2025年高考物理一轮复习之力学实验

2025年高考物理一轮复习之力学实验

选择题（共8小题）

1.如图所示，某物理兴趣小组设计了验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。测得小钢球的直径

为d,细线长为L,当地的重力加速度为g。小钢球悬挂静止不动时，恰好位于光电门中央，力的传感

器示数为Flo现将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，由静止释放小钢球，光电门记录小钢球遮光时

间t,力的传感器示数最大值为F2,由此可知（）

令II力的传感器

§-----向光电门

.A.

_।___।-i1

,r

H

A.F2<FI

d

B.小钢球经过光电门时的速度为一

2t

C.小钢球经过光电门时所需向心力为力的传感器示数

D.在误差允许的范围内，本实验需要验证小钢球经过光电门时所受合力和所需向心力相等，即尸2-0=

（L+^gt2

2.长郡中学物理学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度。如图（a）所示，把轻质细线一端固定在天花

板上，另一端连接一小钢球，自然悬垂时，测量球心到地面高度h,然后让钢球做小幅度摆动，测量n

=50次全振动所用时间t。改变钢球高度，测量多组h与t的值。在坐标纸上描点连线作图，画出t2-h

图如图（b）所示。n取3.14。则（）

t2/i(ys2

图(a)图(b)

A.根据图像可求得当地重力加速度约为9.78m/s2

B.根据图像可求得当地重力加速度约为9.80m/s2

C.根据图像可求得天花板到地面的高度为4.0m

D.根据图像可求得天花板到地面的高度为3.5m

3.如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是()

0

A.将摆锤摆动到最高点时作为计时起点

B.摆锤摆动到最低点时其加速度为零

C.摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线

D.摆锤摆角越大，实验误差越小

4.用图示器材探究质量、角速度一定时向心力与半径之间的关系，两小球放置的位置以及皮带连接的两

塔轮半径关系分别是()

A.挡板A与B前，塔轮半径相同

B.挡板A与C前，塔轮半径不同

C.挡板A与C前，塔轮半径相同

D.挡板B与C前，塔轮半径相同

5.用如图所示的实验装置探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”，小车的质量为M,托盘

和祛码的总质量为m,平衡摩擦力后进行实验（）

打点计时器

B.小车所受的合外力等于2mg

C.释放小车后立即接通打点计时器

D.在托盘中增加祛码，重复实验

6.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。实验中除小球的水平位移外，还必须测量的物理量有（）

A.A、B球的直径

B.A、B球的质量

C.水平槽距纸面的高度

D.A球释放位置G距水平槽的高度

7.某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间

隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，

在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示

屏如图乙所示，根据图中tl、t、t2的意义，结合光速C,则汽车车速为（）

叫一）

A.V=2

2t'+12—*1

其内+立）

B.V=

2七十12—*1

式口一句）

C.V=

_2c（/一%）

D.1/—

2t+12—G

8.在验证动量守恒定律时，晓宇设计了如图所示的实验装置，并进行了如下的操作：将光电门A、B固定

在长木板上，并适当地将长木板的右端垫高，将滑块1放在光电门A右侧，将滑块2放在两光电门之

间，轻推滑块1使其沿长木板向下运动，两滑块碰后粘合为一体。已知滑块1、2的质量分别为m。滑

块1通过光电门A、B时的挡光时间分别为条ti、t2,遮光的宽度为d。以下说法不正确的是（

A.右端垫高的目的是为了平衡两滑块滑动过程受到的摩擦力

B.两滑块与板的动摩擦因数应相同

C.两个滑块碰撞过程中总动能不变

D.验证动量守恒的表达式为7nl~=（爪1+m2）;

二.多选题（共4小题）

（多选）9.惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证

这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一

倾角。可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的0点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释

放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为a。摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得

