第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（复习讲义）（北京专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

null 第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 目录 01 考情解码·命题预警 1 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 5 考点一 教材原型实验 5 知识点 教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系 5 考向1 实验原理与操作 8 考向2 数据处理与误差分析 11 归纳总结 a⁃F图像三种情况说明 15 考点二 拓展创新实验 15 知识点 方案的改进 15 考向 拓展创新实验 16 04 真题溯源·考向感知 21 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 教材原型实验 选择题 非选择题 \ \ \ 拓展创新实验 选择题 非选择题 \ \ \ 考情分析： 各地高考对探究加速度与物体受力、物体质量的关系这个实验的考查频度较高，考查多以原型实验为基础，借助创新方案或者传感器等方式对该问题做一研究考查。 命题情境： 生活实践类：采用小车木板打点计时器实验装置，也可以采用小车光电门装置。 学习探究类：力的测量，加速度的测量。 常用方法：图像法、极限法 复习目标： 目标一：掌握实验的原理，通过采集的数据利用图像，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，并会做出必要的误差分析。 目标二：能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。 考点一 教材原型实验 知识点 教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1.学会用控制变量法研究物理规律； 2.探究加速度与力、质量的关系； 3.学会用图像法处理数据，得出结论。 二、实验思路 1.实验的基本思想——控制变量法 （1）保持小车质量M不变：通过增减槽码的方式改变作用于小车的力F，测出小车相应的加速度a，则可得a与F的关系。 （2）保持拉力F不变：通过在小车上增减砝码的方式改变小车的质量M，测出相应的加速度a，则可得a与M的关系。 2.物理量的测量 （1）小车质量的测量：用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由x=at2得a=，计算出加速度a。 ②方法2：由纸带根据公式Δx=aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。 ③方法3：不直接测量加速度，可测不同情况下物体加速度之比，例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则=，把加速度的测量转换成位移的测量。 （3）力的测量 补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力后，小车受到的拉力等于小车所受的合力，在槽码的质量比小车的质量小得多时，可认为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力。 三、实验器材 带有定滑轮的木板、薄垫块、小车、细线、槽码、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺。 四、实验原理及装置图 实验装置如图所示，用控制变量法先保持F不变，探究a和M的关系，再保持M不变，探究a和F的关系。加速度可以根据纸带上打出的点测量，拉力近似等于槽码的重力。 五、进行实验 （一）案例1 1.安装实验器材：将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 2.补偿阻力：用薄垫块将不带定滑轮的一端垫高，调整其倾斜程度，直到小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止，即使小车能匀速下滑。 3.悬挂槽码：在细线一端挂上槽码，另一端通过定滑轮系在小车前端。 4.收集纸带数据：将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，并让小车由静止释放，打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。 5.改变小车受力 保持小车的质量不变，通过改变槽码的数量，改变槽码的总质量（槽码的总质量远小于小车质量）。每次实验接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。取下纸带，并在相应纸带上标上号码及所挂槽码的总重力m1g、m2g、m3g… 6.改变小车质量 保持槽码（小车所受的拉力）不变，通过增加或减少小车上的砝码的方式，改变小车的质量，接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1、M2、M3… 7.求加速度：用公式Δx=aT2，求得小车的加速度a，将得到的数据填入相应表格中，以便进行数据处理。 （二）案例2 1.如图，将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘。 2.把木板一端垫高，补偿木板的摩擦力的影响。 3.将两小车后端各系一条细线，用一个物体（如黑板擦）把两条细线同时按压在木板上。 4.抬起物体（黑板擦），两小车同时开始运动，按下物体（黑板擦），两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移x1、x2，从而得出加速度之比。 5.保持小车的质量不变，改变盘中槽码的数量，即改变小车所受的合力，重复步骤4，多做几次实验，分析加速度与力的关系。 6.在不改变盘中槽码数量的情况下，通过增减小车中的砝码改变小车的质量，重复步骤4，多做几次实验，分析加速度与质量的关系。 六、数据分析 1.把相同质量的小车在不同拉力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 6 拉力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a⁃F图像，分析a与F的关系。 2.