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 浙江三模）下列说法正确的是（　　）
A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量
B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，在释放重物的同时接通打点计时器的电源
C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉
D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，可通过左右调节拨杆使其平行
2．（2025 蜀山区校级模拟）在量子通信实验中，一个处于特定量子态的光子，其动量为p0。当它与一个静止的微观粒子发生相互作用后，光子的动量变为p1，方向改变了θ角。相互作用过程满足动量守恒，普朗克常量为h，光速为c。则下列关于微观粒子获得的动量p的说法正确的是（　　）
A．p＝p0﹣p1
B．p＝p0+p1
C．p
D．p
3．（2025 萍乡一模）某同学用如图甲所示装置探究“加速度与小车受力、小车质量的关系”实验。小车后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑定滑轮与砝码相连。已知打点计时器的频率为50Hz，实验中打下的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间还有4个计时点没有画出。关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．该实验不需要小车质量远大于砝码及砝码盘总质量
B．由乙图可知，小车做匀变速运动的加速度大小为0.64m/s2
C．实验中采用“控制变量法”且应先释放小车，再接通打点计时器
D．为了补偿阻力，每次改变小车或砝码质量时，都需重新调节长木板倾角
4．（2024秋 江苏期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，操作错误的是（　　）
A．实验前先把实验所用的两个弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行
C．记录拉力方向时可以用铅笔贴着细线画直线表示
D．用力的图示作出两次拉力，使用同样的单位长度
5．（2025春 姑苏区校级期中）如图甲所示，滑块A和足够长的木板B叠放在水平地面上，A和B之间、B和地面之间的动摩擦因数相同，A和B的质量均为m。现对B施加一水平向右逐渐增大的力F，当F增大到F0时B开始运动，之后力F按图乙所示的规律继续增大，图乙中的x为B运动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法正确的是（　　）
A．木板B开始运动后过一段时间，A再开始运动
B．滑块A的加速度一直在增大
C．自x＝0至木板x＝x0木板B对A做功为
D．x＝x0时，木板B的速度大小为
6．（2025春 南京期中）如图所示为“研究平抛物体运动”的实验装置图。为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹，下列实验要求中正确的是（　　）
A．用天平测量平抛小球的质量m
B．每次从斜槽上不同位置释放小球
C．通过调节使斜槽的末端保持水平
D．斜槽轨道必须是光滑的
7．（2025春 宜兴市期中）如图所示，向心力演示器中两钢球质量相等，分别放入半径比为2：1的长槽和短槽中。实验中通过标尺上露出的等分标记观察到两个小球做圆周运动时的向心力大小比值为1：2。则（　　）
A．两球角速度大小之比为1：1
B．两球线速度大小之比为1：2
C．与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为1：2
D．与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为2：1
8．（2025 沈阳一模）在利用气垫导轨研究滑块碰撞的实验中，滑块A、B的质量分别为m、3m，两个滑块相互碰撞的端面装有弹性碰撞架，通过数字计时器测量滑块碰撞前后的速率。滑块A以速度v0向静止的B运动发生碰撞，则在碰撞过程中（　　）
A．滑块A将一直向右运动
B．当滑块A的速度vA＝0时，B的速度最大
C．当滑块A、B速度相同时，B的速度最大
D．滑块B的最大速度为0.5v0
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 广东模拟）利用重力加速度反常可探测地下的物质分布情况。在地下某处（远小于地球半径）的球形区域内有一重金属矿，如图甲所示，探测人员从地面O点出发，沿地面相互垂直的x、y轴两个方向测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化分别如图乙、丙所示。由此可初步判断（　　）
A．重金属矿地面位置坐标约为（0，10km）
B．重金属矿地面位置坐标约为（10km，0）
C．图像中Δg1＜Δg2
D．图像中Δg1＞Δg2
（多选）10．（2025 太原二模）如图所示，某同学用单摆测重力加速度，实验时改变摆长，测出几组摆长l和对应的周期T的数据，画出l﹣T2图像，下列说法正确的是（　　）
A．测量重力加速度的表达式为
B．测量重力加速度的表达式为
C．利用此图像计算，可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的误差
D．利用此图像计算，不可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的误差
