2021高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)過關(guān)檢測題12-探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

2021年高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)考點(diǎn)過關(guān)檢測題12探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．如圖所示，在探究加速度a與力F、質(zhì)量M的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出。(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小F等于盤及盤中砝碼受到的重力；(2)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a－圖線如圖所示，由圖知兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的______值不同？2．一同學(xué)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小車及鉤碼的質(zhì)量用M表示，砂桶及砂的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出，裝置如圖甲所示。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力，將小車靜止地放在水平長木板上，并連著已穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板右端的高度，接通電源，用手輕推小車，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡均勻的點(diǎn)，說明小車在做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)往砂桶中加入一定量的砂子，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，可近似認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于砂桶和砂的重力；在釋放小車______（填“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)；(3)在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖丙所示，從中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度vC＝______m/s，小車的加速度a＝______m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；(4)在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，該同學(xué)得到的a—F關(guān)系分別如圖所示（a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線拉力）。其原因是______3．某同學(xué)采用圖（甲）所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：a．將木板的一側(cè)墊高，利用阻力補(bǔ)償法補(bǔ)償打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車的阻力及其他阻力；b．將槽碼、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶安裝好；c．通過改變槽碼的個(gè)數(shù)成倍地改變小車所受的拉力，與此對(duì)應(yīng)，處理紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度；d．保持小車所受的拉力不變，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量。處理紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速；e．做出加速度與相應(yīng)物理量的圖像得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?；卮鹣铝袉栴}：（1）請(qǐng)簡述阻力補(bǔ)償法的操作過程______；（2）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)槽碼的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M之間滿足什么關(guān)系，繩對(duì)車的拉力F近似等于槽碼的重力______；（3）觀察下表中的實(shí)驗(yàn)記錄，為了直觀的判斷小車的加速度a與拉力F及小車質(zhì)量M的定量關(guān)系，要做出a與______及a與______的圖像；F/N0.140.190.240.290.34a/(m·s-2)0.390.530.670.810.94M/kg0.310.360.410.610.86a/(m·s-2)0.940.810.710.480.34（4）圖（乙）為某次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶示意圖，一同學(xué)測量了2段長度分別為x1、x2，已知紙帶上相鄰兩點(diǎn)的計(jì)時(shí)間隔為t，則小車的加速度為______。4．某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究加速度與力的關(guān)系。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。(1)將長木板固定在水平桌面上，調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細(xì)線與長木板______，接通電源，釋放小車，打出的紙帶如圖乙所示，在紙帶上取一系列計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=______m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；(2)保持小車質(zhì)量M不變，多次改變砂和砂桶的質(zhì)量m，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得多組砂和砂桶的質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)小車運(yùn)動(dòng)的加速度a，作出a-m圖象如圖丙中①所示，由圖象可知，實(shí)驗(yàn)過程______（填“滿足”或“不滿足”）m遠(yuǎn)小于M；(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要使砂和砂桶的重力近似等于小車受到的合外力，需要將長木板沒有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，使長木板與水平的夾角正切值為______（用題目及圖丙中相關(guān)字母表示），以平衡摩擦力，然后重新實(shí)驗(yàn)，測得多組加速度a與砂和砂桶的質(zhì)量m，作出的圖線應(yīng)是圖丙中的圖線______（填“①”“②”“③”或“④”）。5．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)下列做法正確的是______（選填字母代號(hào)）；A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量______木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量；（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）(3)實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)的紙帶如圖乙所示，取A到G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測得CD間距離為x1、CE間距離為x2，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為______，小車加速度大小為______。6．為了“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題：(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，最恰當(dāng)?shù)淖龇ㄊ莀_____A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)的情況下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)的情況下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車拖動(dòng)紙帶恰好能做勻速運(yùn)動(dòng)(2)如圖乙所示，是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。圖中A、B、C、D、E為按時(shí)間順序所取的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小______m/s；小車的加速度大小為______m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）(3)在小車質(zhì)量保持不變的情況下，該同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示，有一個(gè)加速度數(shù)據(jù)模糊不清。F/N0．140.190.240.290.34a/(m·s-2)0.390.530.810.94①如果模糊的數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值應(yīng)該是______。②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖丙坐標(biāo)圖上作出圖象________。7．在探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)作了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，在調(diào)節(jié)桌面水平后，添加了用力傳感器來測細(xì)線中的拉力。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法正確的是__________;A．必須用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量B．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放下車，打出一條紙袋，同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)C．