把不同质量的小车（小车和砝码）在相同拉力的作用下产生的加速度大小填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 6 质量M 加速度a 分别以a为纵坐标、M和为横坐标，根据数据作a⁃M图像和a⁃图像，分析a与M的关系。 3.实验结论 （1）保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受合外力F成正比。 （2）保持物体所受合外力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。 七、误差分析 项目 产生原因 减小方法 偶然误差 质量测量不准，计数点间距不准 多次测量求平均值 小车所受拉力测量不准 准确补偿阻力； 使细线和纸带与长木板平行 作图不准 使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线的两侧，误差较大的点舍去 系统误差 槽码的总重力代替小车所受拉力 使槽码的总质量远小于小车质量 八、操作要领及注意事项 1.如何平衡阻力：按图安装实验器材，先不要悬挂槽码，给小车一初速度，若小车恰好能做匀速直线运动（纸带点迹分布均匀），则说明平衡了小车受的阻力。实验过程中要求细线与长木板平行，不用重复进行平衡阻力。 2.槽码和小车的质量应满足什么关系：由于本实验中把槽码的总重力大小mg看成小车受到的拉力大小F，所以需要使槽码的质量远小于小车的质量（若使用力传感器测拉力F或以小车和槽码整体为研究对象，则无需满足此要求）。 3.实验操作时需要注意哪些细节：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车，且在小车到达滑轮前按住小车。 考向1 实验原理与操作 例1（2025·辽宁·三模）图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动，验证小车质量一定时，其加速度与合外力成正比。 (1)先 ，再 ，调节定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与长木板平行； A．悬挂槽码 B．平衡阻力 C．接通电源（填上两个正确选项前的符号） (2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带，每两个计数点间有四个点未画出，图示中标出了部分实验数据。实验所用电源的频率为50Hz，可求得小车运动的加速度a= m/s²。（保留2位有效数字） (3)实验中，保持小车的质量M一定，改变槽码的质量m，测出对应的小车加速度a，认为拉小车的力F等于槽码的重力，根据实验数据做出的a-F图像如图丙中实线OQ所示；利用加速度较小的几组数据拟合了一条直线OP。当槽码重力为mg时，两个图线对应的加速度分别为a₁、a₂， （用M、m表示）。 【答案】(1)B A (2)0.45 (3) 【详解】（1）先平衡阻力，再悬挂槽码，调节定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与长木板平行；故分别填“B”和“A”。 （2）每两个计数点间有四个点未画出，则T=0.1s；加速度 （3）由题意结合牛顿第二定律可得， 解得 【变式训练1】（2025·广东广州·三模）实验小组采用如图甲所示的装置探究小车的加速度与小车质量和合外力的关系。为平衡摩擦力，先取下砝码盘和砝码，调节木板的倾角，轻推系着纸带的小车，小车获得初速度后通过打点计时器，打出了如图乙所示纸带，纸带靠点的一端连着小车，由图乙可以推测，小车运动过程中速度 （选填“越来越大”或“越来越小”），受到的合力 （选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。 继续调整木板倾角，完成平衡摩擦力的操作后，挂上砝码和砝码盘进行实验，最终获得小车运动的（为砝码和砝码盘的重力）图像，如图丙所示，根据图像，可以判断 A．平衡摩擦力时，倾角仍然过小 B．随着F增大，小车的加速度a可能大于重力加速度g C．小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比 【答案】越来越大 不变 C 【详解】[1]由乙图可知，纸带上点迹之间的距离越来越大，说明小车的速度越来越大； [2]由乙图可知，点迹间的间距均匀增大，小车做匀加速直线运动，故小车受到的合外力不变； [3]由于小车的图像是一条通过原点的直线，说明质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。 故选C。 【变式训练2】（2025·山东临沂·二模）用如图所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)为补偿小车受到的阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是__________。 A． B． C． D． (2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。通过分析纸带数据利用逐差法求出小车的加速度a，以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成 （填“正比”或“反比”）；甲组所用的 （填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 【答案】(1)B (2)反比 槽码 【详解】（1）补偿小车受到的阻力时，若小车匀速运动，则表明补偿阻力合适，此时纸带点迹间距均匀，B符合题意。 故选B。 （2）[1]图像可知在所受外力一定的条件下，与M成正比，表面a与M成反比； [2]由于设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律有 整理得 故图像斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的要大。 考向2 数据处理与误差分析 例2（2025·河南郑州·一模）小张同学在“做探究小车加速度与力、质量的关系”实验时，实验数据记录如下（按加速度大小顺序排列），其中实验序号⑧的实验数据不完整。 序号 外力 小车质量 加速度 ① 0.29 0.86 0.3 ② 0.14 0.36 0.3 ③ 0.29 0.61 0.4 ④ 0.19 0.36 0.5 ⑤ 0.24 0.36 0.6 ⑥ 0.29 0.41 0.7 ⑦ 0.29 0.36 0.8 ⑧ 0.31 ⑨ 0.34 0.36 0.9 (1)小张同学先“探究小车加速度与力的关系”。请你在上表中帮他挑出所有符合要求的数据组，并把序号写在横线上： 。 (2)第（1）问中，你挑选数据组依据的方法是（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法 (3)实验序号⑧对应的纸带如图所示，每相邻两计数点间有四个点未画出。打点计时器电源频率为，则对应的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 (4)小张同学“探究小车加速度与质量的关系”时，为了方便准确得到小车的加速度与小车质量的关系，应作出 图像（选填“”或“”）。 【答案】(1)②④⑤⑦⑨ (2)D (3)0.93 (4) 【详解】（1）本实验采用的是控制变量法，欲“探究加速度与力的关系”，应保持小车的质量一定，改变小车合外力，故选择实验数据为②④⑤⑦⑨； （2）本实验采用的是控制变量法。 故选D。 （3）打点计时器电源频率为，每相邻两计数点间有四个点未画出，则每相邻两计数点时间间隔为 逐差法可知加速度大小为 （4）根据牛顿第二定律 整理可得 可知若做图像，图像为曲线，不能直观反映加速度与质量的关系；若做图像，图像为过原点的直线，说明加速度与质量的倒数成正比，即加速度与质量成反比，所以为了方便准确得到小车的加速度与小车质量的关系，应作出图像。 【变式训练1】（2025·黑龙江·模拟预测）如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。其中小车与车中砝码的总质量记为M，槽码的总质量记为m，重力加速度为g。 (1)下列说法正确的是________ A．平衡摩擦力时，应将槽码用细绳通过定滑轮系在小车上 B．平衡摩擦力时，应把小车上的细绳和纸带都取下 C．每次改变小车的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．在实验中，应使小车与车中砝码的质量远大于所挂槽码的质量 (2)如图2是某一次实验打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G。如果实验时交流电的频率实际为50.5Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行计算，求得的加速度值比真实值 。（选填“偏大”、“偏小”、“不变”） (3)某同学在保持M一定，探究小车的加速度a与受力F的关系时，认为“细线对小车的拉力F的大小等于槽码所受的总重力的大小”，根据实验数据做出图像OAB，如图3所示（若实验前已经补偿了阻力）。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条竖直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。求 （用题目中的M、m表示）。 【答案】(1)D (2)偏小 (3) 【详解】（1）AB．平衡摩擦力时，应把小车上的细绳和槽码取下，但纸带需要连接在小车上，利用纸带上的点迹是否均匀判断小车是否做匀速运动，故AB错误； C．平衡摩擦力时，有 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C错误； D．为了使细线拉力近似等于所挂槽码的总重力，在实验中，应使小车和钩码的质量远大于所挂槽码的质量，故D正确。 故选D。 （2）如果实验时交流电的频率实际为50.5Hz，则实际打点周期小于0.02s，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行计算，则代入计算的时间偏大，根据逐差法可知求得的加速度值比真实值偏小。 （3）图中PN对应小车合力为悬挂物的重力mg时的加速度，即   解得 图中QN对应小车的实际加速度，设此时细线的拉力为T； 对小车有   对悬挂物有   解得   联立解得 结合图像斜率的含义，可得 【变式训练2】（2024·山西·一模）某学校的实验小组用如图1所示的装置验证物体的加速度与质量的关系。 (1)当物体所受的合外力一定时，加速度与物体质量成 （填“正比”或“反比”），本实验采用了控制变量法。 (2)图2是打出的一条纸带，计数点A、、、、间都有4个点没有标出，电源的频率为，则小车的加速度大小为 。 (3)若实验小组在做实验时，保持小车质量不变，改变槽码的质量，由实验数据得到如图3所示的图像，图像不过原点的原因是_____。 A．补偿摩擦力时轨道倾角过大 B．补偿摩擦力时轨道倾角过小 C．不满足 【答案】(1)反比 (2)1.26 (3)A 【详解】（1）根据牛顿第二定律 可知当一定时，与成反比。 （2）由题知，相邻计数点间有4个点没有标出，则相邻计数的时间为 根据逐差法有 代入数据得加速度 （3）由图3，可知当时加速度大于0，说明补偿摩擦力过度，即补偿摩擦力时轨道倾角过大。 故选A。 归纳总结 a⁃F图像三种情况说明 图示 图线 特征 产生原因 ① 图线的上部弯曲 当小车受力F较大时，不满足“槽码的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量”的条件 ② 图线在a轴的截距大于0 补偿阻力时长木板的倾角过大，F=0（即不挂槽码）时小车就具有了加速度 ③ 图线在F轴的截距大于0 补偿阻力时长木板的倾角过小，或未补偿阻力，只有当F增加到一定值时，小车才获得加速度 考点二 拓展创新实验 知识点 方案的改进 1．实验器材的创新 气垫导轨，不用平衡阻力 2.测量拉力的创新 弹簧测力计（或力传感器）可直接测量绳的拉力，不必保证小车质量远大于钩码的总质量。 3.减小测量误差的创新 位移传感器、光电门和速度传感器可以更加精确地测出小车的位移或瞬时速度。 考向 拓展创新实验 例1 （2025·天津·一模）如图甲所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上，小明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，小红研究组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。 (1)某同学在研究小车加速度与拉力关系的实验中，把小车所受拉力当作合力，下列说法正确的是（　　） A．需要平衡摩擦力 B．不需要平衡摩擦力 C．要求钩码的质量远小于小车质量 D．不要求钩码的质量远小于小车质量 (2)在实验操作完全正确的情况下，小明研究组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间Δt，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量m，弹簧测力计的示数F，则F与应满足的关系式为 。