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(共44張PPT)
專題十七 實驗
考向一 力學實驗
2025年高考物理專題復習資料
考點切片
考點1 測量做直線運動物體的瞬時速度
1.（2023全國甲卷）某同學利用如圖甲所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度
與時間的關系。讓小車左端和紙帶相連，右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，
帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關數據如圖乙所示。
（1） 已知打出圖乙中相鄰兩個計數點的時間間隔均為。以打出 點時小車位置為
初始位置,將打出、、、、各點時小車的位移 填到表中，小車發生對應位移所
用時間和平均速度分別為和。表中______,_____ 。
位移區間
6.60 14.60 34.90 47.30
/ 66.0 73.0 87.3 94.6
80.0
【解析】 由題圖乙中紙帶的相關數據可知
,由平均速度的定義可知
。
（2） 根據表中數據,得到小車平均速度隨時間 的變化關系，如圖丙所示。在圖中補
全實驗點。
【答案】 如圖所示
【解析】 將坐標點 在題圖丙中描點,如答圖所示。
（3） 從實驗結果可知，小車運動的 圖線可視為一條直線，此直線用方程
表示，其中_____,_____ 。（結果均保留 3位有效數字）
70.0
59.0
【解析】 將答圖中的實驗點用直線擬合,如答圖所示,可知斜率
,截距 。
（4） 根據（3）中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運動，得到打出 點時小車
的速度大小___，小車的加速度大小____。（結果用字母、 表示）
【解析】 小車做勻加速直線運動,有,變形可得 ,
故在時,即打出點時小車的速度大小,小車的加速度大小滿足 ,即
。
跳跳學長來避坑
（1）對于橫、縱軸的單位要辨別清楚,計算斜率時先識別縱、橫軸的起始值是否為零。
（2）計算結果按照要求保留有效數字。
考點2 探究彈簧彈力與形變量的關系
2.（2024黑龍江哈爾濱模擬）某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置測量彈簧的勁度系數，
