小实验误差，需要（　　）
A．斜槽尽量光滑
B．小球每次应从斜槽上同一高度释放
C．将斜槽的末端切线调成水平
D．将斜槽末端槽口的位置O，作为坐标系的原点
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】定性思想；推理法；平抛运动专题；实验探究能力．
【答案】BC
【分析】根据实验原理掌握正确的实验操作，斜面是否有摩擦对实验结果无影响。
【解答】解：ABC．无论斜槽是否光滑，只要让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，保证使小球水平抛出时具有相同的初速度即可，斜槽末端的切线保持水平，是为了保证小球抛出时做平抛运动，从而减小误差，故A错误，BC正确；
D．应将小球球心的位置作为坐标系的原点，故D错误；
故选：BC。
【点评】本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式即可完成分析。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 郴州二模）用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验开始时，需先 　接通电源　 （填“接通电源”或“松开纸带”）；在某次实验中，打出了如图乙所示的纸带，则与重物相连的是纸带的 　下　 端（填“上”或“下”）。
【考点】验证机械能守恒定律．
【专题】定性思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；实验探究能力．
【答案】接通电源；下
【分析】根据实验原理及纸带速度变化关系分析。
【解答】解：实验开始时，需先接通电源，再松开纸带，纸带运动过程中，速度逐渐增大，可知与重物相连的是纸带的下端。
故答案为：接通电源；下
【点评】本题考查验证机械能守恒定律的实验，解题关键掌握实验操作规范。
14．（2025 郴州二模）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用的是控制变量法。实验研究表明，在小车受力不变的情况下，小车的加速度与其质量成 　反比　 （填“正比”或“反比”）。在某次实验中得到了如图所示的纸带，已知计时器的频率为50Hz，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点之间的时间间隔是 　0.1　 秒。
【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．
【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．
【答案】反比；0.1
【分析】根据牛顿第二定律分析实验结论，根据打点计时器频率计算时间间隔。
【解答】解：根据牛顿第二定律可知，在小车受力不变的情况下，小车的加速度与其质量成反比；相邻两计数点之间的时间间隔是T＝5
代入数据解得T＝0.1s
故答案为：反比；0.1
【点评】解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，难度不大。
15．（2025春 天津校级月考）如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中B、C为两个同时由同一点出发的小球。BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述两条轨迹可得出结论：　平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动　 。
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】定性思想；控制变量法；平抛运动专题；理解能力．
【答案】平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
【分析】根据实验得到的运动轨迹可知两个小球始终在同一高度上，证明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【解答】解：C球做自由落体运动，通过对比看出，两个球在竖直方向上总是处在同一高度上，运动的时间相同，所以说明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故答案为：平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
【点评】本题考查了通过实验的办法验证平抛运动的运动规律，以及对实验的原理进行熟悉，属于基本题。
16．（2025春 朝阳区校级期中）利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能　大此　 （填“大些”或“小些”）。
【考点】验证机械能守恒定律．
【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；实验探究能力．
【答案】大些
【分析】重物下落过程中受到空气阻力的影响，所以重力势能的减小量大于动能的增加量。
【解答】解：由于纸带通过打点计时器时受到的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有一部分转化为内能，所以重物减少的重力势能比增加的动能大些。
故答案为：大些。
【点评】本题考查了验证机械能守恒定律的实验。重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到了阻力，从能量转化的角度，由于阻力做负功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦做功产生的内能。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 浦东新区期末）体育运动中蕴含着丰富的物理学原理，投篮、引体向上等都是常见的体育运动。
（1）如图，某同学投出的篮球在空中划过一条漂亮的弧线进入篮筐。此过程中不计空气阻力。
①篮球在相等时间内的速度变化量 　D　 。
A.大小相同，方向不同
B.大小不同，方向相同
C.大小和方向都不同
D.大小和方向都相同
②在图中画出篮球在A位置处的受力示意图，并标出篮球在经过最高点B点时的速度方向。
（2）某同学在实验室利用“魔板”模拟研究篮球被水平抛出的运动，用小球模拟篮球，通过“魔板”记录小球运动过程，如图所示。图中背景方格的边长表示实际长度为a，“魔板”记录的时间隔为t，不计小球受到的阻力。