（可用m、d、s、等字母表示） (3)小红研究组测出木块静止时遮光片右端距光电门左端的位移s，由遮光片宽度d和挡光时间求出滑块的速度大小v，并算出，然后作出的图像如图乙所示，根据图像可求得动摩擦因数 。（可用a、b、g、s等字母表示） 【答案】(1)AD (2) (3) 【详解】（1）把小车所受拉力当作合力，需要平衡摩擦力，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量。 故选AD。 （2）小车通过光电门的速度 由匀变速直线运动规律 若满足牛顿第二定律则有 解得 （3）根据动能定理可得 解得 结合图像可得、 联立解得 【变式训练1】（2025·浙江·二模）某小组探究“物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。 (1)关于该实验操作，下列说法正确的是______ A．实验时使用了力传感器测合力，所以不需要补偿阻力 B．实验时需要满足钩码质量远小于小车质量 C．需要调节滑轮高度，使细线处于水平 D．两光电门间的距离适当大点 (2)用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图（b）所示，读数为d= cm。 (3)某次实验中，小车先后通过光电门所用时间分别为、，测得两光电门之间的距离为s=80.00cm，则小车的加速度a= （结果保留3位有效数字） (4)改变钩码数，可得到多组数据，作出a-F图像如图（c）所示，则图线不过原点的原因是 ；图像的斜率表示 。 【答案】(1)D (2)5.070 (3)1.40 (4) 没补偿阻力或补偿阻力时长木板倾角太小 小车和力传感器总质量的倒数 【详解】（1）AB．实验时使用了力传感器测合力，不需要满足钩码质量远小于小车质量，但是需要补偿阻力，选项AB错误； C．需要调节滑轮高度，使细线与轨道平行，而不是细线水平，选项C错误； D．两光电门间的距离适当大点，可减小误差，选项D正确。 故选D。 （2）用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度读数为d=5cm+0.05mm×14=5.070cm （3）根据 其中， 可得 带数据可得a=1.40m/s2 （4）[1]由图像可知，当F到达一定值时小车才有加速度，可知原因是没补偿阻力或补偿阻力时长木板倾角太小； [2]根据 可知a-F图像的斜率表示小车和力传感器总质量的倒数。 【变式训练2】（2025·湖南长沙·三模）物理实验小组采用如图1所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律，试回答下列问题： (1)实验时 （填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于重物质量。 (2)关于该实验的操作，下列说法中正确的是________。 A．必须用天平测出重物的质量 B．每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 C．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 D．应当先释放小车，再接通电源 (3)某同学做实验时，未把木板的一侧垫高平衡摩擦力，就继续进行其他实验步骤，该同学作出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中、、已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为 ，小车的质量为 。 (4)某同学在实验中撤去了弹簧测力计，将细绳一端直接连在墙上，平衡摩擦力后其他操作正确，改变重物的质量m，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为 ，此时使用的小车质量为 ，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)不需要 (2)C (3) (4) 不变 【详解】（1）实验时有弹簧测力计测量拉力，则不需要满足小车质量远大于重物质量。 （2）A．因为有弹簧测力计测量小车受的拉力，则不需要用天平测出重物的质量，选项A错误； B．平衡摩擦力时满足 两边质量消掉，则每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B错误； C．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行，选项C正确； D．应当先接通电源，再释放小车，选项D错误。 故选C。 （3）[1][2]对小车根据牛顿第二定律 即 由图像可知a=0时F=F0，可得， 可得 （4）[1][2]对小车 对重物 联立可知 由题意可知 解得， [3]若动滑轮的质量不可以忽略，则表达式变为 不影响图像的截距，可知重力加速度的测量值不变。 1．（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。 (1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 。（选填正确答案标号） a.能在轨道上保持静止 b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。 ①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、 ②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”） 【答案】(1)c (2)失重 d 【详解】（1）平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动。 故选c。 （2）[1]根据图像可知时，加速度方向竖直向下，故处于失重状态； [2]对物体根据牛顿第二定律 整理得 可知图像的斜率为，故将物体质量增大一倍，图像斜率变小，纵轴截距不变，其图像为图丁中的图线d。 2．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 (1)实验中应将木板 （填“保持水平”或“一端垫高”）。 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有_________。（多选，填正确答案标号） 0.2 0.618 0.33 0.482 0.40 0.403 0.50 0.317 1.00 0.152 A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下， （填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 【答案】(1)一端垫高 (2)AC (3)乙 【详解】（1）实验需补偿阻力，消除木板对小车的阻力的影响，应将木板一端垫高，使小车在无拉力时能匀速运动。 （2）A.作出图像，可以将图像“化曲为直”，便于判断，a与m是否成反比关系，故A正确； B．作出图像，无法体现a与m是否成反比关系，故B错误； C．作出图像，若a与m是成反比关系，有为定值，则图像是一条平行与横轴的直线，可见解判断a与m是否成反比关系，故C正确； D．作出图像，无法体现a与m是否成反比关系，故D错误。 故选AC。 （3）甲同学的方法中，槽码依次放在槽码盘上，小车质量M不变，拉力（m为槽码总质量），但随着m增大，不满足条件，拉力与mg偏差增大，误差变大；乙同学的方法中，将小车上的槽码移到槽码盘上，总质量不变（M为小车质量，m为槽码质量），拉力（当时近似，但实际总质量不变），拉力更接近理论值，系统误差更小，故乙同学方法更好。 3．（2024·甘肃·高考真题）用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。 A．使小车质量远小于槽码质量 B．调整垫块位置以补偿阻力 C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后立即打开打点计时器 (2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。 A． B． C． D． (3)以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成 （填“正比”或“反比”）；甲组所用的 （填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 【答案】(1)B (2)D (3)反比 槽码 【详解】（1）A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误； B．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故B正确； C．补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误； D．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。 故选B。 （2）根据逐差法可知 联立可得小车加速度表达式为 故选D。 （3）[1]根据图像可知与M成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比； [2]设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律 化简可得 故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。 4．（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。 (1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________； A． B． C． D． (2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度 （要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）； (3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为 g。 【答案】(1)B (2)0.51 (3)40 【详解】（1）若补偿摩擦力恰当，则小车应该匀速运动，打出的纸带应该点迹均匀分布，故选B。 （2）每相邻两个计数点间还有4个点未画出，可知T=0.1s；小车的加速度 （3）根据牛顿第二定律，对砝码 mg-T=ma 对小车 T=Ma 可得 则当m较小时传感器的示数越接近与砝码的重力mg；m越大，则传感器的示数与砝码重力的差异越大，即这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为40g。 5．（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。 【答案】(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.108 (3)光源 干涉条纹 【详解】（1）[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力； [2]小车的加速度大小 （2）游标卡尺读数为 41mm+4×0.02mm=41.08mm=4.108cm （3）[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 目录 01 考情解码·命题预警 1 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 5 考点一 教材原型实验 5 知识点 教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系 5 考向1 实验原理与操作 8 考向2 数据处理与误差分析 11 归纳总结 a⁃F图像三种情况说明 15 考点二 拓展创新实验 15 知识点 方案的改进 15 考向 拓展创新实验 16 04 真题溯源·考向感知 21 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 教材原型实验 选择题 非选择题 \ \ \ 拓展创新实验 选择题 非选择题 \ \ \ 考情分析： 各地高考对探究加速度与物体受力、物体质量的关系这个实验的考查频度较高，考查多以原型实验为基础，借助创新方案或者传感器等方式对该问题做一研究考查。 命题情境： 生活实践类：采用小车木板打点计时器实验装置，也可以采用小车光电门装置。 学习探究类：力的测量，加速度的测量。 常用方法：图像法、极限法 复习目标： 目标一：掌握实验的原理，通过采集的数据利用图像，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，并会做出必要的误差分析。 目标二：能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。 考点一 教材原型实验 知识点 教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1.学会用控制变量法研究物理规律； 2.探究加速度与力、质量的关系； 3.