摆线的拉力为F1,摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F2、

F3、To均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（）

A.多次改变图1中e角的大小，即可获得不同的等效重力加速度

B.单摆n次全振动的时间为nTo

C.多次改变摆角a,只要得出Toe下工就可以验证该结论成立

弋sina

D.在图2的测量过程中，满足F3=3FI-2F2的关系

（多选）10.在探究功与速度变化的关系的实验中，下列说法中正确的是（）

A.长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力

B.重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同

C.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算

D.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算

（多选）某同学利用如图甲所示的装置，探究滑块a上升的最大高度，忽略一切阻力及滑轮和细绳的

质量。起初物块a放在地面上，物块b距地面的高度为h,细绳恰好绷直，现静止释放物块b,物块b

碰地后不再反弹，测出物块a上升的最大高度H,每次释放物块b时，确保物块a在地面上，改变细绳

长度及物块b距地面的高度h,寻找多组（H,h）,然后做出H-h的图像（如图乙所示），测得图像的

斜率为k,已知物块a、b的质量分别为mi、m2。贝!J（）

A.物块a、b的质量之比一-=——1

m2k

7n2

B.物块a、b的质量之比二=:一1

m2k

C.H-h图像的斜率k的取值范围是l<k<2

D.H-h图像的斜率k的取值范围是0<k<l

（多选）12.某同学要探究类平抛运动的规律，设计了如图所示实验装置，他将一块足够大平整方木板的

一端放在水面地面上，另一端用支撑物垫起，形成一个倾角为0的斜面；他先将一个小木块轻轻放在

斜面上，放手后发现小木块会沿斜面向下运动；接着该同学将木块置于木板左上角，同时给小木块一个

平行于木板上沿的水平向右初速度vo,测量木块的运动轨迹，并沿平行于木板上沿和沿斜面向下方向

建立xOy坐标系来研究木块的运动-木块与木板上表面间的动摩擦因数处处相同均为中不计空气阻力,

重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.小木块在斜面上的运动轨迹为一条抛物线，该同学实验方案可行

B.小木块获得初速度V0开始运动的瞬间，其加速度大小为gJs讥20+112cos26

C.小木块沿y轴方向的分运动为匀加速直线运动

D.小木块最终沿与y轴平行的方向做匀加速直线运动，加速度大小a=g（sin。-RCOS。）

三.填空题（共2小题）

13.某同学利用打点计时器探究小车的运动规律，实验时按规范操作得到的一条纸带的一部分，从比较清

晰的点迹起每5个点标记一个计数点，标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两计数点之间

都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出AC、BD、CE的长度如图所示，已知打点计时器的打点

周期是0.02s,纸带左端连接小车，根据数据可以推测该纸带记录的是小车做_______直线运动；打

下B点时小车的瞬时速度大小为VB=m/s,小车的加速度大小为a=m/s2（结果

均保留两位有效数字）。

24.00

14.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。

某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两

个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy,并测量出另外两个位置的坐标值（xi,

yi）、（x2,y2）,如图所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y

轴间夹角的正切值为o

X.X.

Oo_

•।•X

O;:

%--o1

o•

y--。

2

y

四.解答题(共6小题)

15.某组同学设计了一个验证机械能守恒的方案：用粗细均匀的细杆拼组成一矩形框，使其从某一高处竖

直下落，下落的过程中，框挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，再次挡光，计时

器再次计时，测得先后两段挡光时间分别为tl和t2。

(1)对于矩形框的制作，甲同学选择了一塑料细杆，乙同学选择了一金属细杆，从提高实验精度的角

度看，你认为(选填“甲”或“乙”)的选择较好；

(2)某同学测量金属杆的直径di,如图乙所示，其值为mm；

(3)该同学利用％=0、"2=0,分别求出下、上边框的经过光电门时的速度，测出上下边框两杆中

心之间的距离d2,在误差范围内，若gd2=,可判断机械能是否守恒。

(4)本实验在下面的操作中，你认为正确的是=

A.释放时框的下沿必须与光电门在同一高度

B.释放时框的下沿可以在光电门上方一定距离处

C.挡板下落时框如果没有保持竖直状态，对测量结果没有影响

(5)有同学提出细杆直径较大可能会对实验结果产生影响，若本实验忽略其他因素的影响，仅考虑直

径较大对本实验的影响，本实验得出的重力势能的减小量和动能的增加量的关系为AEpAEk(选

填或者"=”)。

一

三

h

M

_

-5

三

o=^>0

图甲图乙

16.某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小。如图甲所示，水龙头出口竖直

向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，水流的横截面积会越来越小。水龙头单位时间流出水的体

积为Q,用游标卡尺在相距h的两处测出水流的横截面直径分别为di和d2o

(1)某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为cm；

(2)为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等一系列因素造成的影响，下列措施有效的

是;