①小球的初速度为 　　 。
②你认为A点是否为小球被水平抛出的起点？为什么？　不是抛出的起点，原因见解析　 。
③小球从被水平抛出至运动到C点的时间为 　　 。
（3）记录测试者连续完成N次引体向上的总时间t，利用P可以对无氧功率进行估算（其中m为测试者质量，g为重力加速度大小，h为拉升距离，约0.5m）。
①用秒表测得小铭连续完成10次引体向上的总时间为50秒，则无氧功率约为 　B　 。
A.5W
B.50W
C.500W
D.5000W
②在单杠和地面之间安装力传感器，图中呈现的是一段时间内力传感器的示数随时间的变化情况，由此可以判断 　D　 。
A.t2时刻，小铭上升至最高点
B.t1到t3内，小铭先向下后向上拉起
C.小铭的体重为F0
D.单杠对小铭不做功
【考点】探究平抛运动的特点；斜抛运动；功率的定义、物理意义和计算式的推导．
【专题】定量思想；推理法；平抛运动专题；功率的计算专题；推理论证能力．
【答案】（1）①D；②见解析；（2）①；②不是抛出的起点，原因见解析；③；（3）①B；②D。
【分析】（1）①根据速度变化量与加速度的关系分析；
②根据篮球的受力和曲线运动特点分析；
（2）①根据水平方向上做匀速直线运动计算；
②根据初速度为零的匀加速直线运动规律分析；
③计算出经过B点的竖直方向速度，然后计算时间即可；
（3）①根据题给公式计算；
②根据传感器的示数分析小铭的运动过程；传感器的示数是单杠和地面之间的作用力；根据做功的条件分析。
【解答】解：（1）①篮球在空中运动仅受重力作用，做的是匀变速运动，加速度为重力加速度，根据Δv＝gt可知，篮球在相等时间内的速度变化量大小相等，方向相同，故D正确，ABC错误。
故选：D。
②篮球的受力和速度方向如下图所示
（2）①小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球的初速度为
②由图可知小球AB之间竖直方向的距离为3a，BC竖直方向的距离为5a，则在开始的连续相等时间内的位移之比为3：5，不符合初速度为零的匀加速直线运动规律，所以A点不是小球的抛出点。
③小球经过B点时竖直方向的速度大小为，所以从开始抛出到运动到B点的时间为，所以小球从被水平抛出至运动到C点的时间为
（3）①设测试者的质量m＝50kg，则无氧功率约为P，故B正确，ACD错误。
故选：B。
②AB、由图可知t1到t3内，单杠和地面之间的作用力先小于重力后大于重力，说明小铭是先处于失重状态后处于超重重状态，所以小明是一直下降的，t2时刻拉力最大，小铭还没有下降到最低点，故AB错误；
C、由题可知小铭和单杠的总重力为F0，故C错误；
D、小铭在单杠对小铭的作用力的方向上没有位移，所以单杠对小铭不做功，故D正确。
故选：D。
故答案为：（1）①D；②见解析；（2）①；②不是抛出的起点，原因见解析；③；（3）①B；②D。
【点评】本题考查了平抛运动的特点和运动规律的应用，知道做功条件等是解题的基础。
18．（2024秋 清远期末）为探究弹簧的弹力与形变量之间的关系，某同学用铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码、铅笔等器材，按照如下实验步骤完成实验：
a.如图甲，将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
b.记下弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上的读数l0；
c.逐一将钩码挂在弹簧的钩子上；
d.每添加一个钩码后，待弹簧静止，记录此时指针在毫米刻度尺上的读数；
e.取下钩码、弹簧和毫米刻度尺，整理仪器。
请完成下列问题：
①图乙为弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上所对应的读数，则l0＝ 　6.00　 cm；
②关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是 　BD　 （填标号）。
A.该实验前须先将弹簧水平放置测量其原长
B.在安装毫米刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
C.不挂钩码时的读数l0为弹簧的原长
D.每次添加钩码后，应保证钩码处于静止状态再读数
【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系．
【专题】实验题；定量思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题；推理论证能力．
【答案】（1）6.00；（2）BD。
【分析】①根据弹簧测力计读数规则读数；
②根据实验标准步骤分析求解。
【解答】解：①由图读出读数为6.00cm；
②A．在测量弹簧原长时，应将弹簧竖直悬挂，待静止时测出其长度，故A错误；
B．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故B正确；
C．弹簧上端的读数未知，不挂钩码时，上下两端的读数之差为弹簧原长，故C错误；
D．悬挂钩码时，为减小误差，应在钩码静止后再读数，故D正确。
故选：BD。
故答案为：（1）6.00；（2）BD。
【点评】本题考查了探究弹簧的弹力与形变量之间的关系的实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
19．（2025春 徐汇区校级月考）上海松江欢乐谷是无数学生社会实践最想去的地方，其丰富的游乐项目蕴含许多物理原理，回答下列问题：
（1）有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，陆老师进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速增大到一定程度时，突然底板塌落，陆老师发现自己没有落下去。其中支持力充当向心力，支持力是按照力的 　作用效果　 命名的。陆老师随圆筒一起做匀速圆周运动，陆老师不落下去的原因是 　B　 。
A．陆老师处于失重状态
B．陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小
C．陆老师随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
陆老师在游玩该器械时想起他曾经探究匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系，他按图2甲所示的装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动一周的时间。
