专题09 力学实验-2025年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

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目录
01.题型综述 PAGEREF _Tc32423 \h 1
02.解题攻略 PAGEREF _Tc32423 \h 1
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc23313" 题组01 纸带和光电门类实验 PAGEREF _Tc23313 \h 1
\l "_Tc18584" 题组02 弹簧、橡皮条类实验 PAGEREF _Tc18584 \h 6
\l "_Tc24449" 题组03 力学其他实验 PAGEREF _Tc24449 \h 11
\l "_Tc18426" 题组04 力学创新实验 PAGEREF _Tc18426 \h 17
03.高考练场
力学实验是高考必考题型，大体可以从验证性实验和探究性实验两个角度出发去考察学生对教材实验的掌握情况以及数据处理方法的应用及迁移能力。素材来源广泛，但均可从教材中寻找到影子。因此引导学生回归教材中的基本实验，深挖教材实验的设计理念、器材选择的依据、训练典型试题甚至重做经典实验等是最好的备考方法。
题组01 纸带和光电门类实验
【提分秘籍】
【典例剖析】
【例1-1】某同学设计了如图所示的实验装置探究小车加速度与力、质量的关系，小车总质量用M表示，重物质量用m表示。
(1)关于该实验方案，实验时一定要进行的操作是________。
A.平衡摩擦力
B.调节细线与长木板平行
C.所挂重物质量m远小于小车的总质量M
D.测量重物质量m
(2)如图2为某次实验过程中打出的某一条纸带，A、B、C、D、E为5个计数点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，测量出A点与其他各计数点的间距如图所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02 s。则小车运动的加速度为a＝__________ m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)在探究加速度与力之间的关系时，以小车的加速度a为纵轴、弹簧测力计的示数F为横轴，作出a－F图像，发现图像为一条过原点的倾斜直线，直线的斜率为k，则小车的质量为M＝__________。
【变式演练】
【变式1-1】某同学利用图甲实验装置探究滑块加速度与板块间动摩擦因数的关系。实验过程中选取上表面粗糙程度不同的长木板，通过纸带测出滑块加速度a及对应动摩擦因数μ数值，作出a－μ图像如图乙所示，作图时忘记标明纵、横截距数据，重力加速度g取10 m/s2。
(1)为尽可能准确地完成实验，下列说法正确的是________。
A.长木板需要调整为水平
B.实验前需要补偿阻力
C.实验过程不需要保持小桶及沙子质量m不变
D.实验过程需要保持小桶及沙子质量m远小于滑块质量M
E.连接滑块的细线需要与长木板平行
(2)已知滑块质量为M＝2 kg，当换用动摩擦因数μ＝0.1的长木板时，实验得到的纸带如图所示，已知交流电频率f＝50 Hz，相邻记数点间还有四个点未画出，则滑块加速度大小a＝________m/s2(保留2位有效数字)。
(3)结合以上信息，则小桶及沙子质量m＝________kg；图乙中横截距b＝________。
【变式1-2】某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。
(1)实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择________(填“甲”或“乙”)组的实验装置。
(2)用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度d＝________mm。
(3)安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端________(填“升高”或“降低”)一些。
(4)用天平测得滑块A、B的质量(均包括遮光条)分别为mA、mB；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为Δt2和Δt3。从实验结果可知两滑块的质量满足mA________(填“>”“