A.水龙头出口越细越好

B.尽可能保证水流从水龙头出口流出的初速度为零

C.测量同一横截面直径d时，应从多个角度测量再求平均值

(3)重力加速度g=o(用题中所给字母表示)

17.某物理小组的同学查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为Ep=4k/,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧

形变量。他们设计了图甲所示装置来测量重力加速度g,操作步骤如下:

位置指针

光电门遮光条

铁架台

甲

(1)该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，宽度为d=emo

(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度xo；在铁

架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置，用轻质细线在弹簧下方挂上钩

码，测量出平衡时弹簧的长度x,并按图甲所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。

(3)用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的等高处(保持细

线竖直)，将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间△t,则钩码此时的速度v=

(用题中所给字母表示)。

(4)多次改变钩码个数，重复步骤(2)(3),得到多组数据，作出(％-K0)-一'图像如图丙所示；

根据数据计算出图线斜率为b时，可计算出g=(用d和b表示)。

18.摆，是物理学中重要的模型之一。如图1所示，一根不可伸长的轻软细绳的上端固定在天花板上的O

点，下端系一个摆球(可看作质点)。将其拉至A点后静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回

摆动，其中B点为运动中的最低点。忽略空气阻力。

O

(1)图2所示为绳中拉力F随时间t变化的图线，求：

a.摆的振动周期T。

b.摆的最大摆角0mo

(2)摆角0很小时，摆球的运动可看作简谐运动。某同学发现他家中摆长为0.993m的单摆在小角度

摆动时，周期为2s。他又查阅资料发现，早期的国际计量单位都是基于实物或物质的特性来定义的，

称为实物基准，例如质量是以一块1kg的伯钺合金圆柱体为实物基准。于是他想到可以利用上述摆长为

0.993m的单摆建立“1s”的实物基准。请判断该同学的想法是否合理，并说明理由。

(3)小摆角单摆是较为精确的机械计时装置，常用来制作摆钟。摆钟在工作过程中由于与空气摩擦而

带上一定的负电荷，而地表附近又存在着竖直向下的大气电场(可视为匀强电场)，导致摆钟走时不准。

某同学由此想到可以利用小摆角单摆估测大气电场强度：他用质量为m的金属小球和长为L(远大于

小球半径)的轻质绝缘细线制成一个单摆。他设法使小球带电荷量为-q并做小角度振动，再用手机秒

表计时功能测量其振动周期T,已知重力加速度g,不考虑地磁场的影响。

a.推导大气电场强度的大小E的表达式。

b.实际上，摆球所带电荷量为107c量级，大气电场强度为102N/C量级，摆球质量为10「量级,

手机秒表计时的精度为l(f2s量级。分析判断该同学上述测量方案是否可行。(提示:当因《1时，有(1+x)

n=l+nx)

19.某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示.框架上装有可上

下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测

量出两个光电门到零刻度线的距离XI和X2；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁

块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐.切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小

铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小VI和V2.小组成员多次改

变光电门1的位置，得到多组XI和VI的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率

k.

刻度尺

0

光电门1

图甲图乙

①当地的重力加速度为(用k表示)

②若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为

(用题中物理量的字母表示)

③关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差

A、尽量靠近刻度尺零刻度

B、尽量靠近光电门2

C、既不能太靠近刻度尺零刻度，也不能太靠近光电门2.

