【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版实验探究加速度与力、质量的关系限时过关练（解析版）

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版实验探究加速度与力、质量的关系限时过关练（解析版）

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：实验探究加速度与力、质量的关系（解析版)‎ ‎1．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图a所示的实验装置，把附有滑轮的长木板平放在水平的实验桌上。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，小车所受拉力用F表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。‎ ‎ ‎ ‎（1）如图b为甲同学根据测量数据作出的a－F图线，图线不过原点的原因是_____，若使图线过原点应对实验装置采取的改进方法是________。‎ ‎（2）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图c所示，两个同学做实验时取值不同的物理量是_______。‎ ‎（3）在处理数据时，总是把托盘和砝码的重力当作小车所受合力。而实际上小车所受合力比托盘和砝码的重力要________一些（选填“大”或“小”）。因此，为使实验结论的可信度更高一些，应使托盘和砝码的总质量尽可能________一些（选填“大”或“小”）。‎ ‎2．某物理课外小组利用图中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实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，一端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‎0.010kg.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块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。‎ ‎(2)将n(依次取n=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内，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.‎ ‎(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图所示，由图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________.‎ ‎(4)利用表中的数据在图中补齐数据点，并作出a-n图像________.从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成________ (填“正比”或“反比”).‎ ‎(5)利用a-n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=‎9.8m/s2)。‎ ‎(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是（_________）(填入正确选项前的标号)。‎ A.a-n图线不再是直线 B.a-n图线仍是直线，但该直线不过原点 C.a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 D.a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变小 ‎3．（10分）某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下：‎ A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；‎ B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；‎ C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；‎ D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，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．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B．实验过程中砝码盘处于超重状态 C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 ‎（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝__m/s2（结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____．‎ ‎4．测量滑块与木板之间的动摩擦因数的实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮，木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。‎ ‎(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=_________m/s2(保留三位有效数字)。‎ ‎(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________。(填入所选物理量前的字母)‎ A．木块的长度L　　　　　 B．滑块的质量m1‎ C．木板的质量m2 D．托盘和砝码的总质量m3‎ ‎(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_________ (用所测物理量的字母表示，重力加速度为g)。与真实值相比，测量的动摩擦因数______(填“偏大”或“偏小”)。写出支持你的判断的一个依据：______ 。‎ ‎5．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如图所示的一条纸带(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50 Hz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a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，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____。‎ A.2tan θ B. C.k D.‎ ‎6．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如下图1所示的装置，其中砂桶质量为m,小车质量为M，打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。‎ ‎（1）实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是_______。‎ ‎ A．应该让小车连接纸带并穿过打点计时器 B．必须让小车连接砂桶 ‎ C．纸带和砂桶都应连接 D．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 ‎（2）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图2所示，自A点起，相邻两点的距离分别为‎10.1 mm、‎12.0 mm、‎14.1 mm、‎16.0 mm、‎18.0 mm，则打E点时小车速度为______m/s，小车的加速度为______ m/s2（结果保留一位小数）。‎ ‎（3）该实验用到了__________科学方法，为了让砂桶的总重力表示绳子的拉力，应该满足_____________条件。‎ ‎（4）该同学通过数据的处理作出了a−F图象，如图3所示，则图中直线不过原点的原因可能是_____。‎ ‎7．某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”。同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡摩擦力。‎ ‎①下列器材中不必要的是___(填字母代号).‎ A．交流电源 B．秒表 C．天平(含砝码) D．直流电源 ‎②下列实验操作中,哪些是错误的___(填字母代号).‎ A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源 C．平衡摩擦力时，将悬挂小桶的细线系在小车上 D．平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带 ‎③图乙是某同学实验中获得的一条纸带.A、B、C为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T.A、B间的距离为x1,A、C间的距离为x2,则小车的加速度a=______(用字母表达).‎ ‎④图丙是小刚和小芳两位同学在保证小车质量一定时，分别以砂和小桶的总重力mg为横坐标，以小车运动的加速度a为纵坐标，利用各自实验数据作出的a−mg图象。‎ a.由小刚的图象，可以得到实验结论：________________________________________.‎ b.小芳与小刚的图象有较大差异,既不过原点,又发生了弯曲,下列原因分析正确的是______(填字母代号). ‎ A．图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过大 B．图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过小 C．图象发生弯曲，可能是砂和小桶的质量过大 D．图象发生弯曲，可能是小车的质量过大 ‎8．如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。‎ ‎（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。‎ ‎（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。‎ ‎①分析此图线的OA段可得出的实验结论是___________。‎ ‎②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是（______）‎ A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大 ‎9．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，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面拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出，在m<

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