学会用图像法处理数据，得出结论。 二、实验思路 1.实验的基本思想——控制变量法 （1）保持小车质量M不变：通过增减槽码的方式改变作用于小车的力F，测出小车相应的加速度a，则可得a与F的关系。 （2）保持拉力F不变：通过在小车上增减砝码的方式改变小车的质量M，测出相应的加速度a，则可得a与M的关系。 2.物理量的测量 （1）小车质量的测量：用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由x=at2得a=，计算出加速度a。 ②方法2：由纸带根据公式Δx=aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。 ③方法3：不直接测量加速度，可测不同情况下物体加速度之比，例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则=，把加速度的测量转换成位移的测量。 （3）力的测量 补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力后，小车受到的 等于小车所受的合力，在槽码的质量比小车的质量小得多时，可认为小车所受的拉力近似等于槽码所受的 。 三、实验器材 带有定滑轮的木板、薄垫块、小车、细线、槽码、打点计时器、纸带、 、天平、砝码、刻度尺。 四、实验原理及装置图 实验装置如图所示，用控制变量法先保持 ，探究a和M的关系，再保持 ，探究a和F的关系。加速度可以根据纸带上打出的点测量，拉力近似等于槽码的重力。 五、进行实验 （一）案例1 1.安装实验器材：将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 2.补偿阻力：用薄垫块将不带定滑轮的一端垫高，调整其倾斜程度，直到小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止，即使小车能 下滑。 3.悬挂槽码：在细线一端挂上槽码，另一端通过定滑轮系在小车前端。 4.收集纸带数据：将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，并让小车由静止释放，打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。 5.改变小车受力 保持小车的质量不变，通过改变槽码的数量，改变槽码的总质量（槽码的总质量远小于小车质量）。每次实验接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。取下纸带，并在相应纸带上标上号码及所挂槽码的总重力m1g、m2g、m3g… 6.改变小车质量 保持槽码（小车所受的拉力）不变，通过增加或减少小车上的砝码的方式，改变小车的质量，接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1、M2、M3… 7.求加速度：用公式Δx=aT2，求得小车的加速度a，将得到的数据填入相应表格中，以便进行数据处理。 （二）案例2 1.如图，将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘。 2.把木板一端垫高，补偿木板的摩擦力的影响。 3.将两小车后端各系一条细线，用一个物体（如黑板擦）把两条细线同时按压在木板上。 4.抬起物体（黑板擦），两小车同时开始运动，按下物体（黑板擦），两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移x1、x2，从而得出加速度之比。 5.保持小车的质量不变，改变盘中槽码的数量，即改变小车所受的合力，重复步骤4，多做几次实验，分析加速度与力的关系。 6.在不改变盘中槽码数量的情况下，通过增减小车中的砝码改变小车的质量，重复步骤4，多做几次实验，分析加速度与质量的关系。 六、数据分析 1.把相同质量的小车在不同拉力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 6 拉力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a⁃F图像，分析a与F的关系。 2.把不同质量的小车（小车和砝码）在相同拉力的作用下产生的加速度大小填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 6 质量M 加速度a 分别以a为纵坐标、M和为横坐标，根据数据作a⁃M图像和a⁃图像，分析a与M的关系。 3.实验结论 （1）保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受合外力F成正比。 （2）保持物体所受合外力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。 七、误差分析 项目 产生原因 减小方法 偶然误差 质量测量不准，计数点间距不准 多次测量求平均值 小车所受拉力测量不准 准确补偿阻力； 使细线和纸带与长木板平行 作图不准 使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线的两侧，误差较大的点舍去 系统误差 槽码的总重力代替小车所受拉力 使槽码的总质量远小于小车质量 八、操作要领及注意事项 1.如何平衡阻力：按图安装实验器材，先不要悬挂槽码，给小车一初速度，若小车恰好能做匀速直线运动（纸带点迹分布均匀），则说明平衡了小车受的阻力。实验过程中要求细线与长木板平行，不用重复进行平衡阻力。 2.槽码和小车的质量应满足什么关系：由于本实验中把槽码的总重力大小mg看成小车受到的拉力大小F，所以需要使槽码的质量远小于小车的质量（若使用力传感器测拉力F或以小车和槽码整体为研究对象，则无需满足此要求）。 3.实验操作时需要注意哪些细节：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车，且在小车到达滑轮前按住小车。 考向1 实验原理与操作 例1（2025·辽宁·三模）图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动，验证小车质量一定时，其加速度与合外力成正比。 (1)先 ，再 ，调节定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与长木板平行； A．悬挂槽码 B．平衡阻力 C．接通电源（填上两个正确选项前的符号） (2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带，每两个计数点间有四个点未画出，图示中标出了部分实验数据。