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2025年大学物理实验B（力学实验）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为（ ）
A. 0.1s B. 0.02s C. 0.04s D. 0.06s
2. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块的质量必须已知
B. 气垫导轨应水平放置
C. 光电门1、2的间距对实验结果无影响
D. 用米尺测量出两光电门到滑块初始位置的距离
3. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。当M与m的大小关系满足（ ）时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
A. M>>m B. M=m C. M簧伸长的关系”的实验中，某同学用图甲所示装置来探究弹力F与弹簧伸长量x的关系。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中未考虑弹簧自重的影响，对实验结果无影响
B. 弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
C. 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D. 由实验数据描点得到的F - x图线不过原点，是因为弹簧自身存在重力
5. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，橡皮条一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是（ ）
A. 同一次实验过程中，O点位置允许变动
B. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
C. 实验中弹簧测力计的外壳与纸面间的摩擦将会影响实验的结果
D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以便算出合力的大小
6. 在“探究功与速度变化的关系”实验中，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。在小车弹出后，关于小车运动，下列说法正确确的是（ ）
A. 一直做匀速直线运动
B. 先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动
C. 先做加速度减小的变加速直线运动，再做匀速直线运动
D. 先做加速度增大的变加速直线运动，再做匀速直线运动
7. 在“验证动量守恒定律”的实验中，关于小球落点的下列说法中，正确的是（ ）
A. 如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的
B. 由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集
C. 测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、…、P10，则OP应取OP1、OP2、…、OP10的平均值，即OP=(OP1 + OP2 + … + OP) / 10
D. 用半径尽量小的圆把P1、P2、…、P10圈住，这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置P
8. 在利用单摆测重力加速度的实验中，某同学测出多组摆长L和对应的周期T，根据实验数据作出T² - L图象，如图所示。已知图象斜率为k，则重力加速度g =（ ）
A. 4π² / k B. k / 4π² C. 2π² / k D. k / 2π²
9. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了探究加速度a与力F的关系，应保持（ ）不变；为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出（ ）图象。
A. 小车质量m；a - F B. 小车质量m；a - 1/F C. 盘及盘中砝码质量m；a - F D. 盘及盘中砝码质量m；a - 1/F
10. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，某同学根据实验数据画出的F - x图象如图所示，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学利用如图所示的装置，通过改变小车的质量M和砂桶及砂的质量m来进行实验。
（1）实验中，为了使小车所受的合外力近似等于砂桶及砂的重力，需要满足的条件是____________________。
（2）该同学在实验中得到了一条纸带，如图所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点。则小车运动的加速度a = ________m/s²（结果保留两位有效数字）。
12. （15分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学采用如图所示的实验装置。
（1实验中，需要测量的物理量有：____________________。
（2）若已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g，通过测量得到重物下落的高度h和对应的速度v，则验证机械能守恒定律的表达式为____________________。
（3）该同学在实验中得到了一条纸带，如图所示，并测得各点到第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6。已知打点计时器打点的时间间隔为T，则打下点C时重物的速度vC = ________（用题中所给字母表示）。
13. （15分）在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学采用如图所示的实验装置。
（1）实验中，通过改变橡皮筋的条数来改变对小车做功的大小。每次实验时，小车都要从同一位置由静止释放，这样做的目的是____________________。
（2）该同学在实验中得到了一条纸带，并在纸带上选取了若干计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。通过测量得到各计数点到起始点的距离x，计算出小车在各计数点时的速度v，数据如下表所示：
|计数点|1|2|3|4|5|
|----|----|----|----|----|----|
|x/cm|0|1.60|3.20|4.80|6.40|
|v/(m·s⁻¹)|0|0.40|0.56|0.69|0.80|
请根据以上数据，在坐标纸上作出v² - x图象。
（3）根据v² - x图象，可得出功W与速度平方v²的关系为____________________。
14. （15分）阅读以下材料，回答问题。
在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的装置。
实验步骤如下：
①将斜槽轨道固定在水平桌面上，调整轨道末端水平。
②在斜槽末端放置一个小球A，让小球A从斜槽上同一高度由静止释放，小球A离开斜槽后做平抛运动，落在水平地面上的P点。
③在小球A释放位置正前方的斜槽末端再放置一个小球B，让小球A仍从斜槽上同一高度由静止释放，小球A与小球B碰撞后，小球A、B分别做平抛运动，落在水平地面上的P1、P2点。
④用天平测量小球A、B的质量m1、m2。
⑤用刻度尺测量P、P1、P2点到斜槽末端的水平距离x、x1、x2。
已知小球A、B平抛运动的时间相同，设为t。
（1）请写出验证动量守恒定律的表达式（用题中所给字母表示）。
（2）若实验中测量得到m1 = 0.1kg，m2 = 0.05kg，x = 0.5m，x1 = 0.3m，x2 = 0.8m，请通过计算说明该实验是否验证了动量守恒定律。
15. （15分）阅读以下材料，回答问题。
在“利用单摆测重力加速度”的实验中，某同学采用如图所示的装置。
实验步骤如下：
①将单摆的摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线的长度L。
②让摆球在竖直平面内小角度摆动，用秒表测量单摆完成n次全振动所用的时间t。
③计算单摆的周期T = t / n。
④根据单摆周期公式T = 2π√(L / g)，可得重力加速度g = 4π²L / T²。
（1）实验中，为了减小实验误差，对摆角有什么要求？
（2）若该同学在实验中测量得到摆线长度L = 0.99m，单摆完成50次全振动所用的时间t = 100.0s，则重力加速度g的测量值为多少？（结果保留两位有效数字）

答案：
1. A
2. B
3. A
4. B
5. ACD
6. C
7. BD
8. A
9. A
10. C
11. （1）M>>m （2）0.40
12. （1）重物的质量、下落高度、对应的速度 （2）mgh = 1/2mv² （3）(h4 - h2) / 2T
13. （1）使小车到达橡皮筋恢复原长时的速度相同 （3）W与v²成正比
14. （1）m1x = m1x1 + m2x2 （2）m1x = 0.1×0.5 = 0.05kg·m，m1x1 + m2x2 = 0.1×0.3 + 0.05×0.8 = 0.07kg·m，两者近似相等，验证了动量守恒定律。
15. （1）摆角应小于5° （2）g = 4π²L / T² = 4π²×0.99 / (100.0 / 50)² ≈ 9.7m/s²