讓毫米刻度尺的0刻度線與彈簧上端對齊，實驗時通過改變彈簧下端懸掛的鉤碼數量，
改變彈簧的彈力，并利用刻度尺讀出對應的彈簧長度 。
（1） 下列說法不正確的是______［多選］。
BCD
A.懸吊鉤碼時，應在鉤碼靜止后再讀數
B.每次必須增加相同個數的鉤碼，鉤碼的總重力與彈力 大小相等
C.如果未測量彈簧原長，實驗就無法得到彈簧的勁度系數
D.用幾個不同的彈簧分別測出幾組彈力與伸長量，得出彈力與伸長量之比相等
【解析】 懸吊鉤碼時,應在鉤碼靜止后再讀數,防止鉤碼擺動過程影響示數。
每次增加的鉤碼個數不需要相同,鉤碼的總重力與彈力大小相等。 未測量彈簧原長,
通過圖像的斜率也可以得到彈簧的勁度系數。 實驗中應以同一根彈簧為實驗
對象,不同的彈簧勁度系數可能不同,得出彈力與伸長量之比可能不相等。本題選不正確
的,故選 。
（2） 實驗小組先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用刻度尺測出彈簧的原長 ，再
把彈簧豎直懸掛起來。掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度，把 作為彈簧的伸長
量，則作出的彈簧彈力與彈簧的伸長量 之間的關系圖像，可能正確的是___。
B
A. B. C. D.
【解析】 胡克定律,公式中 為形變量,由于題目中沒有考慮到彈簧自身重力,使得
當彈力為零時彈簧的伸長量不為零,故彈簧彈力與彈簧的伸長量之間的關系圖像交于
軸。故 錯誤,B正確。
（3） 通過圖像的斜率求出彈簧的勁度系數，則 ______（選填“大于”“小于”或
“等于”）勁度系數的真實值。
等于
【解析】 通過 圖像的斜率求出的彈簧勁度系數等于彈簧真實的勁度系數。
（4） 若實驗中毫米刻度尺沒有完全豎直，而讀數時視線保持水平，則由實驗數據測量
得到的彈簧勁度系數將______（選填“偏大”“偏小”或“不受影響”）。
偏小
【解析】 若實驗中刻度尺沒有完全豎直,則測得的彈簧伸長量偏大,因此得到的彈簧勁度
系數偏小。
跳跳學長有話說
在實驗操作過程中需要注意的環節
1.彈簧下掛鉤碼不能隨意增加,彈簧伸長量不能超過彈性限度。
2.測量彈簧長度時,一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態時測量,刻度尺要保持豎直并
靠近彈簧,以免增大誤差。
考點3 探究兩個互成角度的力的合成規律
3.（2024海南卷）為驗證兩個互成角度的力的合成規律，某組同學用兩個彈簧測力計、
橡皮條、輕質小圓環、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細線和圖釘等器材，按照如下實驗
步驟完成實驗。
圖甲
圖乙
（1）用圖釘將白紙固定在水平木板上；
（2）如圖甲、乙所示，橡皮條的一端固定在木板上的 點，另一端連接輕質小圓環，
將兩細線系在小圓環上，細線另一端系在彈簧測力計上，用兩個彈簧測力計共同拉動小
圓環到某位置，并標記圓環的圓心位置為點，拉力和的方向分別過和 點，大
小分別為、；改用一個彈簧測力計拉動小圓環，使其圓心到 點，
在拉力的方向上標記點，拉力的大小為 ，請完成下列問題：
① 在圖乙中按照給定的標度畫出、和的圖示，然后按平行四邊形定則畫出、
的合力 。
【答案】 如圖所示
【解析】 根據、與 的方向和大小作出的圖如答圖所示。
② 比較和 ，寫出可能產生誤差的兩點原因：__________________________________
______________________________________。
沒有做到彈簧測力計、細線、橡皮條都與木板平行；讀數時沒有正視彈簧測力計
【解析】 由答圖可知與 不完全重合,該誤差的原因可能是沒有做到彈簧測力計、細
線、橡皮條都與木板平行；讀數時沒有正視彈簧測力計。
跳跳學長有話說
作圖能力是高考的一大考查點,有時直接考查,有時間接考查,本題 通過畫力的圖示
直接考查考生的作圖能力,考生在平常學習時,不僅要注意基礎知識、方法等,還要注意提
升自己的能力,比如作圖能力、分析綜合能力、推理論證能力等。
考點4 探究加速度與物體受力、物體質量的關系
4.（2025湖南永州一模）某中學實驗小組為探究加速度與合力的關系，設計了如圖甲所
示的實驗裝置。主要實驗步驟如下:
①按圖甲安裝實驗器材:質量為 的重物用輕繩掛在定滑輪上，重物與紙帶相連，動滑
輪右側的輕繩上端與固定于天花板的力傳感器相連，鉤碼和動滑輪的總質量為 ，圖中
各段輕繩互相平行且沿豎直方向；
②接通打點計時器的電源，釋放鉤碼，帶動重物上升，在紙帶上打出一系列點，記錄此
時傳感器的讀數 ；
③改變鉤碼的質量，多次重復實驗步驟②，利用紙帶計算重物的加速度 ，得到多組
、 數據。
請回答以下問題:
（1） 已知打點計時器的打點周期為，某次實驗所得紙帶如圖乙所示，、 、
、、相鄰兩點之間各有4個點未標出，則重物的加速度大小為_____
（結果保留3位有效數字）。
1.72
【解析】 相鄰兩個計數點的時間間隔為 ,根據逐差法求出重物的
加速度大小為 。
（2） 實驗得到重物的加速度大小與力傳感器示數 的關系如圖丙所示，圖像的斜率
為、縱截距為，則重物質量__，當 時，重物的加速度大小為
___。（結果均用或 表示）
【解析】 對重物,根據牛頓第二定律可得,整理得 ,圖像的斜率
,解得重物質量,圖像的縱截距為,可得 ,根據滑輪組的特點可知,
鉤碼的加速度為重物的一半,則有 （【點撥】在相等的時間內重物的位
移為鉤碼位移的2倍,根據 可得出鉤碼的加速度為重物的一半。）,對重物有
,當時,聯立解得重物的加速度大小為 。
. .
