高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題12 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

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1、高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題12 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共2題；共4分) 1. （2分） (2016高二上長沙開學(xué)考) 某同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系．用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車所受合力F；通過分析打點計時器打出的紙帶，測量加速度a．分別以合力F 和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標(biāo)系．根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)描出如圖2所示的點跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致．該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下：（1）在平衡摩擦力時將木板右端墊得

2、過高；（2）沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時將木板右端墊得過低；（3）砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的實驗條件；（4）測量小車的質(zhì)量或者加速度時的偶然誤差過大． 通過進一步分析，你認(rèn)為比較合理的原因可能是 （ ） A . （1）和（4） B . （2）和（3） C . （1）和（3） D . （2）和（4） 2. （2分） (2017高二上阿壩期末) 在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關(guān)系時，我們用實驗研究了小車“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”．這種研究物理問題的科

3、學(xué)方法是（ ） A . 建立理想模型的方法 B . 控制變量法 C . 等效替代法 D . 類比法 二、 實驗題 (共11題；共46分) 3. （5分） (2017高一上雅安期末) 為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的實驗裝置： （1） 以下實驗操作正確的是 A . 將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運動 B . 調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細線與木板平行 C . 先接通電源后釋放小車 D . 實驗中小車的加速度越大越好 （2） 在實驗中，得到一條如圖乙所示的紙帶，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1S，且

4、間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，則小車的加速度a=________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）． （3） 有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a﹣F圖線，如圖丙所示．圖線________是在軌道傾斜情況下得到的（填“①”或“②”）；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m=________kg． 4. （4分） (2017高一上太原期末) 科學(xué)探究活動通常包括以下幾個環(huán)節(jié)：①提出問題，②猜想與假設(shè)，③制定計劃

5、與設(shè)計實驗，④進行實驗與收集證據(jù)，⑤分析與論證，⑥評估，⑦交流與合作等．一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動摩擦力之后，認(rèn)為滑動摩擦力的大小可能與兩物體接觸面積的大小有關(guān)，于是他通過實驗探究這個問題． （1） 這位同學(xué)認(rèn)為，滑動摩擦力的大小與兩物體的接觸面積的大小成正比，這屬于上述科學(xué)探究的________環(huán)節(jié)． （2） 為完成本實驗，需要自己選用器材，其中他選用的木塊應(yīng)是下列選項中的 A . 各面粗糙程度相同的正方體 B . 各面粗糙程度不同的正方體 C . 各面粗糙程度相同，長、寬、高不同的長方體 D . 各面粗糙程度不同，長、寬、高不同的長方體 （3） 在本實驗中，該同學(xué)設(shè)計

6、了兩種實驗方案： 方案一：木板水平固定，通過彈簧秤水平拉動木塊，如圖甲所示； 方案二：木塊與彈簧秤相連，彈簧秤水平固定，通過細繩水平拉動木板，如圖乙所示． ①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理、更易于操作的是________（填“方案一”或“方案二”） ②該實驗應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)有________； ③如何根據(jù)數(shù)據(jù)分析并判斷原來的猜想？________ 5. （3分） (2016新課標(biāo)Ⅲ卷) 某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。途中，置于試驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪：輕繩跨過滑輪，一段與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗

7、中可用的鉤碼共有N=5個，每個質(zhì)量均為0．010kg。實驗步驟如下： （1） 將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快，使小車9（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。 ①將n（依次取n=1,2,3,4,5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n各鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 ②對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示：由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。 n 1 2 3 4 5

8、 0．20 ________ 0．58 0．78 1．00 （2） 利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像。從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定是=時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。 （3） 利用a–n圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為________kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9．8ms–2）。 （4） 若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_______（填入正確選項錢的標(biāo)號） A . a–n圖線不再是直線 B . a–n圖線仍是直線，但該直線不過原點 C . a–n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 6. （4分）

9、 (2020高一上遂寧期末) 某實驗小組用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知重力加速度為g，打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz，滑輪足夠光滑，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。實驗步驟如下： ①按圖所示，安裝好實驗器材，但不掛砝碼盤； ②墊高長木板右側(cè)，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動； ③掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)木板左側(cè)定滑輪，使?fàn)恳齽踊喌募毦€與木板平行； ④砝碼盤中放入砝碼，先通電，再放車，由打出的紙帶求出小車的加速度并記錄傳感器示數(shù)； ⑤改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟④，求得小車在不同合力作用下的加速度。 根據(jù)以上實驗過程，回答以下問題： （1）