（多选）11．（2025春 朝阳区校级期中）某实验小组利用如图所示的实验器材做“验证动量守恒定律”的实验，质量为m1的小球1从斜面上某一固定位置由静止释放，落在水平地面上的P点，在桌面边缘放置另一质量为m2的小球2，再将小球1从同一位置静止释放，两球的落地点为M和N，O点为2球球心在水平面的投影，关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．M点为小球2第二次下落的落地点
B．若m1OP＝m2ON+m1OM成立，可验证两小球碰撞过程中动量守恒
C．若碰撞过程中两小球动量守恒，则m1OP2＝m2ON2+m1OM2一定成立
D．实验中两小球质量必须满足m1＞m2
（多选）12．（2025春 温州期中）下列说法正确的是（　　）
A．“探究平抛运动的特点”的实验中，斜槽必须光滑
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，测力计外壳与纸面间的摩擦力会使测力计示数变大
C．“探究小车速度随时间的变化规律”的实验中，纸带上点越密集，说明小车运动得越慢
D．“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，调节滑轮高度使细绳与木板平行
三．填空题（共4小题）
13．（2025春 朝阳区校级期中）利用如图所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为不正确的选项前面的字母填在横线上：　 　 。
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必须不同
C．每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触
14．（2025春 余姚市校级期中）在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是vB＝ 　 　 m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少Ep＝ 　 　 J，此过程中物体动能的增加量Ek＝ 　 　 J。（g取10m/s2，计算结果都保留3位有效数字）
15．（2025春 泉州期中）小李同学完成探究平抛运动的特点实验后，在方格纸上记录了小球做平抛运动的部分点迹，如图所示。已知方格纸每格的边长为L，重力加速度大小为g。分析可知，A点 　 　 （填“是”或“不是”）小球的抛出点，小球从B点运动到D点的时间为 　 　 ，小球经过B点时的速度大小为 　 　 。（后两空均用g、L表示）
16．（2025春 东城区校级期中）某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，作出弹簧弹力F与其伸长量x之间关系的F﹣x图像，如图所示，图线是一条过原点的直线。通过图像可知，弹簧弹力F与其伸长量x成　 　 （选填“正比”或“反比”）；该弹簧的劲度系数是　 　 N/m。
四．实验题（共4小题）
17．（2025春 金华期末）如图甲所示为“验证动量守恒定律”实验装置。实验时，先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止滑下，落于水平地面的记录纸上，留下痕迹；再把B球放在斜槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。
（1）关于本实验下列说法正确的是 　 　 。
A.斜槽必须光滑且末端切线水平
B.小球A、B直径必须相同
C.两球的质量关系满足mB＞mA
（2）不放B球，A球从斜槽上G处静止滑下落到记录纸上的落点为 　 　 。（选填“M”、“P”或“N”）
（3）若某次实验中得出的落点情况如图乙所示，则说明该碰撞 　 　 （选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
18．（2025春 未央区校级期末）某实验小组用如图所示装置来验证碰撞过程动量守恒定律。
（1）（单选）本实验必须满足的条件是 　 　 。
A.利用秒表测量小球在空中飞行的时间
B.入射小球A每次从斜槽同一位置静止释放且斜槽末端水平
C.斜槽轨道光滑
（2）现有两个半径相等而质量不等的小球可供选择，小明同学建议选择质量大的球作为入射小球A，这样做的理由是 　 　 。
（3）若已知小球A质量m1是小球B质量m2的2倍，测得各落点到小球在斜槽末端白纸上的投影点O的长度OM、OP、ON分别为x1、x2、x3，则当关系式 　 　 （用x1、x2、x3表示）成立时，可证明两球碰撞过程动量守恒。
19．（2025春 合肥期末）如图为小阳同学所采用的验证机械能守恒定律的实验装置。细线上端系于量角器的圆心O点，下端连接小球，可绕O点在竖直面内做圆周运动，在小球轨迹最低点放置一光电门。本次实验已测得小球的直径d、细线长度L、小球通过光电门的挡光时间Δt，小球静止释放时细线与竖直方向的夹角θ。
（1）下列说法中，正确的是 　 　 。
A.可用橡皮筋代替实验中的细线
B.该实验中，小球是否静止释放，不影响实验结果
C.该实验中，小球需选择质量大、体积小的小球
（2）小球经过最低点的速度大小v＝ 　 　 。
（3）若小球质量为m，重力加速度为g，则小球动能的增加量为 　 　 ，重力势能的减少量为 　 　 。若在误差允许范围内动能的增加量近似等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒定律。
（4）小阳同学通过多次改变角度θ，重复实验，发现小球静止释放到最低点过程中，动能的增加量总是大于重力势能的减少量，原因可能是 　 　 。