考點5 探究平拋運動的特點
5.（2024四川遂寧模擬）圖甲是現代中學物理利用 位移傳感器研究平拋運動規律的
實驗裝置圖，接收器（即位移傳感器）通過接收做平拋運動的發射器發射出的超聲波信
號（發射器按固定時間間隔 發射信號）來采集發射器的位置信息，通過計算機處理實
驗數據，準確確定經過各個 時間發射器的位置，從而準確地畫出平拋運動軌跡。圖乙
是某實驗小組獲得的平拋實驗軌跡，已知背景方格紙均為相同的正方格。
（1） 通過圖乙可說明發射器在水平方向上做__________運動；豎直方向上做________
___運動。
勻速直線
自由落體
【解析】 通過題圖乙可知相同時間間隔水平方向位移相等,可說明水平方向上發射器做
勻速直線運動；豎直方向上連續相等時間間隔的位移比為 ,可知豎直方向上發
射器做自由落體運動。
（2） 如圖丙所示，沿豎直支架 上下移動斜槽，從斜槽同一位置由靜止釋放物體，
重復多次采集物體下落到水平面的高度和對應的水平位移 的數據，然后通過電腦描
繪出圖像如圖丁所示，則可以求出物體平拋的初速度____ 。（取重力加
速度 ）
0.1
【解析】 豎直方向,水平方向,整理可得,可知 圖像斜
率,解得 。
考點6 探究向心力大小與半徑、角速度、質量的關系
6.（2023年1月浙江卷）“探究向心力大小的表達式”實驗裝置如圖所示。
（1） 采用的實驗方法是___。
A
A.控制變量法 B.等效法 C.模擬法
【解析】 探究向心力大小的表達式時采用的實驗方法是控制變量法。
（2） 在小球質量和轉動半徑相同的情況下，逐漸加速轉動手柄到一定速度后保持勻速
轉動。此時左右標尺露出的紅白相間等分標記的比值等于兩小球的____________之比
（選填“線速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速轉動手柄過程中，左右標尺
露出紅白相間等分標記的比值______（選填“不變”“變大”或“變小”）。
角速度平方
不變
【解析】 由向心力公式、、 可知,左右標尺露出的紅白
相間等分標記的比值等于兩小球的線速度平方之比、角速度平方之比或周期平方的反比；
在加速轉動手柄的過程,由于左右兩塔輪的角速度之比不變,因此左右標尺露出紅白相間
等分標記的比值不變。
考點7 驗證機械能守恒定律
7.（2024年6月浙江卷）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,
（1） 下列操作正確的是___。
A
A. B. C.
【解析】 為了減小阻力對該實驗的影響和獲取更多的數據點,重錘應該緊靠打點計時器,
手捏住紙帶上端釋放,A正確。
（2） 實驗獲得一條紙帶,截取點跡清晰的一段并測得數據如圖所示。
已知打點的頻率為,則打點“13”時,重錘下落的速度大小為_____ （結果保留3位
有效數字）。
3.34
【解析】 打點計時器的打點周期 ,根據勻變速直線運動的推論（【點撥】
勻變速直線運動中,某段時間內中間時刻的速度等于該段時間內的平均速度。）可得
。
（3） 某同學用紙帶的數據求出重力加速度,并用此 值計算得出打點“1”
到“13”過程重錘的重力勢能減小值為,另計算得動能增加值為（ 為重錘質
量），則該結果______（選填“能”或“不能”）驗證機械能守恒定律,理由是___
（填選項前的字母）。
A.在誤差允許范圍內
B.沒有用當地的重力加速度
不能
B
【解析】 在求解重力勢能的減少量時,應使用當地的重力加速度 ,故該結果不能驗證機
械能守恒定律,選B。
考點8 驗證動量守恒定律
8.（2024新課標卷）某同學用如圖所示的裝置驗證
動量守恒定律，將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌
道末段水平，右側端點在水平木板上的垂直投影為
，木板上疊放著白紙和復寫紙。實驗時先將小球
從斜槽軌道上處由靜止釋放, 從軌道右端水平飛
出后落在木板上；重復多次,測出落點的平均位置
完成下列填空:
與點的距離。將與半徑相等的小球置于軌道右側端點，再將小球從 處由靜止
釋放，兩球碰撞后均落在木板上;重復多次，分別測出、兩球落點的平均位置、 與
點的距離、 。
（1） 記、兩球的質量分別為、，實驗中須滿足條件___（選填“ ”或“
”） 。
【解析】 由于實驗中須保證向右運動的小球與靜止的小球 碰撞后兩球均向右運動,則
實驗中小球的質量應大于小球的質量,即 。
（2） 如果測得的、、，和 在實驗誤差范圍內滿足關系式_____________
_____________，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中,用小球落點與
點的距離來代替小球水平飛出時的速度。依據是__________________________________
