专题16：力学实验 专项训练 -2026届高考物理一轮复习备考

这是一份专题16：力学实验 专项训练 -2026届高考物理一轮复习备考，共23页。试卷主要包含了长度测量工具的读数原理等内容，欢迎下载使用。
需要掌握的内容
1．长度测量工具的读数原理
游标卡尺的读数
螺旋测微器的读数原理：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读值)×0.01 mm.
2.计时仪器的种类和测量原理
3.实验环境中求瞬时速度的原理和方法：
用纸带求瞬时速度时，在下图中，vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T)（T越小，vn越接近真实值）
用光电门求瞬时速度时，把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看作物体经过光电门的瞬时速度，即v＝（d越小，v越接近真实值）
4.用“逐差法”、“v-t图像法”和运动学公式（a＝eq \f(v\\al(2,2)－v\\al(2,1),2L)）求加速度
5、明白探究性实验和验证性实验的核心区别
热
经精典例题
1.有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置,如图甲所示,该装置由两块挡板和弹簧组成,弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部,可将整包纸巾顶起,以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征,做了以下实验:
科技实践小组设计如图乙所示,测量出数据记录于表格中:
(1)依据测量数据画出m-Δl图像如图丙所示,观察图像可发现,其中第 次数据误差较大,应该剔除。
丙
(2)根据图像可得劲度系数k= N/m(结果保留两位有效数字,g取10 N/kg)。
(3)在使用过程中,盒子里的纸巾越来越少,弹簧的弹性势能 (选填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”)。
2.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。

(1)下列说法中正确的是（ ）
A．每次增加的钩码数量必须相等
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等
(2)根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为 N/m。（结果保留两位有效数字）
3.(2024广东广州二模)如图甲,用量程为5 N的弹簧测力计,测量一个超出其量程的物体的重力。
(1)将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上。
(2)三根细线分别与弹簧测力计的一端、图钉、待测重物相连,弹簧测力计的另一端固定,通过改变图钉在木板的位置调节细线OB,使细线的结点O与圆环的圆心位置重合。
(3)标出OA、OB、OC的拉力方向,记录弹簧测力计的读数为 N。
(4)①根据共点力平衡条件和平行四边形定则,用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力;
②由作图结果可得重物的重力为 N(结果保留一位小数)。
4.为验证两个互成角度的力的合成规律，某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材，按照如下实验步骤完成实验：

（Ⅰ）用图钉将白纸固定在水平木板上；
（Ⅱ）如图（d）（e）所示，橡皮条的一端固定在木板上的G点，另一端连接轻质小圆环，将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置，并标记圆环的圆心位置为O点，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，大小分别为F1 = 3.60N、F2 = 2.90N；拉力F1和F2，改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，在拉力F的方向上标记P3点，拉力的大小为F = 5.60N请完成下列问题：
(1)在图（e）中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F′。
(2)比较F和F′，写出可能产生误差的两点原因
5. 学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。

（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1位小数）；
（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____ （结果保留1位小数）。
6.．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，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________________________．
(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．
A．弹簧原长 B．当地重力加速度
C．滑块C(含遮光片)的质量
(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将__________________________________．
A．增大 B．减小 C．不变
7. 为探究加速度与合力的关系，甲、乙、丙三个实验小组分别采用了如图所示的相应的实验装置，小车总质量用M表示(图甲中M为小车和与小车固定连接的小滑轮的质量和，图乙中M为小车与力传感器的质量和)，槽码总质量用m表示．重力加速度g已知，试回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三组实验中，必须平衡小车和木板之间摩擦力的实验小组有________．
(2)甲、乙、丙三组实验中必须满足M≫m的实验小组是________(选填“甲”“乙”或“丙”)．
(3)实验时各组同学的操作均正确，甲、乙、丙三组同学作出的a－F图线如图所示(甲组同学所用F为测力计示数，乙组同学所用F为力传感器示数)，则甲组实验对应的图线是________，乙组实验对应的图线是________，丙组实验对应的图线是________(均选填“A”“B”或“C”)．
8.某小组利用气垫导轨装置研究力与速度的关系。如图甲所示,遮光条宽度为d,光电门可测出其挡光时间;滑块与遮光条的总质量为m0,砝码盘的质量忽略不计,不计滑轮和导轨摩擦。实验步骤如下:
①调节气垫导轨使其水平,并取4个质量均为m的砝码放在滑块上;
甲
乙
②用细绳连接砝码盘与滑块,让滑块静止放在导轨右侧的某一位置;
③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,释放滑块后,测出遮光条经过光电门的挡光时间Δt;
④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,重复步骤③,并保证滑块从同一位置由静止释放;
⑤重复步骤④,直至滑块上的砝码全部放入砝码盘中。
请回答下列问题:
(1)若用10分度的游标卡尺测量遮光条宽度d如图乙所示,则d= mm。
(2)滑块经过光电门时的速度v= (用题中所给的字母表示)。
(3)在本次实验过程中,砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下,不考虑偶然误差,遮光条经过光电门时的速度之比v1∶v2= 。
9. 如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是_____；
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是____；
A.补偿阻力时小车未连接纸带
B.先接通打点计时器电源，后释放小车
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量___（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为___（选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是___；
A.用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B.在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C.在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式___；小车加速度的表达式是___。
A. B. C.
10. 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。

