2025年高考物理一轮总复习：力学实验（原卷版）

专题17力学实验

目录

近年真题对比

考向一弹簧、橡皮类实验

考向二“纸带类”实验

考点三光电门、传感器类实验

命题规律解密

名校模拟探源

易错易混速记

一

,真题考查解读

【命题意图】I立足教材，侧重考查完成实验的能力。主要涉及基本仪器的使用（含读数）、实验原理和测量方

法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排，以及实验数据的处理、实验误差的分析。“新”可以更加有效

地考查学生分析问题的能力，区分度也加大了。主要表现在：（1）实验器材的等效与替换，如用气垫导轨代

替长木板、光电门和频闪照相机代替打点计时器等。（2）实验结论的拓展与延伸，如通过实验装置测出物体

的加速度，再利用牛顿第二定律求动摩擦因数等。（3）试题情景的设计与创新。

【考查要点】（1）探究小车速度随时间变化的规律；

（2）探究加速度与物体受力、物体质量的关系；

（3）验证机械能守恒定律；

（4）验证动量守恒定律.

（5）探究弹簧弹力与形变量的关系；

（6）探究两个互成角度的力的合成规律；

（7）探究平抛运动的特点；

【课标链接】①熟知各种器材的特性，重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法，灵活运用图象

与表格分析处理实验数据.

2.熟悉课本上的实验，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去.

1.（2023全国乙卷）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧

测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：

①用图钉将白纸固定在水平木板上。

②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一

端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两

个测力计的示数得到两拉力8和K的大小，并。（多选，填正确答案标号）

A.用刻度尺量出橡皮条的长度

B.用刻度尺量出两细线的长度

C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到，由测力计的示数得到拉力户的大小，沿

细线标记此时产的方向。

④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作耳和工的合成图，得出合力F

的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力产的图示。

⑤比较F'和F的,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

2.（2023浙江6月卷）如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力

与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为〃的钩码，静止时指针所指刻度/、/的数据如表。

钩码个数12.・・

7.8.9.

xjcm•

755330

161820

AB/CHI•

.45.52.60

钩码个数为2时，弹簧A的伸长量©A=cm,弹簧B的伸长量AXB=cm,两根弹簧

弹性势能的增加量AE7^（AXX+AXB）（选填“=”、或“〉”）。

3.(2023湖南卷)某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图(a)所示，轻质弹簧

上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁

传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：

图(a)

(1)测出钩码和小磁铁的总质量m;

(2)在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，

此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；

(3)某次采集到的磁感应强度3的大小随时间/变化的图像如图(b)所示，从图中可以算出弹簧振子

振动周期7=(用飞”表示)；

图(b)

(4)改变钩码质量，重复上述步骤；

(5)实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是(填

“线性的”或“非线性的”)；

m/kglOT/sT/sT2/S2

0.0152.430.2430.059

0.0253.140.3140.099

0.0353.720.3720.138

0.0454.220.4220.178

0.0554.660.4660.217

（6）设弹簧的劲度系数为左，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可

能是（填正确答案标号）；

C.2兀JmkD.2兀kGi

（7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差原因：.

考向二“纸带类”实验

4.（2023浙江1月卷）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示.

图1

①需要的实验操作有（多选）；

A.调节滑轮使细线与轨道平行

B.倾斜轨道以补偿阻力

C.小车靠近打点计时器静止释放

D.先接通电源再释放小车

②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数

点，则计数点1的读数为cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打计数点2时

小车的速度大小为：m/s（结果保留3位有效数字）。

•0•12•3•4•

|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

0cm23456789101112

图2

5.（2023全国甲卷）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的

关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时

器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。

打点计时器纸带小车

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s.以打出/点时小车位置为初始位置,

将打出8、。、久£、户各点时小车的位移Ax填到表中，小车发生应位移所用时间和平均速度分别为加和Vo,

表中AXAD=cm,Vad=cm/s»

⑹6.60力*8.00-9.40410.90—-12.40―►：

\・・・・・•(

“BCDEF\

单位:cm

图(b)

位移区间ABACADAEAF

Ax(cm)6.6014.60^AD34.9047.30

v(cm/s)66.073.0VAD87.394.6

（2）根据表中数据得到小车平均速度S随时间4的变化关系，如图（c）所示。题卡上的图中补全实

图⑹

（3）从实验结果可知，小车运动的；—。图线可视为一条直线，此直线用方程3=左加+5表示，其中

k=cm/s2»b=cm/so（结果均保留3位有效数字）

（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出/点时小车速度大小”=

，小车的加速度大小。=。（结果用字母大6表示）

近年真题对比

考向一弹簧、橡皮类实验

1.（2022•湖南卷・T11）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）

所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

橡

刻

支

度

架

皮

尺

筋

料

塑W

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度/,记录数据如下表:

序号12345

硬币数量"/枚510152025

长度//cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋

的长度为cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

考向二“纸带类”实验

2.（2022•河北•T11）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能

守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为Lo,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能

1,

表达式为E=5履2,其中k为弹簧的劲度系数，X为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

弹簧

钩码

时器

打点计

止

从静

源。

器电

计时

打点

接通

为L。

长度

簧的

时弹

得此

，测

位置

某一

拉至

慢下

码缓

将钩

度内

性限

在弹

（1）

上相

，纸带

所示

如图2

纸带

部分

段的

升阶

速上

码加

。钩

纸带

晰的

迹清

条点

了一

得到

缩，

簧收

，弹

钩码

释放

F

打出

点到

出A

从打

点）。

打出A

同时

码的

放钩

为释

内，认

范围

允许

误差

（在

均为T

间隔

时间

间的

点之

邻两

o

为

增加量

力势能

码的重

为,钩

加量

能增

的动

钩码

为,

少量

能减

性势

的弹

，弹簧

间内

点时

)

11

J

L

-

A

归

・

'

"5

'

码上

别与钩

加量分

械能增