專題13 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（測(cè)）-2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（原卷版）

1、PAGE14【滿分：110分時(shí)間：90分鐘】實(shí)驗(yàn)題（共10小題，每題11分）1某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置來研究牛頓第二定律的問題。為了盡可能減少摩擦力的影響，需要將長(zhǎng)木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動(dòng)下，小車拖動(dòng)穿過計(jì)時(shí)器的紙帶時(shí)，能在紙帶上_。在_條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力。在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通計(jì)時(shí)器的電源，再放開紙帶，如圖是在m=100g，M=1g情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，其中hA=,hB=,hC=則小車的加速度為a=_m/s2。（保留2位有效數(shù)字）在”驗(yàn)證牛

2、頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中,在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí),由于沒有注意始終滿足問的條件,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的2如圖所示，小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等器材置于高度可調(diào)節(jié)的長(zhǎng)木板上。鉤碼砝碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器細(xì)線（1）在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（附紙帶、復(fù)寫紙）、小車（其上可放置砝碼）、細(xì)線、鉤碼（質(zhì)量已知）、附滑輪的長(zhǎng)木板、導(dǎo)線外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有_。（填寫序號(hào)）電壓合適的50H交流電源電壓可調(diào)的直流電源刻度尺鉤碼砝碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器細(xì)線實(shí)驗(yàn)時(shí)通過改變_，可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；通過_，可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。（2）在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，

3、若平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板的一端調(diào)節(jié)過高，使得傾角偏大，則所得到的aF關(guān)系圖象為_。（a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）aaOFaOFaOFaOF（A）（B）（C）（D）（3）實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其下標(biāo)明A，第6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)下標(biāo)明B，第11個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)下標(biāo)明C，第16個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)下標(biāo)明D，第21個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)下標(biāo)明E。若測(cè)得AC長(zhǎng)為，CD長(zhǎng)，DE長(zhǎng)為，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_ms2，打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_ms。（保留三位有效數(shù)字）ABCDE3某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。ABCDE圖9A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤和盤中的砝碼用

4、細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量2該實(shí)驗(yàn)小組采用正確的實(shí)驗(yàn)步驟后，利用打點(diǎn)頻率為50H的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，得到的其中一條紙帶如圖10所示：圖中每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出圖10則在該次實(shí)驗(yàn)中，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字。圖104某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖a為實(shí)驗(yàn)裝置圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有沙的沙桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板。實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于沙和沙桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)的加速

5、度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得（1）圖b為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為，由圖中數(shù)據(jù)求出小車加速度值為_（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（2）保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如表中所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)，a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫Dc中選中恰當(dāng)?shù)奈锢砹亢蜆?biāo)度建立坐標(biāo)系，并作出圖線。（3）從圖線中得到F不變時(shí)小車加速度a與質(zhì)量m間的定量關(guān)系是_。（4）保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度與合力F圖線如圖d，該圖線不通過原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是_。5圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證

6、牛頓第二定律：（1）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖b所示的a-F圖像，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車在運(yùn)動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50H。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)。由此可算出小車的加速度a=_（保留兩位有效數(shù)字）6如圖所示為“用DIS位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置1在該實(shí)驗(yàn)中必須采

7、用控制變量法，應(yīng)保持_不變，用鉤碼所受的重力作為_，用DIS測(cè)小車的加速度2改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出aF關(guān)系圖線如圖所示分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是_A小車與軌道之間存在摩擦B導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D所用小車的質(zhì)量太大7為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）。實(shí)驗(yàn)室，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力。（1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車（選填“

8、前”或“后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。（2）從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如上表：請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像。時(shí)間t/s0速度vm/svvm/st/s0（3）通過分析，你能得出的結(jié)論是：_。8如圖甲所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成他將質(zhì)量同為M（已知量）的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時(shí)，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動(dòng)并測(cè)出加速度，完成一次實(shí)驗(yàn)后，換用不同質(zhì)量的小重物，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出

9、不同m時(shí)系統(tǒng)的加速度（1）若選定如圖甲左側(cè)物塊從靜止開始下落的過程進(jìn)行測(cè)量，則為了圖乙需要直接測(cè)量的物理量有_A小重物的質(zhì)量mC繩子的長(zhǎng)度D重物下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間（2）經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組a、m數(shù)據(jù)，作出圖象，如圖乙所示，已知該圖象斜率為，縱軸截距為b，則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=_，并可求出重物質(zhì)量M=_9如圖所示為山丹一中兩位同學(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(shí)驗(yàn)裝置圖1實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長(zhǎng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器后，先接通電源，后用手輕撥小車，小車便拖動(dòng)紙帶在木板上自由

10、運(yùn)動(dòng)。若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器第一次在紙帶上打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)越來越稀疏（從打出的點(diǎn)的先后順序看），則第二次打點(diǎn)前應(yīng)將長(zhǎng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列_的計(jì)時(shí)點(diǎn)，便說明平衡摩擦力合適。（2）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。3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；下圖為某次操作中打出的一條紙帶，他們?cè)诩垘蠘?biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實(shí)驗(yàn)中使用的是頻率f50H的交變電流根據(jù)以上

11、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4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a圖線后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)較大時(shí)，圖線發(fā)生彎曲。于是，兩位同學(xué)又對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)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Mm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（5）探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)完成后，兩位同學(xué)又打算測(cè)出小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。于是兩位同學(xué)先取掉了長(zhǎng)木板右端

12、墊的小木塊，使得長(zhǎng)木板平放在了實(shí)驗(yàn)桌上，并把長(zhǎng)木板固定在實(shí)驗(yàn)桌上，具體的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源后釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器便在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出了多條紙帶，分別利用打出的多條紙帶計(jì)算出了小車運(yùn)動(dòng)的加速度，并求出平均加速度，則小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=_。（用m、M、g表示）10如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g。下列說法正確的是_。A每次在小車上加減砝碼時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力B實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源C本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1D在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作圖象由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測(cè)得，作出圖像，他可能作出圖2中_選填“甲”、“乙”、“丙”圖線。此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