10、對于上述實驗，下列說法正確的是_______。 A . 必須要測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量 B . 傳感器的示數(shù)等于小車受到的合力 C . 小車向左加速時，砝碼處于失重狀態(tài) D . 砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量 （2） 如圖（甲）是在實驗中得到的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個計時點沒有畫出，如圖（乙）是以傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象。 ①小車的加速度大小為________m/s2；打下計數(shù)點2時，小車的速度大小為________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 ②若實驗過程中，交流電的實際頻率比50Hz稍大一些，則①中計算所得的小車加速

11、度應(yīng)比小車的實際加速度________（選填“大”或“小”）。 ③分析（乙）圖時，該小組用量角器測得圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，通過計算式 求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________ A． B． C． D． （3） 本實驗中，隨著砝碼質(zhì)量的增加，測得的小車加速度也會增加，當(dāng)砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠大于小車的質(zhì)量時，小車的加速度大小約為_______。 A . 2g B . 1.5g C . g D . 0.5g 7. （4分） (2016高一上潮南期末) 用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律： （1） 某同學(xué)通過實驗得到如圖（b）所示的a﹣F圖象，造成這

12、一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角________（填“偏大”或“偏小”）． （2） 該同學(xué)在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力________砝碼和盤的總重力（填“大于”、“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足________的條件． （3） 某同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶，已知打點計時器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點．△s=sDG﹣sAD=________cm．由此可算出小車的加速度a=________m/s2（加速度a計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

13、8. （5分） (2017高一下泰州期末) 如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置 （1） 實驗中使用的電源頻率是50Hz，則紙帶上打出的相鄰兩點的時間間隔為________s． （2） 在實際測量中，重物減小的重力勢能通常會________（選填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的動能． 9. （3分） (2019高三上德惠期中) 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)使用了如圖所示的裝置，計時器打點頻率為50Hz。 （1） 該同學(xué)得到一條紙帶，在紙帶上取連續(xù)的六個點，如圖所示，自A點起，相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14

14、.0mm、16.0 mm、18.0 mm，則打E點時小車的速度為________m/s，打A、F兩點的過程中小車的平均速度為________m/s，小車的加速度為________m/s2。 （2） 該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持________不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持________不變。 （3） 該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持________不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持________不變。 （4） 該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象如圖所示。 ①圖中的直線不過原點的原因是_

15、_______。 ②圖線發(fā)生彎曲的原因是________。 （5） 該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象如圖所示。 ①圖中的直線不過原點的原因是________。 ②圖線發(fā)生彎曲的原因是________。 10. （4分） 為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計) （1） 實驗時，一定要進行的操作是______。 A . 用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B . 將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C . 小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧

16、測力計的示數(shù) D . 改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E . 為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M （2） 該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(兩相鄰計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出)，已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 （3） 以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為______。 A . B . C . k D . 11. （5分） (2016高三上平湖期

17、中) 利用圖一裝置可以做力學(xué)中的許多實驗， （1） 以下說法正確的是 ． A . 用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響 B . 用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細線與滑軌平行 C . 用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力 D . 用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 （2） 本裝置中要用到打點計時器，如圖二所示為實驗室常用的兩種計時器，其中甲裝置用的電源要求是 ． A . 交流220V B . 直流220V

18、 C . 交流4﹣6V D . 直流4﹣6V （3） 在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖三．已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實驗中打點計時器打下A 點時小車的瞬時速度為________m/s．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字） 12. （5分） (2017大連模擬) 在“用DIS研究加速度與力的關(guān)系、加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，保持小車質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，測得了下表所示的5組數(shù)據(jù)，并已在坐標(biāo)平面上畫出部分?jǐn)?shù)據(jù)點，如圖所示： 組別 1 2 3 4 5 F/N 0 1.1 2.2 3.3

19、 4.4 a/m?s﹣2 0 0.5 1.0 1.5 2.0 （1） 在圖中畫出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，然后作出a﹣F的關(guān)系圖線； （2） 由所作圖線可以得到結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，加速度a與作用力F成________比． 13. （4分） (2018高一上金溪月考) 如圖所示為靜寧一中兩位同學(xué)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系” 的實驗裝置圖． （1） 實驗中，兩位同學(xué)安裝好實驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當(dāng)墊高些后，在不掛砝碼盤的情況下，使小車靠近打點計時器后，先接通電源，后用手輕撥小車，小車便拖動紙帶在木板上自由運動。若打點計