20.水平桌面上安装有如图甲所示的装置，可以用来探究加速度与力的关系。绕过动滑轮的两段轻绳均与

桌面平行，光电门固定在竖直支架上。

X力传感器

遮光条而

012cm

子

01020

光电门

乙

(1)用游标卡尺测量出遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度d=cnio

(2)按图甲组装好器材后，在盒内放入重物，从静止释放物块，在竖直支架上标记释放时遮光片的中

心位置O,记录物块运动过程中力传感器的示数F以及遮光条通过光电门的遮光时间t,测量位置O到

光电门的距离X。(3)多次改变放入盒内的重物质量(不改变第一次放入的重物质量)，调整物块位置

使遮光条中心与支架上的O点平齐，再次由静止释放物块，记录相关数据。

（4）以F为纵坐标、会为横坐标作出F-上图像，若当地的重力加速度大小为g,图像的斜率为k,图

像在纵轴上的截距为b,则物块的质量M=,物块与桌面间的动摩擦因数n

=o（均用k、b、d、x、g表示）

2025年高考物理一轮复习之力学实验

参考答案与试题解析

一.选择题（共8小题）

1.如图所示，某物理兴趣小组设计了验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。测得小钢球的直径

为d,细线长为L,当地的重力加速度为g。小钢球悬挂静止不动时，恰好位于光电门中央，力的传感

器示数为Fi=现将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，由静止释放小钢球，光电门记录小钢球遮光时

间3力的传感器示数最大值为F2,由此可知（）

-d

B.小钢球经过光电门时的速度为一

2t

C.小钢球经过光电门时所需向心力为力的传感器示数

D.在误差允许的范围内，本实验需要验证小钢球经过光电门时所受合力和所需向心力相等，即尸2-0=

F/2

（L+如2

【考点】探究圆周运动的相关参数问题；牛顿第二定律求解向心力.

【专题】定量思想；推理法；牛顿第二定律在圆周运动中的应用；推理能力.

【答案】D

【分析】根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，求出钢球经过光电门的线速度V。钢球做圆周运动

的半径为L+多由向心力公式求向心力。钢球经过光电门时所受合力是重力和细线拉力的合力。

【解答】解:ABD.小球静止不动时，有

Fi=mg

小球做圆周运动，设在最低点时（即通过光电门）速度为v,有

由牛顿第二定律有

V2

F2-mg=m—%

L+2

联立得

F2>F1

"一月=一屋

21一（L+如2

故AB错误，D正确；

C.由牛顿第二定律有小钢球经过光电门时所需向心力为

Fn=F2-mg

故C错误。

故选：D。

【点评】本题探究向心力大小与线速度的关系，对于实验问题明确实验原理是首要任务，知道小球做圆

周运动的向心力来源是解答此题的关键。

2.长郡中学物理学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度。如图（a）所示，把轻质细线一端固定在天花

板上，另一端连接一小钢球，自然悬垂时，测量球心到地面高度h,然后让钢球做小幅度摆动，测量n

=50次全振动所用时间to改变钢球高度，测量多组h与t的值。在坐标纸上描点连线作图，画出t?-h

图如图（b）所示。n取3.14。则（）

图(a)图⑹

A.根据图像可求得当地重力加速度约为9.78m/s2

B.根据图像可求得当地重力加速度约为9.80m/s2

C.根据图像可求得天花板到地面的高度为4.0m

D.根据图像可求得天花板到地面的高度为3.5m

【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；推理能力.

【答案】C

【分析】AB.利用单摆的周期公式导出t2-h的表达式，再根据图线的斜率求解重力加速度；

CD.根据图像中h=0时，t2的值求解天花板到地面的高度。

【解答】解：AB.根据单摆周期公式T=2兀僧，得到L=吗，根据T==，得到/=孚声乙=如簪一

\94"，ngg

竺学，则t2-h图象的斜率表示尤/，根据图象可知，图线的斜率

9g

44兀2

k=-3盘'I。§2/m=1X104s2/m,即7-n2=1xl04s2/m,解得g^9.86m/s2,故AB错误；

2t2彳

29,86x4X1

CD.根据h=0时，t=4.0X104s2,则天花板到地面的高度为L=%=4与=f02mM.Om,

Z2

47rz47rz4X3.14X50

故C正确，D错误。

故选：Co

47r2

【点评】本题考查了单摆的周期公式和图象的应用，利用t2-h图象的斜率k表示一/是解题的关

9

键。

3.如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是（）

0

A.将摆锤摆动到最高点时作为计时起点

B.摆锤摆动到最低点时其加速度为零

C.摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线

D.摆锤摆角越大，实验误差越小

【考点】用单摆测定重力加速度.