20．（2025春 太原期末）某实验小组利用竖直固定的钢管圆形轨道和力传感器来验证“机械能守恒定律”。将力传感器嵌入轨道最高点和最低点，并连接数据采集系统。质量为m的钢性小球可在管道内近似无摩擦地运动，经测量小球做圆周运动的半径为r，已知当地的重力加速度为g。请回答下列问题：
（1）让小球多次从开口处P点以较大初速度沿轨道切线方向射入，直到小球经过轨道底部和顶部时力传感器均出现示数，并记录其大小分别为Fa、Fb；
（2）小球在轨道底部的速度可表示为va，小球在轨道顶部的速度可表示为vb＝ 　 　 （用Fb、m、r、g表示）；
（3）小球从底部到顶部重力势能变化量的大小为ΔEp、动能变化量的大小为ΔEk。根据机械能守恒定律，若满足ΔEp＝ΔEk，则Fa与Fb的差值为 　 　 （用m、g表示）。
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 浙江三模）下列说法正确的是（　　）
A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量
B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，在释放重物的同时接通打点计时器的电源
C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉
D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，可通过左右调节拨杆使其平行
【考点】验证机械能守恒定律；验证动量守恒定律；用双缝干涉测量光的波长；用油膜法估测油酸分子的大小．
【专题】应用题；学科综合题；定性思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；动量定理应用专题；估算分子个数专题；光的干涉专题；实验探究能力．
【答案】A
【分析】A.从防止入射小球反弹的角度分析作答；
B.从充分利用纸带的角度分析作答；
C.根据痱子粉的作用分析作答；
D.根据实验的正确操作和拨杆的作用分析作答。
【解答】解：A.图甲“验证动量守恒定律”实验中，为了防止入射小球反弹，入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量，故A正确；
B.图乙“验证机械能守恒定律”实验中，为了充分利用纸带，应先接通打点计时器的电源，待打点计时器稳定后再释放重物，故B错误；
C.图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒入痱子粉，再滴入油酸酒精溶液，这样做是为了让油酸酒精溶液在水面上形成单分子层油膜时，能够清晰第显示油膜的轮廓，便于后续测量油膜的面积，故C错误；
D.图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，应调节测量头
使分划板与条纹平行，而不是通过左右调节拨杆使其平行，拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，故D错误。
故选：A。
【点评】本题关键是明确相关实验的原理，掌握实验的正确操作和注意事项。
2．（2025 蜀山区校级模拟）在量子通信实验中，一个处于特定量子态的光子，其动量为p0。当它与一个静止的微观粒子发生相互作用后，光子的动量变为p1，方向改变了θ角。相互作用过程满足动量守恒，普朗克常量为h，光速为c。则下列关于微观粒子获得的动量p的说法正确的是（　　）
A．p＝p0﹣p1
B．p＝p0+p1
C．p
D．p
【考点】验证动量守恒定律．
【专题】定量思想；推理法；动量和能量的综合；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据矢量的合成法则结合动量守恒定律分析解答。
【解答】解：根据矢量的合成法则可知，光子的动量减少量为Δp
碰撞过程中动量守恒，则微观粒子获得的动量为p
故D正确，ABC错误；
故选：D。
【点评】本题考查动量守恒定律，解题关键掌握矢量的合成。
3．（2025 萍乡一模）某同学用如图甲所示装置探究“加速度与小车受力、小车质量的关系”实验。小车后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑定滑轮与砝码相连。已知打点计时器的频率为50Hz，实验中打下的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间还有4个计时点没有画出。关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．该实验不需要小车质量远大于砝码及砝码盘总质量
B．由乙图可知，小车做匀变速运动的加速度大小为0.64m/s2
C．实验中采用“控制变量法”且应先释放小车，再接通打点计时器
D．为了补偿阻力，每次改变小车或砝码质量时，都需重新调节长木板倾角
【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】B
【分析】装置没有力传感器，需要把砝码及砝码盘的重力近似看作小车所受合力，根据逐差法计算加速度，根据实验原理及平衡摩擦力方法分析。
【解答】解：A．该装置没有力传感器，需要把砝码及砝码盘的重力近似看作小车所受合力，所以需要小车质量远大于砝码及砝码盘总质量，故A错误；
B．相邻计数点间时间t＝0.1s，根据逐差法得
故B正确；
C．实验时应先接通打点计时器，待其工作稳定后再释放小车，这样才能保证纸带上打下足够多的点且记录完整的运动过程，若先释放小车再接通打点计时器，会导致纸带上前面部分点记录不全，故C错误；
D．平衡摩擦力（补偿阻力）的方法是调节长木板倾角，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，对小车有mgsinθ＝μmgcosθ
