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（4）

• 1．如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示遮光片通过光电门的时间以及小车从光电门甲运动到光电门乙的时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力大小，不计空气阻力。
  （1）在探究“质量一定时，加速度与合外力的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，必须进行的操作是

  。
  A．平衡摩擦力
  B．使小车的质量远大于砂桶的质量
  C．用天平测出小车和砂桶的质量
  （2）保持小车的质量不变，多次向砂桶里加砂，测得多组a和F的值，画出图象如图2所示，图象没有经过原点O的原因是

  。
  （3）实验时，先测出小车质量m,再让小军从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t。改变小车质量m,测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线。图3中能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是

  。
  组卷：47引用：2难度：0.6

  解析

• 2．某实验小组成员用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，实验中保持钩码的质量m不变，小车的质量为M，通过改变小车中砝码的质量m₀，从而改变小车和砝码的总质量。
  
  （1）平衡摩擦力时

  （填“悬挂”或“不悬挂”）钩码，平衡摩擦力后进行实验时，小车在运动过程中实际所受细线的拉力

  （填“大于”或“小于”）悬挂钩码的重力。当满足

  条件时，可认为小车在运动过程中所受的拉力等于悬挂钩码的重力。
  （2）如图2所示是该小组成员在一次实验中得到的纸带，在纸带上连续选取六个计数点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x₁，B、D两点间的距离为x₂，每相邻两个计数点间还有四个计时点没标出，已知打点计时器所接交流电源的频率为f,则小车运动的加速度a=

  。
  （3）通过改变小车中砝码的质量m₀，并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度a,以m₀为横坐标，

  1

  a

  为纵坐标，在坐标纸上作出如图3所示的

  1

  a

  -m₀关系图线，图中纵轴上的截距为b,则小车受到的真实牵引力大小为

  。
  组卷：7引用：2难度：0.5

  解析

• 3．一同学用如图甲所示实验装置（打点计时器、纸带图中未画出）探究在水平固定的长木板上物体加速度随着外力变化的关系：分别用不同的重物P挂在光滑的轻质滑轮上，使平行于长木板的细线拉动长木板上的物体A由静止开始加速运动（纸带与打点计时器之间的阻力及空气阻力可忽略）。实验后将物体A换成物体B重做实验，进行数据处理，分别得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧测力计弹力F的关系图像，如图乙A、B中所示。
  
  （1）由图甲判断下列说法正确的是

  。
  A．实验时应先接通打点计时器的电源，后释放重物P
  B．弹簧测力计的读数F即物体A和B受到的合外力
  C．实验中物体A和B的质量应远大于重物P的质量
  D．弹簧测力计的读数始终是重物P的重力的一半
  （2）由图乙可以发现，A、B两物体的质量关系是m_A

  m_B（填“＞”、“＜”或“=”）。
  （3）该同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，某次得到一条纸带，打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出）。s₁=3.61cm,s₂=4.41cm,s₃=5.19cm,s₄=5.97cm,s₅=6.78cm,s₆=7.58cm,则小车的加速度a=

  m/s²（结果保留两位有效数字）。
  组卷：29引用：2难度：0.4

  解析

• 9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图甲所示的装置．
  
  （1）本实验采用的实验方法是

  ；为了直观地判断小车的加速度a与质量M的大小关系，应作

  （选填“a-M”或“a-

  1

  M

  ”）图象。
  （2）图乙为某次实验得到的纸带，A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，计数点间的距离如图所示，相邻计数点间时间间隔0.1s,根据纸带可求出小车的加速度大小为

  m/s²。
  （3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图丙所示，则图中的直线不过原点的原因是

  。
  组卷：16引用：3难度：0.5

  解析

• 10．用图示装置测量重锤的质量M，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m₀的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t₀；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t₁、t₂…，计算出

  t

  2

  0

  ，

  t

  2

  1

  …
  （1）挡光时间为t₀时，重锤的加速度为a₀，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应
  的挡光时间为t_i，重锤的加速度之比为

  a

  i

  a

  0

  =

  （结果用t₀和t_i表示）。
  （2）a₀的表达式为a₀=

  （用M，n,m₀和g表示，g表示重力加速度）。作出

  a

  i

  a

  0

  -

  i

  
  的图线是一条直线，直线的斜率为k,则重锤的质量M=

  （用k,n,m₀表示）。
  （3）若重锤的质量约为300g,为使实验测量数据合理，铁片质量m₀比较恰当的取值是

  。
  A．1g
  B．5g
  C．40g
  D．100g
  组卷：78引用：4难度：0.5

  解析