【专题】比较思想；模型法；简谐运动专题；理解能力.

【答案】C

【分析】应将平衡位置作为计时起点，可减小误差；摆锤摆动到最低点时，由合力提供向心力，其加速

度不为零；可选长度约为1m的不可伸长的细线作为摆线；当摆角很小时，摆锤的振动才可看成简谐运

动。

【解答】解：A、摆锤经过平衡位置时速度最大，从摆锤到达平衡位置开始计时，这样可以减小误差，

故A错误；

B、摆锤摆动到最低点时，需要由合外力提供向心力，所以摆锤摆动到最低点时其加速度不为零，故B

错误；

C、摆锤直径与摆线长度相比可以忽略不计，所以摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线，故C正

确；

D、如图所示。

0

当摆角。很小时，sin。"、耒

单摆的回复力为F=-mgsin。=一竿x,此时摆锤的振动可看成简谐运动，则知摆角越大，误差越大,

故D错误。

故选：Co

【点评】解答本题时，要掌握实验操作方法，明确计时起点，理解摆锤的振动可看成简谐运动的条件:

摆锤摆角很小。

4.用图示器材探究质量、角速度一定时向心力与半径之间的关系，两小球放置的位置以及皮带连接的两

B.挡板A与C前，塔轮半径不同

C.挡板A与C前，塔轮半径相同

D.挡板B与C前，塔轮半径相同

【考点】探究圆周运动的相关参数问题；牛顿第二定律的简单应用；牛顿第二定律求解向心力.

【专题】比较思想；实验分析法；牛顿第二定律在圆周运动中的应用；实验能力.

【答案】D

【分析】左右塔轮边缘的线速度相等，结合3=，可知角速度的比值，这是探究加速度和角速度关系时，

角速度大小的分析方法。

【解答】解：探究向心力大小与半径的关系时，要保证两球质量、角速度相等，左右塔轮边缘的线速度

相等，结合3=，可得两小球所放位置对应皮带连接的两塔轮半径相等，而两小球做圆周运动的半径不

同，所以两小球需放在挡板B和挡板C前，故ABC错误，D正确。

故选：D。

【点评】解决本题的关键是明确实验原理，了解实验器材的操作过程，知道各部分元件在试验中的作用，

熟记向心力公式。

5.用如图所示的实验装置探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”，小车的质量为M,托盘

和祛码的总质量为m,平衡摩擦力后进行实验（）

打点计时器

B.小车所受的合外力等于2mg

C.释放小车后立即接通打点计时器

D.在托盘中增加祛码，重复实验

【考点】探究加速度与力、质量之间的关系.

【专题】比较思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题；实验能力.

【答案】D

【分析】实验中，传感器测量小车的合外力的一半，不需要m远小于M。根据牛顿第二定律分析小车

所受的合外力与2mg的关系。实验时，应先接通电源，再释放小车。在托盘中增加祛码，改变小车的

合外力，重复实验。

【解答】解：A、探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”时，由于传感器测量小车的合

外力的一半，即可得到小车的合外力，而不是用2mg代替小车的合外力，所以无需m远小于M,故A

错误；

B、对托盘和硅码，根据牛顿第二定律得：mg-T=ma

所以T<mg

则小车所受的合外力F合=2T<2mg,故B错误；

C、为提高纸带利用率，实验时，先接通电源，再释放小车，故C错误；

D、探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”时，保持小车质量不变，在托盘中增加祛码，

改变小车的合外力，重复实验，故D正确。

故选：Do

【点评】解答本题的关键要理解实验原理，搞懂教材上保证m远小于M的原因，采用控制变量法时，

要保证一个量不变，研究另外两个量的关系。

6.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。实验中除小球的水平位移外，还必须测量的物理量有（）

C.水平槽距纸面的高度

D.A球释放位置G距水平槽的高度

【考点】验证动量守恒定律.

【专题】定性思想；推理法；动量定理应用专题；推理能力.