整理得μ＝tanθ（θ为长木板倾角，μ为动摩擦因数）
可知平衡摩擦与小车和砝码质量无关，所以不需要重新调节长木板倾角，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查探究牛顿第二定律的实验，解题关键在于理解实验原理与实验操作规范，注意小车的受力情况分析。
4．（2024秋 江苏期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，操作错误的是（　　）
A．实验前先把实验所用的两个弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行
C．记录拉力方向时可以用铅笔贴着细线画直线表示
D．用力的图示作出两次拉力，使用同样的单位长度
【考点】探究两个互成角度的力的合成规律．
【专题】定性思想；推理法；平行四边形法则图解法专题；实验探究能力．
【答案】C
【分析】根据实验原理和实验步骤逐项分析即可。
【解答】解：A.为了确保弹簧测力计能够正常使用，根据牛顿第三定律，将两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，读数应相同。实验前这么操作可以确定弹簧测力计是否完好，故A正确；
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行，这样可以减小误差，也是实验中必须的操作规范，故B正确；
C．记录拉力方向时不可以用铅笔贴着细线画直线表示，正确的方法是，在细线上离O点适当远处找一点，该点与O点的连续就是拉力的方向，故C错误；
D.用力的图示作出两次拉力，使用同样的单位长度，故D正确；
本题选择错误选项；
故选：C。
【点评】本题考查探究两个互成角度的力的合成规律的实验，要求掌握实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理和误差分析。
5．（2025春 姑苏区校级期中）如图甲所示，滑块A和足够长的木板B叠放在水平地面上，A和B之间、B和地面之间的动摩擦因数相同，A和B的质量均为m。现对B施加一水平向右逐渐增大的力F，当F增大到F0时B开始运动，之后力F按图乙所示的规律继续增大，图乙中的x为B运动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法正确的是（　　）
A．木板B开始运动后过一段时间，A再开始运动
B．滑块A的加速度一直在增大
C．自x＝0至木板x＝x0木板B对A做功为
D．x＝x0时，木板B的速度大小为
【考点】探究影响滑动摩擦力的因素．
【专题】信息给予题；定量思想；实验分析法；摩擦力专题；理解能力．
【答案】D
【分析】AB.当拉力较小时A、B相对静止一起加速运动，当拉力F大到一定值后A、B相对滑动，国家牛顿第二定律分析加速度的变化；
CD.根据图乙所示图像求出滑动摩擦力，F﹣x图像与坐标轴形成图形的面积等于拉力做的功，根据图示图像应用动能定理分析答题。
【解答】解：A.开始A、B相对静止一起开始做加速运动，B运动时A同时运动，故A错误；
B.当拉力较小时A、B相对静止一起加速运动，当拉力F大到一定值后A、B相对滑动，A、B相对静止一起加速运动时，A的加速度一直增加，当A、B相对滑动后，A的加速度保持不变，故B错误；
CD.当拉力等于最大静摩擦力即拉力等于滑动摩擦力时，B开始运动，由图示图像可知，B受到地面的摩擦力：f＝F0，F＝2F0时A、B没有发生相对滑动；
对A、B系统从x＝0到x＝x0过程，由动能定理得
解得
从x＝0到x＝x0过程过程，对滑块A，由动能定理得
木板B对A做功为，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能定理的应用，根据题意结合图乙所示图像分析清楚物体的运动过程是解题的前提，应用动能定理即可解题。
6．（2025春 南京期中）如图所示为“研究平抛物体运动”的实验装置图。为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹，下列实验要求中正确的是（　　）
A．用天平测量平抛小球的质量m
B．每次从斜槽上不同位置释放小球
C．通过调节使斜槽的末端保持水平
D．斜槽轨道必须是光滑的
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；平抛运动专题；理解能力．
【答案】C
【分析】根据实验的原理、正确操作和注意事项分析作答。
【解答】解：A.根据平抛运动规律可知，实验无需测量小球的质量，故A错误；
B.小球每次都应从斜槽上同一点由静止释放，目的是保证小球每次是同一初速度的平抛运动，故B错误；
C.应使轨道末端的切线水平，保证小球离开轨道时的速度水平，做平抛运动，故C正确；
D.根据实验原理，只要每次从斜槽的同一位置静止释放小球，小球到达斜面末端的速度就相等，不需要斜槽轨道必须是光滑的，故D错误。
故选：C。
【点评】解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。
7．（2025春 宜兴市期中）如图所示，向心力演示器中两钢球质量相等，分别放入半径比为2：1的长槽和短槽中。实验中通过标尺上露出的等分标记观察到两个小球做圆周运动时的向心力大小比值为1：2。则（　　）
A．两球角速度大小之比为1：1
B．两球线速度大小之比为1：2
C．与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为1：2
D．与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为2：1
【考点】探究圆周运动的相关参数问题．
【专题】定量思想；推理法；匀速圆周运动专题；实验探究能力．
【答案】D