（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
（2）小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出图像，如图（b）中图线甲所示。

（3）由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，作出图像，如图（b）中图线乙所示。
（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间____________，非线性区间____________。再将小车的质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示（表中第组数据未列出）。
（5）请在图（b）中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙_________。
（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量____________时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释：______________________。

11. 用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。

（1）以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。
A. 使小车质量远小于槽码质量B. 调整垫块位置以补偿阻力
C. 补偿阻力时移去打点计时器和纸带D. 释放小车后立即打开打点计时器
（2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。

A.
B.
C.
D.
（3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。

由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。
12．某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下：

（1）将绒布平铺并固定在木板上，然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L；
（2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度
（3）调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则 （结果保留3位有效数字）
（4）推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式，可得 （用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得实验数据计算出值；
（5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示；
（6）根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为 。
13．在高中阶段，我们学习了多种测量物体加速度的方法。

(1)通过打点计时器，可以测量小车的加速度。实验装置如图所示。通过实验得到了一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离：，，，，，，请计算该小车的加速度 （保留小数点后两位）
(2)通过光电门，同样可以测量物体的加速度。如图，滑块上安装了宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，试估算滑块的加速度 （保留两位有效数字），该估算值与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）

(3)频闪照片也是一种测量加速度的方法。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某时刻，将一小球从O点由静止释放，频闪仪每隔闪光一次。以O点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标、、。下图是小球自由下落时的部分频闪照片示意图，照片中的数字是小球下落的距离（单位：cm）。小崔同学为了减小偶然误差，他建议做图，把实验数据代入（如，；，），得到一条过原点的直线，再通过该直线的斜率得到加速度。请问该方案是否可行？如果可行，请求出加速度的值（结果保留两位有效数字）；如果不可行，请说明原因 。

14．某实验小组用如图甲所示的装置做“探究加速度与力关系”实验。打点计时器所接电源的频率为50Hz，滑轮、长木板均光滑。


(1)按正确的方法实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小 m/s，小车的加速度大小 （结果均保留两位有效数字）。
(2)改变重物，多次实验，得到多组弹簧测力计示数F和对应的小车加速度大小a，以F为横轴、a为纵轴作出图像，该图像的斜率为k，则小车的质量 （用k表示）。
(3)某次实验时弹簧测力计的示数为，则此次实验中重物的加速度为 。
15．某实验小组同学利用如图甲所示的实验装置测量当地的重力加速度大小。调节木板的倾角，使小车在未悬挂砝码盘时能拖着纸带沿木板向下匀速运动，之后将小车固定在靠近打点计时器处，在动滑轮上悬挂砝码盘和砝码，接通打点计时器电源并释放小车，打点计时器打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率，释放小车的瞬间打点计时器打的点记为0，之后的点依次记为1，2，3，…，0与120两点间的距离为152.36cm，119与121两点间的距离为5.08cm，两滑轮、细绳及纸带的质量均不计，回答下列问题：（结果均保留两位小数）

