2021高考物理实验复习过关检测题12-探究加速度与力、质量的关系

2021年高考物理实验复习考点过关检测题12探究加速度与力、质量的关系1．如图所示，在探究加速度a与力F、质量M的关系实验中，采用如下图的实验装置，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。(1)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F等于盘及盘中砝码受到的重力；(2)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－图线如图所示，由图知两个同学做实验时的______值不同？2．一同学在探究加速度与力、质量的关系时，小车及钩码的质量用M表示，砂桶及砂的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出，装置如图甲所示。(1)实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻推小车，让打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点，说明小车在做匀速直线运动；(2)往砂桶中加入一定量的砂子，当M与m的大小关系满足______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂的重力；在释放小车______（填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点；(3)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图丙所示，从中确定五个计数点，量得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s，则打C点时小车的速度vC＝______m/s，小车的加速度a＝______m/s2。（结果保留两位有效数字）；(4)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，该同学得到的a—F关系分别如图所示（a是小车的加速度，F是细线拉力）。其原因是______3．某同学采用图（甲）所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验的主要步骤如下：a．将木板的一侧垫高，利用阻力补偿法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力；b．将槽码、小车、打点计时器、纸带安装好；c．通过改变槽码的个数成倍地改变小车所受的拉力，与此对应，处理纸带上打出的点来测量加速度；d．保持小车所受的拉力不变，通过增减小车中的重物改变小车的质量。处理纸带上打出的点来测量加速；e．做出加速度与相应物理量的图像得出实验结论。回答下列问题：（1）请简述阻力补偿法的操作过程______；（2）实验中，当槽码的质量m与小车的质量M之间满足什么关系，绳对车的拉力F近似等于槽码的重力______；（3）观察下表中的实验记录，为了直观的判断小车的加速度a与拉力F及小车质量M的定量关系，要做出a与______及a与______的图像；F/N0.140.190.240.290.34a/(m·s-2)0.390.530.670.810.94M/kg0.310.360.410.610.86a/(m·s-2)0.940.810.710.480.34（4）图（乙）为某次实验中得到的纸带示意图，一同学测量了2段长度分别为x1、x2，已知纸带上相邻两点的计时间隔为t，则小车的加速度为______。4．某同学用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。当地的重力加速度为g。(1)将长木板固定在水平桌面上，调节定滑轮高度，使连接小车的细线与长木板______，接通电源，释放小车，打出的纸带如图乙所示，在纸带上取一系列计数点，每两计数点间还有4个点没有画出来，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz，则小车运动的加速度a=______m/s2（结果保留3位有效数字）；(2)保持小车质量M不变，多次改变砂和砂桶的质量m，重复实验，测得多组砂和砂桶的质量m及对应小车运动的加速度a，作出a-m图象如图丙中①所示，由图象可知，实验过程______（填“满足”或“不满足”）m远小于M；(3)实验时，要使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的合外力，需要将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，使长木板与水平的夹角正切值为______（用题目及图丙中相关字母表示），以平衡摩擦力，然后重新实验，测得多组加速度a与砂和砂桶的质量m，作出的图线应是图丙中的图线______（填“①”“②”“③”或“④”）。5．某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。(1)下列做法正确的是______（选填字母代号）；A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量______木块和木块上砝码的总质量；（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）(3)实验中得到一条打点的纸带如图乙所示，取A到G共7个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得CD间距离为x1、CE间距离为x2，则打点计时器打下D点时小车的速度大小为______，小车加速度大小为______。6．为了“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，最恰当的做法是______A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动的情况下恰好做匀速运动B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动的情况下恰好做匀加速运动C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车拖动纸带恰好能做匀速运动(2)如图乙所示，是打点计时器打出的一条纸带。图中A、B、C、D、E为按时间顺序所取的五个计数点，每两个相邻计数点之间还有4个点未画出。则打C点时小车的速度大小______m/s；小车的加速度大小为______m/s2。（结果保留两位有效数字）(3)在小车质量保持不变的情况下，该同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示，有一个加速度数据模糊不清。F/N0．140.190.240.290.34a/(m·s-2)0.390.530.810.94①如果模糊的数据是正确的，其数值应该是______。②根据表中的数据在图丙坐标图上作出图象________。7．在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学作了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是__________;A．必须用天平测出沙和沙桶的质量B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放下车，打出一条纸袋，同时记录拉力传感器的示数C．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是__________m/s2（计算结果保留三位有效数字）；（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图并所示，则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=__________N；（4）小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为__________m/s2（g取10m/s2）。8．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了图甲所示的实验装置。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，一定要进行的操作或保证的条件是____。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图乙所示的一条纸带（相邻两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2位有效数字）。(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线（如图丙所示），图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____。9．在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验中为探究加速度与力的关系，一定要进行的操作是______。A．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量B．用天平测出砂和砂桶的质量C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力D．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，同时记录力传感器的示数（2）在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，可求打计数点2时小车的速度大小v2＝______m/s，小车的加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。10．用如图甲所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。(1)实验时，一定要进行的操作是________（填选项前的字母）。A．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，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数FB．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出砂和砂桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是___________。(3)若弹簧测力计的读数为F，则F________（填“大于”“等于”或“小于”）mg（m为砂和桶的总质量）。(4)根据实验数据，画出了如图乙所示的a­F图像，测得斜率为k，则小车的质量为______。11．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。则：（1）木板的加速度可以用d、t表示为a＝______。（2）改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是______。（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是______。A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度12．如图所示，甲是探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变砂桶中砂的质量进行多次实验。(1)下列操作或说法正确的是______A．本实验需要测出砂和砂桶的总质量B．先接通电源，再释放小车，同时记录拉力传感器的示数C．本实验不需要平衡摩擦力D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量(2)实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出。电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为______(3)以拉力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，作出a－F图线，求出其斜率为k，则小车的质量为______。13．小明同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。释放小车，记录小车运动时传感器的示数F2。(1)图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2（结果保留两位有效数字）。(2)小明同学在保持小车质量不变的情况下，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。得到一组小车的加速度与小车运动时传感器的示数F2的数据如下表：传感器示数F2（N）0.620.810.921.111.21加速度a（m/s2）0.481.251.672.452.82请根据实验数据在下面左图中作出a－F2的关系图像________。(3)若小明测出a－F2图像的F2轴上截距为F3，则F3__________F0（选填“<”、“>”或“=”）。(4)在同一组测量中，传感器示数F1与F2的大小关系满足F1__________F2（选填“<”、“>”或“=”）。14．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：①为猜想加速度与质量的关系，可利用下图所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是_____（选填选项前的字母）A．小车质量相同，钩码质量不同B．小车质量不同，钩码质量相同C．小车质量不同，钩码质量不同②某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度与质量的7组实验数据，如表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出图象____________；次数12345670.620.560.480.400.320.240.150.250.290.330.400.500.711.00③在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是_____（选填选项前的字母）A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力15．用图甲所示的实验装置“探究加速度与力和质量的关系”。(1)某同学通过实验得到如图乙所示的a－F图像，图线不过原点的原因是______；(2)某同学得到如图丙所示的