2025届高三物理试题 力学实验 强化训练
一、单选题（本大题共6小题）
1．用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点.下列实验操作中正确的是（ ）
A．用图甲装置研究平抛物体的水平分运动时，观察A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．用图乙装置探究平抛运动的规律时，斜槽末端必须光滑
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜糟上任意不同位置静止释放钢球
2．如图，是物理中经典的“伽利略斜面实验”，关于这个实验，说法错误的是（ ）
A．小球从左侧斜面释放，在右侧斜面达到同一高度，可以验证机械能守恒定律
B．假设右侧斜面变成水平面，小球会一直运动下去，可以得出运动不需要力来维持
C．如果有摩擦力，一部分机械能会转化为内能
D．如果有摩擦力，小球还会在右侧斜面达到同一高度
3．在“探究弹簧弹力和弹簧形变量之间的关系”、“验证力的平行四边形定则”的实验中经常采用下图所示的实验装置。关于两个实验的说法下列正确的是（ ）
A．利用甲图进行实验时，应将弹簧水平放置于桌面上测量原长
B．利用乙图进行实验时，为了减小误差，橡皮绳AO应选择劲度系数较大的进行实验
C．“验证力的平行四边形定则”一组实验中，需要保证每次橡皮绳节点O都在同一位置是为了控制变量
D．根据合力跟分力的关系，在乙图所示位置稳定时，两弹簧的合力一定与AO在同一条直线上
4．通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A．亚里士多德 B．伽利略 C．笛卡儿 D．牛顿
5．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，手机测得加速度随时间变化图像如题图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列描述正确的是（ ）
A．小车加速过程中的加速度约为
B．小车与制动器碰撞前的速度大小约为
C．与不放手机相比，制动前细线对小车的拉力较小
D．与不放手机相比，制动前小车的加速度较大
6．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验原理是等效原理，其等效性是指 （ ）
A．使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B．使两分力与合力满足平行四边形定则
C．使两次橡皮条伸长的长度相等
D．使两次结点位置重合
二、多选题（本大题共4小题）
7．同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒起律”。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤（ ）
A．测量两个小球的质量m1、m2
B．测量抛出点距地面的高度H
C．测量S离水平轨道的高度h
D．测量平抛射程OM、ON
8．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是( )
A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零
B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力
D．“平衡摩擦力”时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整
9．下列有关物理问题的思想与方法说法中，正确的是（ ）
A．通过平面镜反射光线的偏移观察桌面微小形变的实验中，利用了极限思维法
B．探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法
C．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是采用了等效替代法
D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体的瞬时速度，是采用了极限思维法
10．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，对这一过程的分析，下列叙述正确的是（ ）
A．伽利略运用逻辑推理，认为重物与轻物下落得同样快
B．伽利略通过甲图的实验，得出自由落体运动的位移与时间的平方成正比的结论
C．丁图是经过合理的外推得到的结论
D．丁图实验可“冲淡”重力的作用，更容易测时间
三、实验题（本大题共2小题）
11．某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)关于本实验下列说法不正确的是（ ）
A．为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物
B．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上
C．为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源
D．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
(2)如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，AC间的距离为s1，CE间的距离为s2，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量 Ep= ，动能的增加量 Ek= 。
(3)某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，将会导致重力势能的减少量 动能的增加量。（填“大于”、“等于”或“小于”）
(4)另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力，该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意 ？并说明理由 。
12．小明利用如图所示的实验装置探究：物体受到空气阻力时，其运动速度随时间的变化规律。实验时，在小车上安装薄板（图中未画出），以增大空气对小车运动的阻力。保持光电门1的位置不变，小车由静止释放，记录下挡光片通过光电门2的遮光时间，以及经过光电门1、2的时间间隔t，并计算出滑块经过光电门2的速度v，改变光电门2的位置，多次实验。
(1)实验中是否需要小车每次从同一位置释放 （选填“需要”或“不需要”）；
(2)正确实验得到小车速度v与时间t的数据如下表，在方格纸中作出图像 ；
时间
速度
(3)图像中纵轴上的截距表示 ；
(4)请写出时小车加速度的计算方法 ；
(5)根据作出的图像，求出内小车运动的距离 m；如何验证该距离是否正确，请简要说明 .