____________________________________________________________________________
_______________________________。
小球從軌道右端飛出后做平拋運動,且小球落點與軌道右端的豎直高度相同,結合平拋運動規律可知,小球從軌道右端飛出后在空中運動的時間相等（合理即可）
【解析】 對兩小球的碰撞過程,由動量守恒定律有 ,由于小球從軌
道右端飛出后做平拋運動,且小球落點與軌道右端的豎直高度相同,則結合平拋運動規律
可知,小球從軌道右端飛出后在空中運動的時間相等,設此時間為 ,則
,即 。
圖甲
9.（2024山東卷）在第四次“天宮課堂”中，
航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發，某
同學使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗，
氣墊導軌兩端分別安裝、 兩個位移傳感
①測量兩個滑塊的質量，分別為和 ；
②接通氣源，調整氣墊導軌水平;
③撥動兩滑塊,使、 均向右運動；
器，測量滑塊與它的距離，測量滑塊與它的距離 。部分實驗步驟如下：
④導出傳感器記錄的數據，繪制、 隨時間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。
回答以下問題:
（1） 從圖像可知兩滑塊在____ 時發生碰撞。
1.0
【解析】 由圖像的斜率表示速度可知,兩滑塊的速度在 時發生突變,即發生
了碰撞。
（2） 滑塊碰撞前的速度大小_____ （結果保留2位有效數字）。
0.20
【解析】 由圖像斜率的絕對值表示速度大小可知,碰撞前瞬間滑塊 的速度大小
。
（3） 通過分析，得出質量為的滑塊是___（選填“”或“ ”）。
【解析】 由題圖乙知,碰撞前滑塊的速度大小,碰撞后 的速度大小約為
,由題圖丙可知,碰撞后的速度大小為,對和 的碰撞過程,由
動量守恒定律有,代入數據解得,所以質量為
的滑塊是 。
考點9 用單擺測量重力加速度的大小
10.（2023新課標卷）一學生小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實驗。
（1） 用實驗室提供的螺旋測微器測量擺球
直徑。首先，調節螺旋測微器，擰動微調旋
鈕使測微螺桿和測砧相觸時，發現固定刻度
的橫線與可動刻度上的零刻度線未對齊，如
（均可）
（均可）
（均可）
圖甲所示，該示數為___________________________ ;螺旋測微器在夾有擺球時示數
如圖乙所示，該示數為_______________________________ ，則擺球的直徑為
_______________________________ 。
【解析】 題圖甲中,螺旋測微器固定刻度讀數為 ,可動刻度部分讀數為
,所以讀數為 ；題圖乙中,螺旋測微器固定刻度讀數
為,可動刻度部分讀數為,所以讀數為 ；擺
球的直徑 。
（2） 單擺實驗的裝置示意圖如圖丙所示，其中角度盤需要固定在
桿上的確定點 處，擺線在角度盤上所指的示數為擺角的大小。若
將角度盤固定在點上方，則擺線在角度盤上所指的示數為 時，
實際擺角______（選填“大于”或“小于”） 。
大于
【解析】 角度盤固定在 點時,擺線在角度盤上所指角度為擺角大
小,若將角度盤固定在 點上方,由幾何知識可知,擺線在角度盤上所
指的示數為時,實際擺角大于 。
（3） 某次實驗所用單擺的擺線長度為，則擺長為_____ 。實驗中觀測到從
擺球第1次經過最低點到第61次經過最低點的時間間隔為 ，則此單擺周期為_____
，該小組測得的重力加速度大小為_____。（結果均保留3位有效數字， 取
）
82.5
1.82
9.83
【解析】 單擺的擺長等于擺線長與擺球半徑之和,即 （【易錯】
此處考生應注意單擺的擺長應為擺線的長度與擺球半徑之和。）；從擺球第1次經過最
低點到第61次經過最低點,單擺完成30次全振動,故單擺的周期 ；由單
擺的周期公式可得,代入相關數據解得 。
. .
跳跳學長敲黑板
（1）螺旋測微器測量擺球直徑時,數據以 為單位時保留3位小數。（2）擺線上端點、
角度盤固定點、 指示位置構成三角形,根據三角形判斷角度盤固定點上移后實際擺角
與指示值的大小關系。（3）擺球每個周期內兩次經過平衡位置,由題確定單擺的周期,然
后根據單擺的周期公式計算出重力加速度的大小。

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