2021届高考物理一轮实验抢分专练(四) 探究加速度与物体受力、物体质量的关系(含解析)

实验抢分专练(四)　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1．某同学采用如图(a)所示的装置验证牛顿第二定律，他将器材安装好，平衡摩擦力后，保持小车(含车上砝码)总质量M不变，通过改变砝码盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力F。 (1)若要完成实验，需要增加的测量工具是______ A．天平和秒表　　 B．天平和刻度尺 C．秒表和刻度尺 D．刻度尺和圆规 (2)某次实验，打出的纸带如图(b)所示(每相邻计数点间还有4个点没有标出)。已知小车(含车上砝码)总质量M＝250 g，打点计时器的频率为50 Hz，则靠近纸带__________(选填“A”或“D”)点的一端与小车连接，该次实验小车受到的合力F＝________，砝码盘和盘中砝码的总质量m＝________g。(重力加速度g取9.9 m/s2，结果均保留3位有效数字) 2．某探究小组的同学用如图所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验。 (1)下列说法正确的有________。 A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动 B．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力 C．应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量 D．砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力 (2)图甲为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分。从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个计时点没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图甲所示，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a＝__________m/s2。(结果保留两位有效数字) (3)某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a。以砝码盘及砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得到如图乙所示的a­F图线，则图线不通过坐标原点的主要原因是__________________________________________________________________。 3．某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。 (1)为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400 g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选________组会比较合理。(填选项前的字母) A．10～40 g B．200～400 g C．1 000～2 000 g (2)实验中打点计时器的打点周期为0.02 s，图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留3位有效数字) (3)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图3所示，分析线段OA段，可得出实验的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 4．(2021·潍坊模拟)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a­F图线，如图(b)所示。 (1)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的；要想使得该图线过原点应________(选填“增大”或“减小”)轨道的倾角。 (2)滑块和位移传感器发射部分总质量m＝__________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝__________。(g取10 m/s2) (3)实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件？________________________________________________________________________。 5．(2020·肇庆模拟)某同学用图甲所示装置测量木块与木板间动摩擦因数μ。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小木块相连，另一端可悬挂钩码。实验中可用的钩码共有N个，将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳左端，其余N­n个钩码放在木块的凹槽中，释放小木块，利用打点