20、時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏（從打出的點的先后順序看），則第二次打點前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加________（選填“高”或“低”）些；重復(fù)以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列________的計時點，便說明平衡摩擦力合適。 （2） 實驗中，兩位同學(xué)安裝好實驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當(dāng)墊高些后，在不掛砝碼盤的情況下，使小車靠近打點計時器后，先接通電源，后用手輕撥小車，小車便拖動紙帶在木板上自由運動。若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏（從打出的點的先后順序看），則第二次打點前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加_______

21、_（選填“高”或“低”）些；重復(fù)以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列________的計時點，便說明平衡摩擦力合適。 （3） 平衡摩擦力后，在________的條件下，兩位同學(xué)可以認(rèn)為砝碼盤(連同砝碼)的總重力近似等于小車的所受的合外力。(已知小車的質(zhì)量為M，砝碼盤（連同砝碼）的總質(zhì)量為m) （4） 平衡摩擦力后，在________的條件下，兩位同學(xué)可以認(rèn)為砝碼盤(連同砝碼)的總重力近似等于小車的所受的合外力。(已知小車的質(zhì)量為M，砝碼盤（連同砝碼）的總質(zhì)量為m) （5） 接下來，這兩位同學(xué)先保持小車的質(zhì)量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關(guān)系；右圖為某次操作

22、中打出的一條紙帶，他們在紙帶上標(biāo)出了5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實驗中使用的是頻率f＝50 Hz的交變電流．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a＝________m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) （6） 接下來，這兩位同學(xué)先保持小車的質(zhì)量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關(guān)系；右圖為某次操作中打出的一條紙帶，他們在紙帶上標(biāo)出了5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實驗中使用的是頻率f＝50 Hz的交變電流．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a＝________m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

23、 （7） 然后，兩位同學(xué)在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系。他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫出 圖線后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng) 較大時，圖線發(fā)生彎曲。于是，兩位同學(xué)又對實驗方案進行了進一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，那么，兩位同學(xué)的修正方案可能是 （______） A . 改畫a與(M＋m)的關(guān)系圖線 B . 改畫a與 的關(guān)系圖線 C . 改畫a與 的關(guān)系圖線 D . 改畫a與 的關(guān)系圖線 （8） 然后，兩位同學(xué)在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系。他們通過給

24、小車中增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫出 圖線后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng) 較大時，圖線發(fā)生彎曲。于是，兩位同學(xué)又對實驗方案進行了進一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，那么，兩位同學(xué)的修正方案可能是 （______） A . 改畫a與(M＋m)的關(guān)系圖線 B . 改畫a與 的關(guān)系圖線 C . 改畫a與 的關(guān)系圖線 D . 改畫a與 的關(guān)系圖線 （9） 探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”實驗完成后，兩位同學(xué)又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數(shù)。于是兩位同學(xué)先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，

25、具體的實驗裝置如圖所示；在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，并在保證小車的質(zhì)量M、砝碼（連同砝碼盤）的質(zhì)量m不變的情況下，多次進行實驗打出了多條紙帶，分別利用打出的多條紙帶計算出了小車運動的加速度 ，并求出平均加速度 ，則小車與長木板間的動摩擦因數(shù) =________。（用m、M、 、g表示） （10） 探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”實驗完成后，兩位同學(xué)又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數(shù)。于是兩位同學(xué)先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，具體的實驗

26、裝置如圖所示；在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，并在保證小車的質(zhì)量M、砝碼（連同砝碼盤）的質(zhì)量m不變的情況下，多次進行實驗打出了多條紙帶，分別利用打出的多條紙帶計算出了小車運動的加速度 ，并求出平均加速度 ，則小車與長木板間的動摩擦因數(shù) =________。（用m、M、 、g表示） 第 16 頁 共 16 頁 參考答案 一、 單選題 (共2題；共4分) 1-1、 2-1、答案：略 二、 實驗題 (共11題；共46分) 3-1、答案：略 3-2、答案：略 3-3、答案：略 4-1、答案

27、：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