【分析】B.根据向心力与线速度的关系，即可分析判断；
A.根据向心力与角速度的关系，即可分析判断；
CD.根据线速度与角速度的关系，即可分析判断。
【解答】解：B.向心力与线速度的关系为：，
解得：，
因为两钢球质量相等，分别放入半径比为2：1的长槽和短槽中，做圆周运动时的向心力大小比值为1：2，
则两球线速度大小之比为1：1，故B错误；
A.向心力与角速度的关系为：F＝mω2r，
解得：，
因为两钢球质量相等，分别放入半径比为2：1的长槽和短槽中，做圆周运动时的向心力大小比值为1：2，
则两球角速度大小之比为1：2，故A错误；
CD.线速度与角速度的关系为：v＝ωr，
解得：，
因为皮带传动线速度相等，两球角速度大小之比为1：2，
则与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为2：1，故C错误，D正确；
故选：D。
【点评】本题考查探究圆周运动的相关参数问题，解题时需注意，本实验主要应用控制变量法，通过依次改变某一个物理量而控制其他物理量不变的方式来探究各参数之间的关系，从而推导最终结论。
8．（2025 沈阳一模）在利用气垫导轨研究滑块碰撞的实验中，滑块A、B的质量分别为m、3m，两个滑块相互碰撞的端面装有弹性碰撞架，通过数字计时器测量滑块碰撞前后的速率。滑块A以速度v0向静止的B运动发生碰撞，则在碰撞过程中（　　）
A．滑块A将一直向右运动
B．当滑块A的速度vA＝0时，B的速度最大
C．当滑块A、B速度相同时，B的速度最大
D．滑块B的最大速度为0.5v0
【考点】验证动量守恒定律．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；动量定理应用专题；理解能力．
【答案】D
【分析】两个滑块相互碰撞的端面装有弹性碰撞架，滑块AB发生弹性碰撞；根据动量守恒定律和能量守恒定律求解作答。
【解答】解：AD.取v0方向为正方向，设碰撞后A的速度为v1，B的速度为v2；
根据动量守恒定律mv0＝mv1+3mv2
根据能量守恒
代入数据联立解得A的速度v1＝﹣0.5m/s
B的最大速度v2＝0.5m/s
因此，滑块A先向右减速至零，然后向左加速，故A错误，D正确；
B.根据上述分析，当滑块A的速度v1＝﹣0.5m/s，B的速度最大，故B错误；
C.当滑块A、B共速时，根据动量守恒定律mv0＝（m+3m）v
解得
故C错误。
故选：D。
【点评】本题考查了利用气垫导轨研究滑块碰撞的实验，要明确实验原理，理解并掌握动量守恒定律和能量守恒定律的运用。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 广东模拟）利用重力加速度反常可探测地下的物质分布情况。在地下某处（远小于地球半径）的球形区域内有一重金属矿，如图甲所示，探测人员从地面O点出发，沿地面相互垂直的x、y轴两个方向测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化分别如图乙、丙所示。由此可初步判断（　　）
A．重金属矿地面位置坐标约为（0，10km）
B．重金属矿地面位置坐标约为（10km，0）
C．图像中Δg1＜Δg2
D．图像中Δg1＞Δg2
【考点】测定自由落体运动的加速度．
【专题】定量思想；归纳法；自由落体运动专题；理解能力．
【答案】AC
【分析】根据乙、丙图可以分析重金属矿的位置坐标；根据图乙和图丙比较即可。
【解答】解：AB、由图乙可知，在x＝0位置的重力加速度g最大，由图丙可知，在y＝10km位置的重力加速度g最大，所以重金属矿地面位置坐标约为（0，10km），故A正确，B错误；
CD、由乙、丙图可以看出，在原点处的是金属矿引力分量加地球引力，而在y＝10km的位置是金属矿引力加地球引力，所以Δg1＜Δg2，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】知道重力加速度突然变大是因为下方的密度较大，即存在金属矿。
（多选）10．（2025 太原二模）如图所示，某同学用单摆测重力加速度，实验时改变摆长，测出几组摆长l和对应的周期T的数据，画出l﹣T2图像，下列说法正确的是（　　）
A．测量重力加速度的表达式为
B．测量重力加速度的表达式为
C．利用此图像计算，可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的误差
D．利用此图像计算，不可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的误差
【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】AC
【分析】根据单摆周期公式求出图像的函数解析式，根据图示图像分析答题。
【解答】解：根据单摆周期公式T＝2π可知lT2，
由图示图像可知，图像的斜率k，
解得g，应用图像法处理实验数据可以消除摆球质量分布不均匀造成的误差，故AC正确，BD错误。
故选：AC。
【点评】理解实验原理是解题的前提，应用单摆周期公式求出图像的函数解析式，根据图示图像即可解题。
（多选）11．（2025春 朝阳区校级期中）某实验小组利用如图所示的实验器材做“验证动量守恒定律”的实验，质量为m1的小球1从斜面上某一固定位置由静止释放，落在水平地面上的P点，在桌面边缘放置另一质量为m2的小球2，再将小球1从同一位置静止释放，两球的落地点为M和N，O点为2球球心在水平面的投影，关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．M点为小球2第二次下落的落地点
B．若m1OP＝m2ON+m1OM成立，可验证两小球碰撞过程中动量守恒
C．若碰撞过程中两小球动量守恒，则m1OP2＝m2ON2+m1OM2一定成立
D．实验中两小球质量必须满足m1＞m2