【答案】B

【分析】根据动量守恒定律列式，表达式两边同时乘以时间，结合运动学公式得到最终要验证的表达式,

根据表达式判断即可。

【解答】解：本实验利用平抛运动的水平位移验证动量守恒定律，设水平槽末端在白纸上的投影为O

点，不放B球时多次将A球由同一位置静止释放，在白纸上的平均落点为P,放上B球，次将A球由

同一位置静止释放，A、B碰后各自在白纸上的平均的落点为M、N,根据动量守恒定律有

mAvo=mAVA+mBVB

两球做平抛运动下落的高度相同，故时间相同，上式两边同时乘以时间，则有

mAvot=mAVAt+mBVBt

根据运动学公式知

OP=vot

OM—vAt

ON=vBt

则有

mAOP=mAOM+mBON

根据表达式可知，除小球的水平位移外，还必须测量的物理量有A、B两球的质量，故B正确，ACD

错误。

故选：Bo

【点评】本题考查验证动量守恒定律，要求学生熟练掌握实验原理、实验器材、数据处理和误差分析。

7.某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间

隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，

在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示

屏如图乙所示，根据图中tl、t、t2的意义，结合光速C,则汽车车速为（）

/居雷达—.......

日吊

2

t

甲乙

【考点】用雷达测量物体速度.

【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；推理能力.

【答案】A

【分析】电磁波在真空中传播的速度等于光速C,第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为Xl=c£,

第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为X2=c1,根据汽车通过的位移和时间求出汽车的速度。

【解答】解：第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为xi=c，，第二次发射电磁波，知汽车距离

雷达的距离为X2=C—,

2

两次反射无线电波的时间间隔为4t=t+9一小汽车的位移AX=X1-X2,

汽车车速u=空得u=,故A正确，BCD错误。

zir■十火一q

故选：A«

【点评】解决本题的关键知道汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，然后根据

速度公式求出速度的表达式。

8.在验证动量守恒定律时，晓宇设计了如图所示的实验装置，并进行了如下的操作：将光电门A、B固定

在长木板上，并适当地将长木板的右端垫高，将滑块1放在光电门A右侧，将滑块2放在两光电门之

间，轻推滑块1使其沿长木板向下运动，两滑块碰后粘合为一体。己知滑块1、2的质量分别为m。滑

块1通过光电门A、B时的挡光时间分别为条ti、t2,遮光的宽度为d。以下说法不正确的是()

A,右端垫高的目的是为了平衡两滑块滑动过程受到的摩擦力

B.两滑块与板的动摩擦因数应相同

C.两个滑块碰撞过程中总动能不变

D.验证动量守恒的表达式为加1；=(m1+m2)生

【考点】验证动量守恒定律.

【专题】定量思想；实验分析法；动量定理应用专题；推理能力.

【答案】C

【分析】AB、根据实验的步骤和注意事项，可以判断这两个选项的正确性；

C、根据碰撞类型可以确定碰撞的过程是否存在动能损失；

D、根据动量守恒，结合实验测量的物理量，可以得出验证动量守恒的表示式。

【解答】解：A.将长木板的右端垫高是为了平衡两滑块滑动过程受到的摩擦力，故A正确;

B.平衡摩擦力时，需要mgsin8=|imgcose

即|i=tan0

因为倾斜角度只能是一个值，所以两滑块与板的动摩擦因数应相同，故B正确；

C.两滑块碰后粘合为一体，则碰撞为完全非弹性碰撞，一定有动能损失，故C错误；

D.滑块经过光电门时的速度为挡光时间内的平均速度，因此滑块1通过两个光电门的速度分别为

若碰撞过程动量守恒，则碰前滑块1的动量应等于碰后两滑块1、2的总动量，有

mt—=+m）—

ci2r2

故D正确。

本题选不正确的，故选：Co

【点评】本题考查了验证动量守恒定律实验，理解实验原理是解题的前提与关键，应用动量守恒定律即

可解题。

二.多选题（共4小题）

（多选）9.惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证

这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一

倾角。可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的。点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释

放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为a。摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得

摆线的拉力为F1,摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F2、

F3、To均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（）

A.多次改变图1中。角的大小，即可获得不同的等效重力加速度

B.单摆n次全振动的时间为nTo

C.多次改变摆角a,只要得出Toe〒上就可以验证该结论成立

弋sina

D.在图2的测量过程中，满足F3=3FI-2F2的关系

【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；推理能力.

