高考物理一轮基础复习： 专题12 探究加速度与力、质量的关系

高考物理一轮基础复习： 专题12 探究加速度与力、质量的关系姓名:_ 班级:_ 成绩:_一、 单选题 (共2题；共4分)1. （2分） (2016高二上长沙开学考) 某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致该同学列举产生这种结果的可能原因如下：（1）在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；（2）没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；（3）砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件；（4）测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是 （ ）A . （1）和（4）B . （2）和（3）C . （1）和（3）D . （2）和（4）2. （2分） (2017高二上阿坝期末) 在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”这种研究物理问题的科学方法是（ ）A . 建立理想模型的方法B . 控制变量法C . 等效替代法D . 类比法二、 实验题 (共11题；共46分)3. （5分） (2017高一上雅安期末) 为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置：（1） 以下实验操作正确的是 A . 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B . 调节滑轮的高度，使细线与木板平行C . 先接通电源后释放小车D . 实验中小车的加速度越大越好（2） 在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1S，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a=_m/s2（结果保留两位有效数字）（3） 有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图丙所示图线_是在轨道倾斜情况下得到的（填“”或“”）；小车及车中砝码的总质量m=_kg4. （4分） (2017高一上太原期末) 科学探究活动通常包括以下几个环节：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题（1） 这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积的大小成正比，这属于上述科学探究的_环节（2） 为完成本实验，需要自己选用器材，其中他选用的木块应是下列选项中的 A . 各面粗糙程度相同的正方体B . 各面粗糙程度不同的正方体C . 各面粗糙程度相同，长、宽、高不同的长方体D . 各面粗糙程度不同，长、宽、高不同的长方体（3） 在本实验中，该同学设计了两种实验方案：方案一：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图甲所示；方案二：木块与弹簧秤相连，弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图乙所示上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是_（填“方案一”或“方案二”）该实验应该记录的数据有_；如何根据数据分析并判断原来的猜想？_5. （3分） (2016新课标卷) 某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0010kg。实验步骤如下：（1） 将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。n12345020_058078100（2） 利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。（3） 利用an图像求得小车（空载）的质量为_kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=98ms2）。（4） 若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_（填入正确选项钱的标号）A . an图线不再是直线B . an图线仍是直线，但该直线不过原点C . an图线仍是直线，但该直线的斜率变大6. （4分） (2020高一上遂宁期末) 某实验小组用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，滑轮足够光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下： 按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；垫高长木板右侧，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；挂上砝码盘，调节木板左侧定滑轮，使牵引动滑轮的细线与木板平行；砝码盘中放入砝码，先通电，再放车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤，求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答以下问题：（1） 对于上述实验，下列说法正确的是_。 A . 必须要测出砝码和砝码盘的总质量B . 传感器的示数等于小车受到的合力C . 小车向左加速时，砝码处于失重状态D . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量（2） 如图（甲）是在实验中得到的一条纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，如图（乙）是以传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象。 小车的加速度大小为_m/s2；打下计数点2时，小车的速度大小为_m/s（结果保留两位有效数字）。若实验过程中，交流电的实际频率比50Hz稍大一些，则中计算所得的小车加速度应比小车的实际加速度_（选填“大”或“小”）。分析（乙）图时，该小组用量角器测得图线与横坐标的夹角为，通过计算式 求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A B C D （3） 本实验中，随着砝码质量的增加，测得的小车加速度也会增加，当砝码和砝码盘的质量远大于小车的质量时，小车的加速度大小约为_。 A . 2gB . 1.5gC . gD . 0.5g7. （4分） (2016高一上潮南期末) 用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1） 某同学通过实验得到如图（b）所示的aF图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角_（填“偏大”或“偏小”）（2） 该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足_的条件（3） 某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点s=sDGsAD=_cm由此可算出小车的加速度a=_m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）8. （5分） (2017高一下泰州期末) 如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置（1） 实验中使用的电源频率是50Hz，则纸带上打出的相邻两点的时间间隔为_s（2） 在实际测量中，重物减小的重力势能通常会_（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的动能9. （3分） (2019高三上德惠期中) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，计时器打点频率为50Hz。 （1） 该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0 mm、18.0 mm，则打E点时小车的速度为_m/s，打A、F两点的过程中小车的平均速度为_m/s，小车的加速度为_m/s2。 （2） 该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持_不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持_不变。 （3） 该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持_不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持_不变。 （4） 该同学通过数据的处理作出了a-F图象如图所示。 图中的直线不过原点的原因是_。图线发生弯曲的原因是_。（5） 该同学通过数据的处理作出了a-F图象如图所示。 图中的直线不过原点的原因是_。图线发生弯曲的原因是_。10. （4分） 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计) （1） 实验时，一定要进行的操作是_。 A . 用天平测出砂和砂桶的质量B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C . 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D . 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2） 该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2(结果保留两位有效数字)。 （3） 以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_。 A . B . C . kD . 11. （5分） (2016高三上平湖期中) 利用图一装置可以做力学中的许多实验，（1） 以下说法正确的是 A . 用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响B . 用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行C . 用此装置“探究加速度a与力F的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力D . 用此装置“探究加速度a与力F的关系”应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量（2） 本装置中要用到打点计时器，如图二所示为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是 A . 交流220VB . 直流220VC . 交流46VD . 直流46V（3） 在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图三已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为_m/s（结果保留2位有效数字）12. （5分） (2017大连模拟) 在“用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系”实验中，保持小车质量不变，改变小车所受的作用力，测得了下表所示的5组数据，并已在坐标平面上画出部分数据点，如图所示：组别12345F/N01.12.23.34.4a/ms200.51.01.52.0（1） 在图中画出第4组数据对应的数据点，然后作出aF的关系图线；（2） 由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成_比13. （4分） (2018高一上金溪月考) 如图所示为静宁一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系” 的实验装置图 （1） 实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器后，先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加_（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列_的计时点，便说明平衡摩擦力合适。 （2） 实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器后，先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加_（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列_的计时点，便说明平衡摩擦力合适。 （3） 平衡摩擦力后，在_的条件下，两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。(已知小车的质量为M，砝码盘（连同砝码）的总质量为m) （4） 平衡摩擦力后，在_的条件下，两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。(已知小车的质量为M，砝码盘（连同砝码）的总质量为m) （5） 接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；右图为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的是频率f50 Hz的交变电流根据以上数据，可以算出小车的加速度a_m/s2。(结果保留三位有效数字) （6） 接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；右图为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的是频率f50 Hz的交变电流根据以上数据，可以算出小车的加速度a_m/s2。(结果保留三位有效数字) （7） 然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出 图线后，发现：当 较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是 （_） A . 改画a与(Mm)的关系图线B . 改画a与 的关系图线C . 改画a与 的关系图线D . 改画a与 的关系图线（8） 然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出 图线后，发现：当 较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是 （_） A . 改画a与(Mm)的关系图线B . 改画a与 的关系图线C . 改画a与 的关系图线D . 改画a与 的关系图线（9） 探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码（连同砝码盘）的质量m不变的情况下，多次进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度 ，并求出平均加速度 ，则小车与长木板间的动摩擦因数 =_。（用m、M、 、g表示） （10） 探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码（连同砝码盘）的质量m不变的情况下，多次进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度 ，并求出平均加速度 ，则小车与长木板间的动摩擦因数 =_。（用m、M、 、g表示） 第 16 页 共 16 页参考答案一、 单选题 (共2题；共4分)1-1、2-1、答案：略二、 实验题 (共11题；共46分)3-1、答案：略3-2、答案：略3-3、答案：略4-1、答案：略4-2、答案：略4-3、答案：略5-1、答案：略5-2、答案：略5-3、答案：略5-4、6-1、答案：略6-2、答案：略6-3、答案：略7-1、答案：略7-2、答案：略7-3、答案：略8-1、8-2、答案：略9-1、答案：略9-2、答案：略9-3、答案：略9-4、答案：略9-5、答案：略10-1、10-2、10-3、11-1、答案：略11-2、答案：略11-3、答案：略12-1、答案：略12-2、答案：略13-1、答案：略13-2、答案：略13-3、答案：略13-4、答案：略13-5、答案：略13-6、答案：略13-7、答案：略13-8、答案：略13-9、答案：略13-10、答案：略