【考点】验证动量守恒定律．
【专题】实验题；信息给予题；定量思想；推理法；动量定理应用专题；分析综合能力．
【答案】BD
【分析】A.根据实验的原理分析作答；
BC.小球离开斜槽后做平抛运动，根据平抛运动规律和动量守恒定律、机械能守恒定律分析作答；
D.从防止入射小球反弹的角度分析作答。
【解答】解：A.图中的P点为入射小球1碰撞前的落点位置，M点为小球1碰撞后的第二次下落的落地点，N为小球2碰撞后的落点位置，故A错误；
BC.根据平抛运动规律，小球在空中的运动时间
由于小球碰撞前、后做平抛运动的高度相同，因此运动时间相同；
入射小球碰撞前的水平速度
碰撞后的水平速度
被碰小球碰撞后的水平速度
取水平向右为正方向，若两小球碰撞过程中动量守恒，满足m1v0＝m1v1+m2v2
代入数据化简得m1OP＝m2ON+m1OM；
若碰撞过程中两小球机械能守恒，满足
代入数据化简得m1OP2＝m2ON2+m1OM2
故B正确，C错误；
D.为了防止入射小球反弹，实验中两小球质量必须满足m1＞m2，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了平抛运动规律的实验，要明确实验的原理，掌握平抛运动的规律、动量守恒定律和机械能守恒定律的运用。
（多选）12．（2025春 温州期中）下列说法正确的是（　　）
A．“探究平抛运动的特点”的实验中，斜槽必须光滑
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，测力计外壳与纸面间的摩擦力会使测力计示数变大
C．“探究小车速度随时间的变化规律”的实验中，纸带上点越密集，说明小车运动得越慢
D．“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，调节滑轮高度使细绳与木板平行
【考点】探究平抛运动的特点；探究小车速度随时间变化的规律；探究加速度与力、质量之间的关系．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；平抛运动专题；实验探究能力．
【答案】CD
【分析】根据各实验原理与实验注意事项分析答题。
【解答】解：A、“探究平抛运动的特点”的实验中，需要斜槽末端水平，每次小球从斜槽同一位置由静止释放，斜槽不必光滑，故A错误；
B、“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，测力计外壳与纸面间的摩擦力不会使测力计示数变大，故B错误；
C、“探究小车速度随时间的变化规律”的实验中，纸带上点越密集，说明小车在相等时间内的位移越小，小车速度越小，运动越慢，故C正确；
D、“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，应调节滑轮高度使细绳与木板平行，使小车受到的合力等于细线的拉力，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查了多个实验注意事项与实验操作，熟悉各实验原理、实验注意事项即可解题。
三．填空题（共4小题）
13．（2025春 朝阳区校级期中）利用如图所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为不正确的选项前面的字母填在横线上：　B　 。
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必须不同
C．每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】定性思想；归纳法；平抛运动专题；实验探究能力．
【答案】B
【分析】要保证小球做平抛运动；要保证小球每次离开斜槽时具有相同的速度，使小球的运动轨迹重合；要保证小球在运动过程中仅受重力作用，做平抛运动。
【解答】解：A、要保证小球做平抛运动，所以需要调节斜槽末端必须保持水平，故A正确；
BC、为了保证小球每次离开斜槽时具有相同的速度，使小球的运动轨迹重合，所以每次释放小球不斜在斜槽上的同一位置由静止释放，故B错误，C正确；
D、为了小球在运动过程中仅受重力作用，做平抛运动，所以小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触，故D正确。
本题是选不正确的，故选：B。
故答案为：B。
【点评】掌握“研究平抛运动的特点”的实验原理和实验注意事项是解题的基础。
14．（2025春 余姚市校级期中）在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是vB＝ 　2.13　 m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少Ep＝ 　2.33　 J，此过程中物体动能的增加量Ek＝ 　2.26　 J。（g取10m/s2，计算结果都保留3位有效数字）
【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；推理论证能力．
【答案】2.13，2.33，2.26。
【分析】根据匀变速直线运动瞬时速度与平均速度的关系结合动能和重力势能表达式列式求解。
【解答】解：根据匀变速直线运动瞬时速度和平均速度的关系，有vBm/s＝2.13m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少Ep＝mghB＝1×10×23.25×10﹣2J＝2.33J，此过程中物体动能的增加量Ekm1×2.132J≈2.26J。
故答案为：2.13，2.33，2.26。
【点评】考查机械能守恒定律的应用，会根据题意进行准确分析解答。