(1)打点计时器打记为120的点时小车的速度大小＝ m/s。
(2)小车的加速度大小a＝
(3)测得小车的质量，砝码盘和砝码的总质量，则当地的重力加速度大小g＝
16．某同学“探究加速度与物体合力的关系”的实验装置如图1所示，图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的固定长木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计的示数F，不计轻绳与滑轮、滑轮与轮轴的摩擦、滑轮的质量．
(1)下列说法正确的是__________．
A．实验中m2应远小于m1
B．长木板必须保持水平
C．实验时应先接通电源后释放小车
D．小车运动过程中测力计的读数为eq \f(m2g,2)
(2)图2是实验过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D为选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为：8.00 cm、17.99 cm、30.00 cm、44.01 cm，若打点计时器的打点频率为50 Hz，则由该纸带可知小车的加速度大小为________m/s2(结果保留三位有效数字)．
(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a－F图像可能是图3中的图线________________．
图3
17.某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.
回答下列问题：
(1)f4＝________N；
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留2位有效数字)
18. 阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，某物理兴趣小组现用来验证牛顿第二定律，如图所示，已知重力加速度为g。
(1)实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M(A的含挡光片，B的含挂钩)的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出 (填“A的上表面”“A的下表面”或“遮光片中心”)到光电门中心的竖直距离h；
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)由静止开始运动，光电门记录挡光片遮光的时间为 Δt；
③为了验证牛顿第二定律，还需要测量的物理量有 ；
A．遮光片的宽度d B．重物A的厚度L
(2)满足的关系式 ，即可验证牛顿第二定律。
(3)不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，m不断增大时，a会趋近于一个恒量，该恒量为 。
参考答案：
1.答案 (1)4 (2)20 (3)逐渐变小
解析 (1)由图可知,第4次的描点不在线上,出现明显偏差,故第4次数据误差较大,应该剔除。
(2)根据胡克定律mg=kΔl,可得m=kgΔl,
由图像斜率可得kg=(50-10)×10-3(3.0-1.0)×10-2=2,解得k=20 N/m。
(3)在使用过程中,盒子里的纸巾越来越少,纸巾的重力减少,弹簧的形变量减少,故弹簧的弹性势能逐渐变小。
2.【答案】(1)C (2)25
【解析】（1）A．对每次增加的钩码数量没有要求，只需保证弹簧始终在弹性限度范围内，记录下每次弹簧的伸长量及所挂钩码的质量即可，故A错误；
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比，故B错误；
C．用悬挂钩码的方式给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态，使弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力，故C正确；
D．不同弹簧的劲度系数不一定相等，即弹簧的弹力与伸长量之比不一定相等，故D错误。
故选C。
（2）在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，在点出现拐点是因为超过了弹簧的弹性限度。故弹簧的劲度系数为
3.答案 (3)3.00
(4)见解析图 7.0(6.8~7.2均可)
解析 (3)弹簧测力计的最小分度为0.1 N,读数时需要估读到0.01 N,所以其读数为3.00 N。
(4)①作出力的图示,如图所示。
②由作图结果可得重物的重力为7.0 N。
4.【答案】(1)
(2)①没有做到弹簧秤、细绳、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计
【解析】（1）按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F′，如下图所示