選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比選用電火花計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)誤差小D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（2）實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，由圖中的數(shù)據(jù)可知，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是__________m/s2（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）由實(shí)驗(yàn)得到小車的加速度a與力傳感器示數(shù)F的關(guān)系如圖并所示，則小車與軌道的滑動(dòng)摩擦力Ff=__________N；（4）小明同學(xué)不斷增加砂子質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小車的加速度最后會(huì)趨近于某一數(shù)值，從理論上分析可知，該數(shù)值應(yīng)為__________m/s2（g取10m/s2）。8．為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是____。A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到圖乙所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒有畫出）。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為____m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。(3)以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線（如圖丙所示），圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為____。9．在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。（1）實(shí)驗(yàn)中為探究加速度與力的關(guān)系，一定要進(jìn)行的操作是______。A．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量B．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量C．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力D．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)（2）在正確操作的前提下，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出）。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)該紙帶，可求打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小v2＝______m/s，小車的加速度為______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。10．用如圖甲所示的裝置探究加速度a與力F的關(guān)系，帶滑輪的長木板水平放置，彈簧測力計(jì)固定在墻上。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是________（填選項(xiàng)前的字母）。A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)FB．改變小車的質(zhì)量，打出幾條紙帶C．用天平測出砂和砂桶的總質(zhì)量D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)若要把小車所受拉力視為小車所受的合力，在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作之前，首先應(yīng)該完成的實(shí)驗(yàn)步驟是___________。(3)若彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F，則F________（填“大于”“等于”或“小于”）mg（m為砂和桶的總質(zhì)量）。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了如圖乙所示的a-F圖像，測得斜率為k，則小車的質(zhì)量為______。11．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系。彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d。開始時(shí)讓木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t。則：（1）木板的加速度可以用d、t表示為a＝______。（2）改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系。下列圖像能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是______。（3）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是______。A．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小B．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C．可以比較精確地測出滑動(dòng)摩擦力的大小D．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度12．如圖所示，甲是探究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，長木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過滑輪與固定的拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示繩中拉力F的大小，改變砂桶中砂的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。(1)下列操作或說法正確的是______A．本實(shí)驗(yàn)需要測出砂和砂桶的總質(zhì)量B．先接通電源，再釋放小車，同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)C．本實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出。電源的頻率為50Hz，則小車的加速度大小為______(3)以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，作出a－F圖線，求出其斜率為k，則小車的質(zhì)量為______。13．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0。再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F1。釋放小車，記錄小車運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F2。(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的一段紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E間的時(shí)間間隔為0.1s，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(2)小明同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，改變砂和砂桶質(zhì)量，進(jìn)行多次測量。得到一組小車的加速度與小車運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F2的數(shù)據(jù)如下表：傳感器示數(shù)F2（N）0.620.810.921.111.21加速度a（m/s2）0.481.251.672.452.82請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下面左圖中作出a－F2的關(guān)系圖像________。(3)若小明測出a－F2圖像的F2軸上截距為F3，則F3__________F0（選填“<”、“>”或“=”）。(4)在同一組測量中，傳感器示數(shù)F1與F2的大小關(guān)系滿足F1__________F2（選填“<”、“>”或“=”）。14．在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，做如下探究：①為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用下圖所示裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩小車放在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細(xì)線，用板擦把兩條細(xì)線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后按下板擦，小車同時(shí)停下。對(duì)比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件，下列正確的是_____（選填選項(xiàng)前的字母）A．小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同②某同學(xué)為了定量驗(yàn)證(1)中得到的初步關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車加速度與質(zhì)量的7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表所示。在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并作出圖象____________；次數(shù)12345670.620.560.480.400.320.240.150.250.290.330.400.500.711.00③在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前，需要思考如何測“力”。為了簡化“力”的測量，下列說法正確的是_____（選填選項(xiàng)前的字母）A．使小車沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運(yùn)動(dòng)趨近于勻速運(yùn)動(dòng)，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力15．用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”。(1)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的a－F圖像，圖線不過原點(diǎn)的原因是______；(2)某同學(xué)得到如圖丙所示的