15．（2025春 泉州期中）小李同学完成探究平抛运动的特点实验后，在方格纸上记录了小球做平抛运动的部分点迹，如图所示。已知方格纸每格的边长为L，重力加速度大小为g。分析可知，A点 　不是　 （填“是”或“不是”）小球的抛出点，小球从B点运动到D点的时间为 　2　 ，小球经过B点时的速度大小为 　　 。（后两空均用g、L表示）
【考点】探究平抛运动的特点．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；平抛运动专题；实验探究能力．
【答案】不是；2；。
【分析】根据图示求出小球在水平方向与竖直方向的分位移，然后根据匀变速直线运动的推论与运动学公式求解。
【解答】解：如果A点是抛出点，在竖直方向在相等时间内位移之比为1：3：5，由图示可知，在相等时间内竖直方向的位移之比为1：2：3，故A点不是抛出点；
小球在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论得Δy＝L＝gt2，解得t
小球从B点运动到D点的时间为2t＝2
小球的水平分速度v02
经过B点时小球的竖直分速度大小vyB
小球经过B点时的速度大小vB
故答案为：不是；2；。
【点评】分析清楚小球的运动过程是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论与运动学公式即可解题。
16．（2025春 东城区校级期中）某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，作出弹簧弹力F与其伸长量x之间关系的F﹣x图像，如图所示，图线是一条过原点的直线。通过图像可知，弹簧弹力F与其伸长量x成　正比　 （选填“正比”或“反比”）；该弹簧的劲度系数是　200　 N/m。
【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系．
【专题】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】正比；200
【分析】图像为一条过原点的直线，所以可得弹簧弹力F与其伸长量x成正比，根据图像的斜率计算劲度系数。
【解答】解：图像为一条过原点的直线，所以可得弹簧弹力F与其伸长量x成正比。
根据胡克定律有
F＝kx
可得图线的斜率表示劲度系数，所以可得该弹簧的劲度系数为
故答案为：正比；200
【点评】解题关键是知道F﹣x图像斜率等于弹簧的劲度系数。
四．实验题（共4小题）
17．（2025春 金华期末）如图甲所示为“验证动量守恒定律”实验装置。实验时，先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止滑下，落于水平地面的记录纸上，留下痕迹；再把B球放在斜槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。
（1）关于本实验下列说法正确的是 　B　 。
A.斜槽必须光滑且末端切线水平
B.小球A、B直径必须相同
C.两球的质量关系满足mB＞mA
（2）不放B球，A球从斜槽上G处静止滑下落到记录纸上的落点为 　P　 。（选填“M”、“P”或“N”）
（3）若某次实验中得出的落点情况如图乙所示，则说明该碰撞 　不是　 （选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
【考点】验证动量守恒定律．
【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】（1）B；（2）P；（3）不是。
【分析】（1）根据实验注意事项分析答题。
（2）碰撞后入射球的速度减小，小于碰撞前入射球的速度，也小于被碰球的速度，根据图甲所示情景分析答题。
（3）弹性碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题。
【解答】解：（1）A、只要入射球从斜槽的同一位置由静止释放，入射球到达斜槽末端时的速度相等，斜槽不必光滑，斜槽末端切线须水平，故A错误；
B、为使两球发生对心碰撞，小球A、B直径必须相同，故B正确；
C、为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即mA＞mB，故C错误。
故选：B。
（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，
小球的初速度越大，小球的水平位移越大，碰撞后入射球的速度减小，小于碰撞前入射球的速度，
也小于被碰球的速度，则P点是入射球碰撞的落点位置，M是入射球碰撞后的落点位置，
N是碰撞后被碰球的落点位置。
（3）小球做平抛运动的高度相等，运动时间t相等，碰撞前入射球的速度大小v0，
碰撞后入射球的速度大小v1，碰撞后被碰球的速度大小v2，
弹性碰撞过程系统动量守恒，机械能守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律得mAv0＝mAv1+mBv2
由机械能守恒定律得
解得OP+OM＝ON，即如果碰撞是弹性碰撞，则OP+OM＝ON，
由于OP+OM＝25.50cm+15.50cm＝41.00cm，ON＝38.80cm，
则OP+OM≠ON，则碰撞不需弹性碰撞。
故答案为：（1）B；（2）P；（3）不是。
【点评】知道实验注意事项，理解实验原理是解题的前提，分析清楚小球的运动过程，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题。
18．（2025春 未央区校级期末）某实验小组用如图所示装置来验证碰撞过程动量守恒定律。
（1）（单选）本实验必须满足的条件是 　B　 。
A.利用秒表测量小球在空中飞行的时间
B.入射小球A每次从斜槽同一位置静止释放且斜槽末端水平
C.斜槽轨道光滑
