人教版（2019）必修第一册《4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系》2021年同步练习卷（12）

• 1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图A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由打点计时器打出的点计算出。
  
  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等于盘和盘中砝码的重力。
  ②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变车中砝码的质量，测出相应的加速度。采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与

  的图象。
  ③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的问题是

  。
  ④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同，它是

  。
  组卷：133引用：33难度：0.5

  解析

• 2．某实验小组用如图所示的装置“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,滑轮光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下：
  ①按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；
  ②垫高长木板右端，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
  ③挂上砝码盘，调节木板左端定滑轮的高度以及力传感器的固定位置，使牵引动滑轮的细线与木板平行；
  ④砝码盘中放入砝码，先接通电源，再释放小车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；
  ⑤改变砝码盘中砝码的数量，重复步骤④，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）如图是以传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图象。
  ①分析图时，该小组用量角器测得图线与横坐标的夹角为θ，通过计算式

  Δ

  a

  ΔF

  求得图线的斜率为k,则小车的质量为

  。
  A．

  1

  2

  k

  
  B．

  1

  2

  tanθ

  
  C．

  2

  k

  
  D．

  2

  tanθ

  
  ②若实验过程中，交流电的实际频率比50Hz稍大一些，则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”）。
  （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．2g
  B．1.5g
  C．g
  D．0.5g
  
  组卷：102引用：2难度：0.5

  解析

• 3．某同学探究“加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。在实验中，该同学把托盘及盘中砝码的重力当作合外力，以托盘、小车以及二者中的全部砝码为研究对象。
  （1）将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻轻推动小车，使纸带上的点迹均匀，即可说明小车做匀速运动，此步骤中空的托盘

  （填“需要”或“不需要”）取下。当改变小车质量时，

  （填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。
  （2）探究“在合外力一定时，加速度与质量的关系”时，其中一次打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，相邻两个计数点间有4个计时点没有画出，则计算可得小车运动的加速度为

  m/s²，打计数点D时小车的速度为

  m/s（结果保留3位有效数字）
  组卷：2引用：1难度：0.6

  解析

• 9．某同学利用如图1所示的装置研究“在外力一定时，物体的加速度与质量的关系”。
  
  （1）实验时需要把木板不带滑轮的一端垫高，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点，使小车在不受绳的拉力时，带动纸带做

  运动，这样做的目的是

  。
  （2）保持沙和沙桶的质量m不变，通过在小车中放入砝码来改变小车的质量，每改变一次，打出对应的纸带。某次打出的一条纸带如图2所示，已知打点计时器的电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。Δs=s_DG-s_AD=

  cm。由此可算出小车的加速度a=

  m/s²。（结果保留两位有效数字）
  （3）在规范完成实验操作，处理实验数据时，该同学以小车加速度的倒数

  1

  a

  为纵坐标，小车和砝码的总质量M为横坐标，描绘出如图3所示的

  1

  a

  -M图象，图中直线的斜率为k,纵截距为b,图象不过原点，有同学认为是因为沙桶质量没有远小于小车质量，则经过计算可得沙和沙桶的质量为

  。
  组卷：30引用：3难度：0.6

  解析

• 10．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，可利用图1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a与质量M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a-

  1

  M

  图象。
  

  次数	1	2	3	4	5	6	7
  a/（m•s-2）	0.62	0.56	0.48	0.40	0.32	0.24	0.15
  M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00

  （3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。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
  
  组卷：1694引用：14难度：0.5

  解析