（2）F和F′不完全重合的误差可能是：①没有做到弹簧秤、细绳、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计。
5.【答案】（1）5.0 （2） ①. 失重 ②. 1.0
【解析】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。
（2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态；
[2]根据
根据牛顿第二定律
代入数据联立解得电梯加速度大小
6.解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速运动，则速度的大小为eq \f(s,t).
(2)弹簧的弹性势能完全转化成滑块的动能，即Ep弹＝eq \f(1,2)mv2，故除了测量速度外，还要测量滑块(含遮光片)的质量．
(3)增大x，弹簧弹性势能增大，滑块离开弹簧后的速度增大，故从B到C所用的时间减小．
答案：(1)eq \f(s,t) (2)C (3)B
7. 【答案】(1)甲、乙、丙 (2)丙 (3)A B C
【解析】(1)三个实验都需要平衡摩擦力．
(2)题图甲中小车受到的合力是测力计示数的2倍，乙图中小车受到的合力是力传感器的示数，题图丙中通过槽码所受的重力代替绳子的拉力，因此三组实验中只有丙需要满足小车的重力代替绳子的拉力，因此三组实验中只有丙需要满足小车的总质量M远大于所挂槽码的总质量m.
(3)根据装置可知，题图甲中小车受到的拉力大于测力计的示数，题图乙中小车受到的拉力等于力传感器的示数，当F相等时，甲组小车的加速度大，所以甲组对应图线A，乙组对应图线B，丙组用槽码的重力代替绳子的拉力，随着m的增大，不满足M≫m时，图像出现弯曲，所以丙组对应的是图线C.
8.答案 (1)5.2 (2)dΔt (3)1∶2
解析 (1)10分度游标卡尺的精确值为0.1 mm,由图乙可知遮光条宽度为d=5 mm+2×0.1 mm=5.2 mm。
(2)释放滑块后,测出遮光条经过光电门的挡光时间Δt,由于挡光时间很短,可认为挡光过程的平均速度等于滑块经过光电门时的速度,则有v=dΔt。
(3)在本次实验过程中,砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下,可认为滑块受到的合力之比为F1∶F2=1∶4,根据牛顿第二定律可知两种情况下滑块的加速度之比为a1∶a2=F1∶F2=1∶4,根据运动学公式v2=2ax,可知遮光条经过光电门时的速度之比为v1∶v2=a1∶a2=1∶2。
9.【答案】 ①. B ②. B ③. 远大于 ④. 系统误差 ⑤. C ⑥. ⑦. A
【解析】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。
故选B。
（2）[2]A．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故A错误；
B．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确；
C．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。
故选B。
[3]设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有

联立解得
由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
[4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。
[5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。
故选C。
（4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为
打计数点5时小车速度的表达式为
[7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是
故选A。
10.【答案】 ①. 较大 ②. 较小 ③. ④. 远大于钩码质量 ⑤. 见解析
【解析】（4）[1][2]由题图（b）分析可知，与图线甲相比，图线之的线性区间较大，非线性区间较小；
（5）[3]在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，如下图所示