（2）现有两个半径相等而质量不等的小球可供选择，小明同学建议选择质量大的球作为入射小球A，这样做的理由是 　防止碰后A球反弹　 。
（3）若已知小球A质量m1是小球B质量m2的2倍，测得各落点到小球在斜槽末端白纸上的投影点O的长度OM、OP、ON分别为x1、x2、x3，则当关系式 　2x2＝2x1+x3　 （用x1、x2、x3表示）成立时，可证明两球碰撞过程动量守恒。
【考点】验证动量守恒定律．
【专题】定量思想；推理法；动量和能量的综合；实验探究能力．
【答案】（1）B；（2）防止碰后A球反弹；（3）2x2＝2x1+x3。
【分析】（1）根据动量守恒定律及平抛规律，分析判断各操作正确与否；
（2）为了碰撞后不发生反弹，入射球的质量要尽可能大；
（3）根据动量守恒定律倒推出需要验证的表达式。
【解答】解：（1）A、本实验是通过平抛运动的基本规律验证动量是否守恒，可以不测量时间，通过位移关系亦可验证动量是否守恒，故A错误；
BC、要保证每次碰撞前的速度相同，则入射球A要从同一位置由静止滚下，而要保证小球离开轨道后做平抛运动，则需保证斜槽末端水平，对斜槽是否光滑没有要求，故B正确，C错误；
故选：B。
（2）入射球质量大于被撞球质量，以防止碰撞后入射球反弹。
（3）设碰撞前瞬间小球A的速度为v0，碰撞后瞬间球A和球B速度大小分别为v1、v2
以向右为正方向，根据动量守恒可得：m1v0＝m1v1+m2v2
由于两小球在空中下落高度相同，所用时间相等，则有：，，
联立可得：m1x2＝m1x1+m2x3
再结合题设条件有：m1＝2m2
可得：2x2＝2x1+x3
故答案为：（1）B；（2）防止碰后A球反弹；（3）2x2＝2x1+x3。
【点评】本题关键掌握验证动量守恒定律的实验原理和弹性碰撞的二级结论。
19．（2025春 合肥期末）如图为小阳同学所采用的验证机械能守恒定律的实验装置。细线上端系于量角器的圆心O点，下端连接小球，可绕O点在竖直面内做圆周运动，在小球轨迹最低点放置一光电门。本次实验已测得小球的直径d、细线长度L、小球通过光电门的挡光时间Δt，小球静止释放时细线与竖直方向的夹角θ。
（1）下列说法中，正确的是 　C　 。
A.可用橡皮筋代替实验中的细线
B.该实验中，小球是否静止释放，不影响实验结果
C.该实验中，小球需选择质量大、体积小的小球
（2）小球经过最低点的速度大小v＝ 　　 。
（3）若小球质量为m，重力加速度为g，则小球动能的增加量为 　　 ，重力势能的减少量为 　mg（L）（1﹣cosθ）　 。若在误差允许范围内动能的增加量近似等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒定律。
（4）小阳同学通过多次改变角度θ，重复实验，发现小球静止释放到最低点过程中，动能的增加量总是大于重力势能的减少量，原因可能是 　小球的直径d测量值偏大　 。
【考点】验证机械能守恒定律．
【专题】实验题；实验探究题；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】（1）C；（2）；（3）；；（4）小球的直径d测量值偏大。
【分析】（1）根据实验注意事项分析答题。
（2）很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，据此求出瞬时速度。
（3）根据动能与重力势能的计算公式求解。
（4）根据题意分析实验误差。
【解答】解：（1）A、细线应不可伸长，不能用橡皮筋代替实验中的细线，故A错误；
B、光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度，若小球初速度不为零，无法计算小球动能增量，也无法验证机械能守恒定律，故B错误；
C、实验中，为尽量消除空气阻力影响，应选择质量大、体积小的小球，故C正确。
故选：C。
（2）小球经过最低点的瞬时速度大小为。
（3）小球动能的增加量ΔEk
小球的重力势能减少量为
（4）实验用小球经过光电门时的平均速度代替瞬时速度，如果小球的直径测量值偏大，瞬时速度的测量值偏大，会使动能的增加量总是大于重力势能的减少量。
故答案为：（1）C；（2）；（3）；；（4）小球的直径d测量值偏大。
【点评】理解实验原理，分析清楚小球的运动过程，应用动能与重力势能的计算公式即可解题。
20．（2025春 太原期末）某实验小组利用竖直固定的钢管圆形轨道和力传感器来验证“机械能守恒定律”。将力传感器嵌入轨道最高点和最低点，并连接数据采集系统。质量为m的钢性小球可在管道内近似无摩擦地运动，经测量小球做圆周运动的半径为r，已知当地的重力加速度为g。请回答下列问题：
（1）让小球多次从开口处P点以较大初速度沿轨道切线方向射入，直到小球经过轨道底部和顶部时力传感器均出现示数，并记录其大小分别为Fa、Fb；
（2）小球在轨道底部的速度可表示为va，小球在轨道顶部的速度可表示为vb＝ 　　 （用Fb、m、r、g表示）；
（3）小球从底部到顶部重力势能变化量的大小为ΔEp、动能变化量的大小为ΔEk。根据机械能守恒定律，若满足ΔEp＝ΔEk，则Fa与Fb的差值为 　6mg　 （用m、g表示）。
【考点】验证机械能守恒定律．
【专题】实验题；实验探究题；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】（2）；（3）6mg。
【分析】（2）应用牛顿第二定律求解。
（3）应用机械能守恒定律求解。
【解答】解：（2）在顶部，对小球，由牛顿第二定律得mg+Fb＝m，解得vb
（3）小球从底部到顶部过程，由机械能守恒定律得ΔEp＝ΔEk，即mg×2r
解得ΔF＝Fa﹣Fb＝6mg。
故答案为：（2）；（3）6mg。
【点评】分析清楚小球的运动过程，应用牛顿第二定律与机械能守恒定律即可解题。
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