实验所用电源的频率为50Hz，可求得小车运动的加速度a= m/s²。（保留2位有效数字） (3)实验中，保持小车的质量M一定，改变槽码的质量m，测出对应的小车加速度a，认为拉小车的力F等于槽码的重力，根据实验数据做出的a-F图像如图丙中实线OQ所示；利用加速度较小的几组数据拟合了一条直线OP。当槽码重力为mg时，两个图线对应的加速度分别为a₁、a₂， （用M、m表示）。 【变式训练1】（2025·广东广州·三模）实验小组采用如图甲所示的装置探究小车的加速度与小车质量和合外力的关系。为平衡摩擦力，先取下砝码盘和砝码，调节木板的倾角，轻推系着纸带的小车，小车获得初速度后通过打点计时器，打出了如图乙所示纸带，纸带靠点的一端连着小车，由图乙可以推测，小车运动过程中速度 （选填“越来越大”或“越来越小”），受到的合力 （选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。 继续调整木板倾角，完成平衡摩擦力的操作后，挂上砝码和砝码盘进行实验，最终获得小车运动的（为砝码和砝码盘的重力）图像，如图丙所示，根据图像，可以判断 A．平衡摩擦力时，倾角仍然过小 B．随着F增大，小车的加速度a可能大于重力加速度g C．小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比 【变式训练2】（2025·山东临沂·二模）用如图所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)为补偿小车受到的阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是__________。 A． B． C． D． (2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。通过分析纸带数据利用逐差法求出小车的加速度a，以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成 （填“正比”或“反比”）；甲组所用的 （填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 考向2 数据处理与误差分析 例2（2025·河南郑州·一模）小张同学在“做探究小车加速度与力、质量的关系”实验时，实验数据记录如下（按加速度大小顺序排列），其中实验序号⑧的实验数据不完整。 序号 外力 小车质量 加速度 ① 0.29 0.86 0.3 ② 0.14 0.36 0.3 ③ 0.29 0.61 0.4 ④ 0.19 0.36 0.5 ⑤ 0.24 0.36 0.6 ⑥ 0.29 0.41 0.7 ⑦ 0.29 0.36 0.8 ⑧ 0.31 ⑨ 0.34 0.36 0.9 (1)小张同学先“探究小车加速度与力的关系”。请你在上表中帮他挑出所有符合要求的数据组，并把序号写在横线上： 。 (2)第（1）问中，你挑选数据组依据的方法是（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法 (3)实验序号⑧对应的纸带如图所示，每相邻两计数点间有四个点未画出。打点计时器电源频率为，则对应的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 (4)小张同学“探究小车加速度与质量的关系”时，为了方便准确得到小车的加速度与小车质量的关系，应作出 图像（选填“”或“”）。 【变式训练1】（2025·黑龙江·模拟预测）如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。其中小车与车中砝码的总质量记为M，槽码的总质量记为m，重力加速度为g。 (1)下列说法正确的是________ A．平衡摩擦力时，应将槽码用细绳通过定滑轮系在小车上 B．平衡摩擦力时，应把小车上的细绳和纸带都取下 C．每次改变小车的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．在实验中，应使小车与车中砝码的质量远大于所挂槽码的质量 (2)如图2是某一次实验打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G。如果实验时交流电的频率实际为50.5Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行计算，求得的加速度值比真实值 。（选填“偏大”、“偏小”、“不变”） (3)某同学在保持M一定，探究小车的加速度a与受力F的关系时，认为“细线对小车的拉力F的大小等于槽码所受的总重力的大小”，根据实验数据做出图像OAB，如图3所示（若实验前已经补偿了阻力）。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条竖直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。求 （用题目中的M、m表示）。 【变式训练2】（2024·山西·一模）某学校的实验小组用如图1所示的装置验证物体的加速度与质量的关系。 (1)当物体所受的合外力一定时，加速度与物体质量成 （填“正比”或“反比”），本实验采用了控制变量法。 (2)图2是打出的一条纸带，计数点A、、、、间都有4个点没有标出，电源的频率为，则小车的加速度大小为 。 (3)若实验小组在做实验时，保持小车质量不变，改变槽码的质量，由实验数据得到如图3所示的图像，图像不过原点的原因是_____。 A．补偿摩擦力时轨道倾角过大 B．补偿摩擦力时轨道倾角过小 C．不满足 归纳总结 a⁃F图像三种情况说明 图示 图线 特征 产生原因 ① 图线的上部弯曲 当小车受力F较大时，不满足“槽码的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量”的条件 ② 图线在a轴的截距大于0 补偿阻力时长木板的倾角过大，F=0（即不挂槽码）时小车就具有了加速度 ③ 图线在F轴的截距大于0 补偿阻力时长木板的倾角过小，或未补偿阻力，只有当F增加到一定值时，小车才获得加速度 考点二 拓展创新实验 知识点 方案的改进 1．实验器材的创新 气垫导轨，不用平衡阻力 2.测量拉力的创新 弹簧测力计（或力传感器）可直接测量绳的拉力，不必保证小车质量远大于钩码的总质量。 3.减小测量误差的创新 位移传感器、光电门和速度传感器可以更加精确地测出小车的位移或瞬时速度。 考向 拓展创新实验 例1 （2025·天津·一模）如图甲所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上，小明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，小红研究组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。 (1)某同学在研究小车加速度与拉力关系的实验中，把小车所受拉力当作合力，下列说法正确的是（　　） A．需要平衡摩擦力 B．不需要平衡摩擦力 C．要求钩码的质量远小于小车质量 D．不要求钩码的质量远小于小车质量 (2)在实验操作完全正确的情况下，小明研究组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间Δt，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量m，弹簧测力计的示数F，则F与应满足的关系式为 。（可用m、d、s、等字母表示） (3)小红研究组测出木块静止时遮光片右端距光电门左端的位移s，由遮光片宽度d和挡光时间求出滑块的速度大小v，并算出，然后作出的图像如图乙所示，根据图像可求得动摩擦因数 。（可用a、b、g、s等字母表示） 【变式训练1】（2025·浙江·二模）某小组探究“物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。 (1)关于该实验操作，下列说法正确的是______ A．实验时使用了力传感器测合力，所以不需要补偿阻力 B．实验时需要满足钩码质量远小于小车质量 C．需要调节滑轮高度，使细线处于水平 D．两光电门间的距离适当大点 (2)用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图（b）所示，读数为d= cm。 (3)某次实验中，小车先后通过光电门所用时间分别为、，测得两光电门之间的距离为s=80.00cm，则小车的加速度a= （结果保留3位有效数字） (4)改变钩码数，可得到多组数据，作出a-F图像如图（c）所示，则图线不过原点的原因是 ；图像的斜率表示 。 【变式训练2】（2025·湖南长沙·三模）物理实验小组采用如图1所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律，试回答下列问题： (1)实验时 （填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于重物质量。 (2)关于该实验的操作，下列说法中正确的是________。 A．必须用天平测出重物的质量 B．每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 C．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 D．应当先释放小车，再接通电源 (3)某同学做实验时，未把木板的一侧垫高平衡摩擦力，就继续进行其他实验步骤，该同学作出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中、、已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为 ，小车的质量为 。 (4)某同学在实验中撤去了弹簧测力计，将细绳一端直接连在墙上，平衡摩擦力后其他操作正确，改变重物的质量m，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为 ，此时使用的小车质量为 ，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 1．（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。 (1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 。（选填正确答案标号） a.能在轨道上保持静止 b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。 ①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、 ②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”） 2．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 (1)实验中应将木板 （填“保持水平”或“一端垫高”）。 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有_________。（多选，填正确答案标号） 0.2 0.618 0.33 0.482 0.40 0.403 0.50 0.317 1.00 0.152 A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下， （填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 3．（2024·甘肃·高考真题）用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。 A．使小车质量远小于槽码质量 B．调整垫块位置以补偿阻力 C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后立即打开打点计时器 (2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。 A． B． C． D． (3)以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成 （填“正比”或“反比”）；甲组所用的 （填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 4．（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。 (1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________； A． B． C． D． (2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度 （要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）； (3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为 g。 5．（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$null