【答案】AD

【分析】根据题意求出等效重力加速度。根据图2求周期，根据单摆周期和全振动时间的关系求解作答；

根据单摆周期公式分析作答；摆球自然悬垂时，根据平衡条件细线的拉力；在A、C位置，求拉力F2

与F1的关系；在最低处B点，根据向心力公式求速度；小球从A到B,根据动能定理求速度，然后联

立求解作答。

【解答】解：A.令等效重力加速度为go,则有

mgsin0=mgo

解得

go=gsin0

可知，多次改变图1中。角的大小，即可获得不同的等效重力加速度，故A正确；

B.单摆在运动过程中，A、C两位置摆线的拉力最小，根据图2可知，相邻两个摆线拉力最小的位置

的时间间隔为半个周期，可知，单摆n次全振动的时间为

t=nT=2nTo

故B错误；

C.根据单摆周期公式有

r=27rJi£

可知，多次改变斜面倾角只要得出78就可以验证该结论成立，故C错误；

yjsin6

D.摆球自然悬垂时，通过力传感器(图中未画出)测得摆线的拉力为F1,根据平衡条件有

Fi=mgsin6

在图2的测量过程中，摆球在A位置有

F2=mgsin8cosa

摆球在B位置，根据牛顿第二定律有

777避

F3—mgsinO=­j—

摆球从A位置运动到B位置，根据动能定理有

1

mgsind(L—Lcosa)=-^mv7

解得

F3=3FI-2F2

故D正确。

故选：ADo

【点评】理解实验原理是解题的前提与关键，能够根据平衡条件求解等效重力，熟练掌握圆周运动向心

力公式、动能定理和单摆周期公式。

（多选）10.在探究功与速度变化的关系的实验中，下列说法中正确的是（）

A.长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力

B.重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同

C.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算

D.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算

【考点】探究功与物体速度变化的关系.

【专题】实验题.

【答案】ABD

【分析】在利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，应选取几条完全相同的橡皮筋，为使它们每次

做的功相同，橡皮筋拉伸的长度必要保持一致；小车的运动是先加速后匀速，最后匀速的速度为最大速

度，即为所求速度.实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力.

【解答】解：A、实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是用一个

小木块垫高长木板的一端，故A正确；

B、橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，故橡皮筋每次拉伸长度必须保持一致。故B

正确；

C、D、当橡皮筋恢复原长时，小车合外力为零，做匀速运动，此时速度最大，因此此时速度即为小车

最终获得的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算。故C错误，D正确。

故选：ABDo

【点评】本题考查了探究功与速度变化的关系实验的实验原理、实验操作规范、误差来源，通过选取几

条完全相同的橡皮筋是功成倍增加来化解变力做功的测量难点.

（多选）H.某同学利用如图甲所示的装置，探究滑块a上升的最大高度，忽略一切阻力及滑轮和细绳的

质量。起初物块a放在地面上，物块b距地面的高度为h,细绳恰好绷直，现静止释放物块b,物块b

碰地后不再反弹，测出物块a上升的最大高度H,每次释放物块b时，确保物块a在地面上，改变细绳

长度及物块b距地面的高度h,寻找多组（H,h）,然后做出H-h的图像（如图乙所示），测得图像的

斜率为k,已知物块a、b的质量分别为mi、m2。贝!J（）

H

b]m2

Zz/z/zz/zz/z/zz0••

甲乙

A.物块a、b的质量之比”

m2k

B.物块a、b的质量之比如=：一1

m2k

C.H-h图像的斜率k的取值范围是l<k<2

D.H-h图像的斜率k的取值范围是0<k<l

【考点】验证机械能守恒定律；功是能量转化的过程和量度；机械能守恒定律的简单应用.

【专题】定量思想；推理法；功能关系能量守恒定律；分析综合能力.