（6）[4][5]设绳子拉力为，对钩码根据牛顿第二定律有
对小车根据牛顿第二定律有
联立解得
变形得
当时，可认为
则
即a与F成正比。
11.【答案】（1）B （2）D （3） ①. 反比 ②. 槽码
【解析】【小问1详解】A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误；
B．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故B正确；
C．补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；
D．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
根据逐差法可知
，，，
联立可得小车加速度表达式为，故选D。
【小问3详解】[1]根据图像可知与M成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比；
[2]设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律
化简可得
故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。
12.【答案】 5.25 1.00 斜面倾角对动摩擦因数没有影响
【解析】（2）[1]该挡光片宽度 d=5mm+5×0.05mm=5.25mm
（3）[2]根据时间极短的平均速度近似等于瞬时速度，挡光片经过光电门A的速度
（4）[3]挡光片依次经过光电门A和B，由动能定理可得
解得
（5）[4]根据图像可知，动摩擦因数并不随角度的变化而发生变化，所以可以得到的结论为斜面倾角对动摩擦因数没有影响。
13.【答案】(1)0.63 (2) 0.12 偏大
(3)不可行，理由：取由O到A点，下落时间为0.04s，重力加速度约为，由，可知第一段OA的时间间隔小于0.04s，因此不是一条直线。
【解析】（1）相邻两个计数点间的时间间隔
根据逐差法，该小车的加速度
（2）[1]遮光条宽度
遮光条通过第一光电门的速度
通过第二光电门的速度
滑块的加速度
[2]光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光片通过光电门的速度可以用平均速度代替，真实速度为挡光片前边缘到达光电门中心的瞬时速度，显然测量的速度偏大，故测得的加速度偏大。
（3）不可行，理由：取由O到A点，下落时间为0.04s，重力加速度约为，由，可知第一段OA的时间间隔小于0.04s，因此不是一条直线。
14.【答案】(1) 1.6 3.2 (2) (3)
【解析】（1）[1][2] 相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打出点时小车的速度大小为
根据逐差法求出小车的加速度大小
（2）根据牛顿第二定律得
则得
（3）当某次弹簧测力计的示数为时，根据（2）可知
得到此时小车的加速度
则重物的加速度为
15.【答案】(1)1.27 (2)0.53 (3)9.81
【解析】（1）相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打点计时器打记为120的点时小车的速度大小
（2）根据动力学公式
解得小车的加速度大小为
（3）对砝码盘和砝码，根据牛顿第二定律
对小车，根据牛顿第二定律
解得当地的重力加速度大小为
16.解析：(1)小车所受的拉力可以通过弹簧秤测出，不需要满足m2远小于m1，故A错误．实验应该平衡摩擦力，所以木板不能水平，故B错误．实验时应先接通电源后释放小车，故C正确．根据牛顿第二定律知，m2g＞2T，则T＜eq \f(m2g,2)，故D错误．故选C.
(2)根据Δx＝aT2，运用逐差法得，a＝eq \f(xBD－xOB,4T2)＝eq \f(44.01－17.99－17.99×10－2,4×0.01) m/s2＝2.01 m/s2.
(3)某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则F不等于零时，a为零，故选B.
答案：(1)C (2)2.01 (3)B
17.解析：(1)指针在2.7～2.8之间，估读为2.75 N.
(2)描点画线．(注意让所有点均匀分布在线上或线的两边)如图所示．
(3)f＝μ(M＋m)g＝(μg)m＋μMg
故f－m关系中的斜率k＝μg
(4)第(2)问中连线与横轴交于(0.02,2.0)，与y＝3的直线交于(0.27,3.0)
所以斜率k＝eq \f(3.0－2.0,0.27－0.02)＝4.0
所以μ＝eq \f(k,g)＝eq \f(4.0,9.80)＝0.408
保留两位有效数字得μ≈0.41.
答案：(1)2.75
(2)将(0.05,2.15)和(0.20,2.75)两个点画在图中并连线，见解析图
(3)μ(M＋m)g μg (4)0.41
18. 【答案】(1)遮光片中心 A (2) dΔt22ℎ=mg2M+m (3)g
【解析】(1)光电门可以测出重物A的瞬时速度，为验证机械能守恒，还需测量重物A上升的高度，即遮光片中心到光电门中心的竖直距离h。重物A的瞬时速度为 v=dΔt，可知要得到重物A的瞬时速度，还需测量的物理量是遮光片的宽度d。
(2)根据牛顿第二定律可得 mg=m+2Ma
整理得 a=mg2M+m
由运动学公式 dΔt2=2aℎ
联立可得 dΔt22ℎ=mg2M+m
(3)根据 a=mg2M+m=g2Mm+1
m不断增大时，式子的分母趋近于1，则a会趋于g。
游标尺
精确度(mm)
测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线对齐时)(mm)
刻度格数
刻度总长度(mm)
每小格与1 mm差(mm)
10
9
0.1
0.1
主尺上读的毫米数＋0.1n
20
19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数＋0.05n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02n
计时仪器
测量方法
秒表
秒表的读数方法：测量值(t)＝短针读数(t1)＋长针读数(t2)，无估读
打点计时器
(1)t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)；
(2)打点频率(周期)与所接交流电的频率(周期)相同
光电计时器
光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口
对比维度
验证性实验
探究性实验
目的
证实已知结论
发现未知规律
变量设计
单一变量 + 严格对照
多变量梯度 + 趋势分析
结论确定性
固定且唯一
开放且可能多样
假设作用
无需明确假设
需提出并检验假设
典型场景
验证力的平行四边形定则
探究加速度与力、质量的关系探究弹力和弹簧伸长量的关系
实验次数
1
2
3
4
5
砝码质量m/g
10
20
30
40
50
弹簧长度l/cm
4.50
4.00
3.50
3.25
2.50
弹簧形变量Δl/cm
1.00
1.50
2.00
2.25
3.00
序号
1
2
3
4
5
钩码所受重力
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
小车加速度
026
0.55
0.82
1.08
1.36
序号
6
7
8
9-14
15
钩码所受重力
0.120
0.140
0.160
……
0.300
小车加速度
1.67
1.95
2.20
……
3.92
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
f4
2.93