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（14）

• 1．用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，将一端带定滑轮的长木板放在水平的桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率f=50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得出小车运动的加速度大小a；改变砂桶中砂子的质量，多次重做实验。轻细绳始终与长木板平行，重力加速度为g。
  
  （1）若未平衡摩擦力，在保证砂桶和砂子的总质量m远小于小车质量M的前提下，在图乙所示的a-mg坐标系中大致画出所得到的图象。
  （2）在平衡摩擦力时，下列做法正确的是

  。
  A．去除砂子，将砂桶通过轻细绳跨过定滑轮与小车相连，垫起木板右端，轻推小车，若小车匀速运动，则平衡摩擦力完成
  B．将砂桶和轻细绳从小车上取下，接上纸带，垫起木板右端，轻推小车，若打出的点迹均匀（相邻两点的间距相等），则平衡摩擦力完成
  C．将砂桶和轻细绳从小车上取下，垫起木板左端，轻推小车，若小车匀速运动则平衡摩擦力完成
  （3）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，两计数点间还有4个计时点未画出，则小车运动的加速度大小a=

  m/s²（结果保留三个有效数字）。
  组卷：45引用：2难度：0.8

  解析

• 2．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图（交流电的频率为50Hz）。
  
  （1）某同学在实验中选择了如图甲所示的打点计时器，他选用的计时器电源应该是图乙中的

  。
  （2）如图（b）为本次实验得到的一条纸带，测纸带的

  端是与小车相连的。（填“左”或“右”）
  （3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示。该图线不通过原点，其主要原因是

  。
  组卷：1引用：1难度：0.6

  解析

• 3．（1）某组同学用如图1所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是

  。
  A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。
  B．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
  C．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
  D．每次小车的质量要远大于塑料桶的质量
  
  （2）某组同学根据数据，画出a-F图象如图2所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是

  。
  A．实验中摩擦力没有平衡
  B．实验中摩擦力平衡过度
  C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
  D．实验中小车质量发生变化
  （3）本实验的基本思路是

  法。
  组卷：235引用：4难度：0.3

  解析

• 4．在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学设计了如图1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2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，根据该纸带可求出小车的加速度为

  m/s²（结果保留三位有效数字）。若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则小车加速度的测量值比真实值

  （选填“偏小”“不变”或“偏大”）。
  组卷：45引用：2难度：0.6

  解析

• 11．为了探究质量一定时，加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置。拉力传感器与电脑连接并固定在墙上，实验时通过软件记录拉力传感器的读数F，纸带穿过打点计时器与小车相连，滑轮光滑且质量不计。
  
  （1）实验时，下列正确的是

  。
  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．为减小误差，实验中一定要保证两段细绳都水平
  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）正确操作后，改变桶内砂子质量进行多次实验，得到小车加速度a与拉力传感器的读数F的关系图象应是图丙中的

  。
  （3）某同学在正确进行实验后，得到一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离s₁=3.60cm、s₂=4.39cm、s₃=5.19cm、s₄=5.99cm、s₅=6.79cm、s₆=7.60cm,则小车的加速度a=

  m/s²（结果保留2位有效数字）；已知该纸带对应的拉力传感器读数为0.160N，该小车的质量为

  kg（结果保留2位有效数字）。
  组卷：28引用：2难度：0.6

  解析

• 12．图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
  
  （1）实验步骤：
  ①平衡小车所受的阻力：先拿下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列均匀的点。
  ②按住小车，挂上带有适当重物的小吊盘，在小车中放入砝码。
  ③接通打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码质量m。
  ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
  ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s₁，s₂……求出与不同m相对应的加速度a。
  ⑥以砝码的质量m为横坐标，

  1

  a

  为纵坐标，在坐标纸上作出

  1

  a

  -m关系图线。
  （2）完成下列填空：
  ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是

  。
  ②某纸带上三个相邻计数点的间距为s₁、s₂和s₃，则小车加速度a=

  。（用字母s₁、s₃和Δt表示）
  ③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上截距为b,若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为

  ，小车的质量为

  。
  组卷：164引用：5难度：0.6

  解析