【答案】BC

【分析】根据题意分析可知，a物块经历两个运动过程，先对整体运用动能定理，再对a物块运用动能

定理列式即可分析a、b质量之比表达式；最后根据a物块上升，b物块下降列出表达式即可求解k的

取值范围。

【解答】解：AB、物块a的上升过程分为两个阶段，第一阶段为在物块b释放后，在绳子拉力的作用

下加速上升，与此同时物块b加速下降，物块b的速率与物块a相同，第二个阶段为物块b落地后，物

块a在自生重力的作用下减速上升直至最高点。则第一阶段对整体由动能定理有（62-租1）9h=

11

2

2（^i+m2）v,第二阶段对物块a由动能定理有一瓶10（"-/i）=0

联立可得”=不驾1/1,根据图像斜率可知卜=五驾T，整理表达式得吧=[-1,故A错误，B正

mm

7nl+M2i+2m2k

确；

CD、根据题意分析可知，若要将物块a拉起，则需要满足T-mig>0,同理对物块b,则需要满足m2g

-T>0,整理可得m2>mi,因此有-----<-----<-即l<k<2,故C正确，D错误。

m2+m2m1+m2m2

故选：BCo

【点评】该题考查连接体问题中动能定理的应用，a物块经历两个运动过程试分析该题时容易忽视的细

节，需要强化对多过程问题训练，题目难度适中。

（多选）12.某同学要探究类平抛运动的规律，设计了如图所示实验装置，他将一块足够大平整方木板的

一端放在水面地面上，另一端用支撑物垫起，形成一个倾角为0的斜面；他先将一个小木块轻轻放在

斜面上，放手后发现小木块会沿斜面向下运动；接着该同学将木块置于木板左上角，同时给小木块一个

平行于木板上沿的水平向右初速度V0,测量木块的运动轨迹，并沿平行于木板上沿和沿斜面向下方向

建立xOy坐标系来研究木块的运动。木块与木板上表面间的动摩擦因数处处相同均为中不计空气阻力，

重力加速度为g，下列说法正确的是()

A.小木块在斜面上的运动轨迹为一条抛物线，该同学实验方案可行

B.小木块获得初速度V0开始运动的瞬间，其加速度大小为gJs讥2J+林2cos28

C.小木块沿y轴方向的分运动为匀加速直线运动

D.小木块最终沿与y轴平行的方向做匀加速直线运动，加速度大小a=g(sinB-RCOS。)

【考点】探究平抛运动的特点.

【专题】信息给予题；定量思想；推理法；运动的合成和分解专题；运动学与力学(二)；理解能力.

【答案】BD

【分析】ABD.将木块所受重力沿斜面向下和垂直斜面分解，根据滑动摩擦力公式求摩擦力，根据力

的合成求合力，根据牛顿第二定律求加速度；根据运动的合成与分解分析木块沿x方向和沿y方向的运

动情况，然后作出判断；

C.对木块减小受力分析，然后分析木块沿y方向所受的合力，结合牛顿第二定律分析运动情况。

【解答】解：ABD.小木块获得初速度vo开始运动的瞬间，受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦

力的方向与vo方向反向，把重力分解为垂直斜面向上和沿斜面向下的两个力，支斜面对木块的支持力

FN=mgcos0，则木块受到的滑动摩擦力f=|1FN=nmgcosQ，则根据牛顿第二定律有

y/m2g2sin29+iJ.2m2g2cos29=ma

解得a=gjsin23+/z2cos20

此后木块在y方向做加速运动，x方向做减速运动，当x方向速度减为零时x方向不再运动，最终木块

在y方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律mgsin0-nmgcos9=ma,解得加速度大小为a=g(sin0

-Mos。)，因此木块不是做类平抛运动，故A错误，BD正确；

C.滑动摩擦力的方向从最初与vo方向反向，逐渐变为沿y轴负方向，则小木块沿y轴方向的分运动为

先做加速度减小的加速直线运动，后做匀加速直线运动，故C错误。

故选：BDo

【点评】本题考查了物体（木块）在斜面上的曲线运动，对于曲线运动可以采用“化曲为直”的方法进

行研究；由于斜面粗糙，因此木块的运动不是类平抛运动。

三.填空题（共2小题）

13.某同学利用打点计时器探究小车的运动规律，实验时按规范操作得到的一条纸带的一部分，从比较清

晰的点迹起每5个点标记一个计数点，标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两计数点之间

都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出AC、BD、CE的长度如图所示，已知打点计时器的打