（2）陆老师根据实验数据作出F﹣ω2图像，而不是F﹣ω图像，这样做的理由是：　根据向心力公式F＝mω2r，可知F与w2成正比，与ω不成正比，故作F﹣ω2的图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作F﹣ω图像，则是一条曲线，较难得结论　 。
（3）陆老师按上述实验将测算得到的结果用作图法来处理数据，如图2乙，纵轴F为力传感器读数，横轴为ω2，图线不过坐标原点的原因是 　存在摩擦力的影响　 。
（4）用电子秤测得物块的质量为15N，直尺测得半径为50cm，则图线斜率的大小为 　0.75kg m　 。（用国际单位制表示）
（5）如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，不计空气阻力，则旋臂对模型飞机的作用力方向 　B　 （选填：A．一定与旋臂垂直，B．可能与悬臂不垂直）；若仅夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力 　A　 。（选填：A．变大，B．变小，C．不变）
（6）如图丙，陆老师又来到“旋转飞椅”这一装置前。观察到，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角，则可以求出 　D　 。
A．绳索受到的拉力
B．人对座椅的压力
C．座椅和人的速度
D．座椅和人的加速度
【考点】探究圆周运动的相关参数问题．
【专题】定量思想；推理法；圆周运动中的临界问题；理解能力．
【答案】（1）作用效果，B，（2）根据向心力公式F＝mrω2，可知F与ω2成正比，与ω不成正比，故作出的F﹣ω2图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作F﹣ω图像，则是一条曲线，较难得出结论，（3）存在摩擦力的影响，（4）0.75kg m，（5）B，A，（6）D。
【分析】根据牛顿第二定律和牛顿第三定律进行列式分析判断；根据受力分析结合向心力的大小变化情况进行分析解答；根据控制变量法进行分析解答，结合向心力相应的表达式，图像的直线和曲线性质进行解答；对人和座椅受力分析，由水平方向的圆周运动，竖直方向的受力平衡，可列出两个反向的等量关系式；即可分析圆周运动中，角度已知时，各物理量表达式是否为定值。
【解答】解：（1）支持力是根据力的作用效果命名的，陆老师不落下去的原因：A、陆老师竖直方向重力和静摩擦力平衡，没有加速度，不是处于失重状态，故A错误；
B、陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小，故B正确；
C、陆老师随着转速的增大，筒壁支持力增大，没有沿壁向上滑动的趋势，故C错误。
故选：B。
（2）根据向心力公式F＝mω2r，可知F与w2成正比，与ω不成正比，故作F﹣ω2的图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作F﹣ω图像，则是一条曲线，较难得结论。
（3）F﹣ω2图像不过坐标原点，此时拉力的实际表达式为
F+f＝mω2r
即原因是物体与平台之间存在摩擦力。
（4）F﹣ω2图像的斜率为
k＝mr＝1.5×0.5kg m＝0.75kg m
（5）模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动，则旋臂对模型飞机的作用力与重力提供向心力，则旋臂对模型飞机的作用力方向可能与悬臂不垂直。故选：B。
根据牛顿第二定律有
解得
若仅夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力变大。故选：A。
（6）对人和座椅受力分析，由水平方向的圆周运动，可知
（T+F支）sinθ＝ma，
竖直方向的受力平衡，可知
（T+F支）cosθ＝mg
角度已知时，各物理量表达式分别为
a＝gtanθ，，，
其中：g、θ一定，故a为定值，v、T、F支不是定值，故ABC错误，D正确。
故选：D。
故答案为：（1）作用效果，B，（2）根据向心力公式F＝mrω2，可知F与ω2成正比，与ω不成正比，故作出的F﹣ω2图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作F﹣ω图像，则是一条曲线，较难得出结论，（3）存在摩擦力的影响，（4）0.75kg m，（5）B，A，（6）D。
【点评】考查圆周运动向心力和牛顿运动定律，图像的认识和理解，会根据题意进行准确分析解答。
20．（2024秋 洛阳期末）某课外兴趣小组借助传感器，研究一小球做平抛运动的规律。小球水平抛出0.5s时速度与竖直方向成45°角，落地时速度方向与竖直方向成30°角，小球可看作质点，重力加速度取g＝10m/s2，求（结果可以保留根式）：
（1）小球做平抛运动的初速度大小；
（2）小球抛出时距离地面的高度；
（3）小球抛出点与落地点之间的水平距离。
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】定量思想；推理法；平抛运动专题；理解能力．
【答案】（1）小球做平抛运动的初速度大小为5m/s；
（2）小球抛出时距离地面的高度为3.75m；
（3）小球抛出点与落地点之间的水平距离为。
【分析】（1）先根据竖直方向的自由落体运动求出竖直分速度，再由速度的分解规律求水平速度；
（2）根据落地时的速度方向得到竖直分速度，再由速度—位移公式求高度；
（3）根据竖直速度公式求解下落时间，再由水平匀速直线运动规律求水平距离。
【解答】解：（1）当小球抛出0.5s后小球的竖直分速度为：vy1＝gt1＝10×0.5m/s＝5m/s
水平方向的分速度为：v0＝vy1tan45°＝5×1m/s＝5m/s
（2）小球落地时竖直方向的分速度为：vy2m/sm/s
小球抛出时距离地面的高度为：hm＝3.75m
（3）小球下落时间为：tss
小球落地时的水平位移为：x＝v0t＝5mm
答：（1）小球做平抛运动的初速度大小为5m/s；
（2）小球抛出时距离地面的高度为3.75m；
（3）小球抛出点与落地点之间的水平距离为。
【点评】本题主要考查了速度的分解与合成规律、平抛运动的基本规律地直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，灵活选择物理规律解题。
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