四、解答题（本大题共2小题）
13．某实验小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，接通电源后让重物由静止开始下落。
(1)除图甲所示器材外，还需要的实验器材有__________。
A．直流电源 B．交流电源
C．天平及砝码 D．刻度尺
(2)某次实验中所用重物的质量，打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的四个点，相邻两点间时间间隔为0.02s，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点2的过程中，重物动能的增加量为 J。（结果保留3位有效数字）
(3)小明同学利用计算机软件对实验数据进行处理，得到了重物重力势能减少量和动能增加量分别与重物下降高度h的关系，如图丙所示。图丙中实线表示重物 （选填“重力势能减少量”或“动能增加量”）。由图丙可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是 。
14．为了测定气垫导轨上滑块的加速度大小，在滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板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间隔为，则滑块的加速度为多大？
参考答案
1．【答案】B
【详解】A：用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地，A错误；
B：图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，B正确；
CD：用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，为了保持小球每次抛出时的速度相同，使得轨迹重合，每次需要从斜糟上相同位置静止释放钢球，但斜槽末端不需要光滑，CD错误。选B。
2．【答案】D
【详解】A．小球从左侧斜面释放，在右侧斜面达到同一高度，可以验证机械能守恒定律，A正确；
B．假设右侧斜面变成水平面，小球会一直运动下去，可以得出运动不需要力来维持，B正确；
CD．如果有摩擦力，一部分机械能会转化为内能，小球将不会在右侧斜面达到同一高度，C正确，D错误。本题选错误的，选D。
3．【答案】D
【详解】A．若放在水平面测量原长会忽略弹簧自身重力，实验过程中是在竖直面进行的，由于弹簧自身还有重力，导致测量果不准确，故A错误；
B．利用乙图进行实验时，为了减小误差，橡皮绳AO应选择劲度系数较小的进行实验，故B错误；
C．一组实验中，保证每次橡皮绳节点O都在同一位置是为了控制变量，使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，使用了等效替代的思想，故C错误；
D．在乙图所示位置稳定时，O点受力平衡，两弹簧的合力一定与AO在同一条直线上，故D正确。
故选D。
4．【答案】B
【详解】伽利略通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”，打破了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，故B正确。
5．【答案】B
【详解】A．小车加速过程中的加速度约为，所以A错误；
B．根据a-t图像的面积表示速度的变化量，则小车与制动器碰撞前的速度大小约为
所以B正确；
C．制动前细线对小车的拉力为
所以与不放手机相比，放手机时制动前细线对小车的拉力较大，则C错误；
D．制动前小车的加速度为
与不放手机相比，制动前小车的加速度较小，所以D错误；
故选B。
6．【答案】D
【详解】B．合力与分力之间满足平行四边形定则是客观规律，与等效性无关，B错误。
C．等效性是指，使两次橡皮条沿相同方向伸长的长度相等，C错误；
AD．等效性是指，使两次结点位置重合，弹簧测力计在两种情况下发生的形变不一定相同，A错误，D正确。
故选D。
7．【答案】AD
【详解】m1和m2离开轨道末端后均做平抛运动，抛出点的高度相同，则平抛运动的时间相同，则平抛的水平速度可以用水平位移代替，由动量守恒定律得要验证的关系m1v0=m1v1+m2v2，即m1OP=m1OM+m2ON，本实验需要测量两个小球的质量m1、m2，并测量平抛射程OM、ON。选AD。
8．【答案】BC
【详解】因为小车在下滑过程中，要受到摩擦力，如果摩擦力存在的话，小车受到的外力就不再等于钩码通过细绳对小车施加的拉力，所以“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡 “平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力
故BC。
9．【答案】BD
【详解】A．通过平面镜反射光线的偏移观察桌面微小形变的实验中，利用了微小量放大法，选项A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法，选项B正确；
C．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是采用逻辑推理法，选项C错误；
D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体的瞬时速度，是采用了极限思维法，选项D正确。
故选BD。
10．【答案】AC
【详解】伽利略的斜面实验研究自由落体运动的的特点，先在倾角较小（图甲）的斜面开始可“冲淡”重力的作用，更容易测时间，再逐渐增加倾角（图乙、丙），再经过合理的外推（图丁）得到的得出自由落体运动的位移与时间的平方成正比的结论，并没有得出重的物体下落快这样的错误结论，故AC正确，BD错误．
故选AC．
11．【答案】(1)CD (2)； (3)小于 (4)不同意； 摩擦阻力做负功
【详解】（1）A：为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物，A正确；
B：为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上，B正确；
C：为了充分利用纸带，重物下落的起始位置应靠近打点计时器，且应先接通打点计时器的电源，再释放重物，C错误；
D：用公式计算速度，直接应用了机械能守恒定律，属于用结论证明结论，故不能用该公式计算速度，D错误。选CD。
（2）从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量为，动能的增加量为。
（3）某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，使得打下的第一个点具有速度，将会导致重力势能的减少量小于动能的增加量。
（4）虽然平衡摩擦力，但是系统机械能不守恒，因为小车运动过程中摩擦力做负功。
12．【答案】(1)需要；(2)；(3)挡光片通过光电门1时小车的速度大小；(4)作出时图线的切线，该切线的斜率即为该时刻小车的加速度；(5)；测出时光电门1、2之间的距离进行验证
【详解】（1）实验需要保持小车经过光电门1时的速度不变，需要小车每次从同一位置释放。
（2）根据表中数据描点，用平滑的曲线连接，如图所示
（3）由题t表示小车经过光电门1、2的时间间隔，图像中纵轴上的截距表示挡光片通过光电门1时小车的速度大小。
（4）图像的斜率表示加速度，作出时图线的切线，该切线的斜率即为该时刻小车的加速度。
（5）[1]图像与坐标轴围成的面积表示位移，得出内小车运动的距离约为。
[2]图像面积表示的也是光电门1、2之间的距离，测出时光电门1、2之间的距离进行验证即可。
13．【答案】(1)BD；(2)0.469；(3)重力势能减少量；空气阻力做负功
【详解】（1）AB．打点计时器需连接交流电源，A错误，B正确；
C．本实验验证机械能守恒定律，即验证，重物的质量两边消掉，不需测量重物的质量，C错误；
D．分析纸带需要测量两点之间的长度，需用刻度尺测量，D正确。选BD。
（2）打下点2的瞬时速度大小为，重物动能的增加量为
（3）[1][2]重物在下落过程中，由于有空气阻力做负功，使重物的机械能减小，所以重物减小的重力势能大于增加的动能，即实线表示重物重力势能减少量。
14．【答案】
【详解】
遮光板通过第一个光电门的速度
遮光板通过第二个光电门的速度
滑块做匀加速直线运动，经过两个光电门的平均速度等于各自中间时刻的瞬时速度，则从第一个光电门到第二个光电门的时间间隔为
故滑块的加速度
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