2 实验：探究加速度与力、质量的关系-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课时卷

前投放物品，D正确。故选D。 4.B【解析】根据牛顿第一定律，可知三滴油离开容器时 的速度和车厢速度相同，即在水平方向上油滴相对于车厢， 其初速度为零，在竖直方向上运动情况相同，落到车厢地板 上所用的时间相同。在水平方向上油滴相对于车的加速度 方向向左，所以在水平方向上油滴相对于车的位移方向向 左，相对位移的大小x=号a2,所以三滴油依次落在同一 位置上，B正确。故选B。 5.B【解析】硬币相对于地面的位置不断发生改变，硬币相 对于高铁列车才是静止的，A错误；硬币所受合外力为零， 由于惯性而保持原来的运动状态，B正确；物体的惯性不随 物体的速度变化而变化，C错误；硬币在水平方向不受力， 硬币一定不会滚动，D错误。故选B。 6.(1)如果小车上表面粗糙，较高木块的下部受到一个向左 的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，较高木块的上部 由于惯性将继续向右运动，此时木块将向右倾倒。 (2)如果小车上表面光滑，木块不受摩擦力，此时整个木块 都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态。 2实验：探究加速度与力、质量的关系 【基础过关】 1.D【解析】做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不 带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，让小 车做匀速直线运动，托盘和砝码不能挂在小车上，A错误： 在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变， B错误；释放小车前，小车应靠近打点计时器，C错误；当小 车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为 细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小， D正确。故选D。 2.B【解析】本实验研究物理问题的科学方法是控制变量 法，A错误；在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断 二者间的关系，应作出直线图形。探究加速度与质量的关 系时，为了直观判断二者间的关系，应作出Q元图像，B正 确；实验中至少需要测量5组数据，画出图像，根据图像探 究关系，C错误；探究加速度与力的关系时，作a-F图像应 该将点拟合成一条倾斜的直线，D错误。故选B。 3.(1)BC(2)D 【解析】(1)由A同学测量的图线，发现当拉力为零时，加速 度不为零，可知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高 了。由B同学测量的图像，发现当拉力不为零时，加速度仍 然为零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。故BC正 确，AD错误。 (2)对小车有Ma=T,对砝码和小盘T=mg-ma,令F= mg则有a=后·F一得。在力比较小时，即满足M>m的 。1 关系，a也很小，图线几乎为过原点的倾斜直线；随着力F 的增大，即砝码和小盘总质量增大，不再满足砝码和小盘的 参考答案 67 质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现向下弯曲现象， 故D正确。 4.(1)A(2)不需要B 【解析】(1)两小车同时起动与停止，运动时间相同，由x 之4心可知，加速度的测量可以转化为位移的测量，则不需 要测量小车运动的时间：盘和盘中重物的总质量、车和车上 重物的总质量在进行数据处理时都要用到，故选A。 (2)小车受到的拉力由力传感器测得，不再用重物的重力大 小充当，因此不需要小车的质量远大于重物的质量，同时克 服了常规实验中的该系统误差，加速度与拉力成正比，a~F 图像为直线B。 【能力提升】 1.(1)B(2)A(3)0.8721.68(4)如图所示。 ↑a/(m·s) 2. 1.5用 1.0睡 0.5曲 ie 【解析】(1)平衡摩擦时小车不连接重物但应连着纸带，故B 正确。 (2)为了使细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重力， 则需要满足小车和小车上砝码的总质量远大于细砂和小桶 的总质量，若小车和小车上砝码的总质量为800g,则细砂 和小桶的总质量较为合理的是50g,选项A正确，BCD 错误。 3)C点的速度化==3.64cm二6.20c四=0.872m/s:加 2×0.1s 速度a=CEAC-1.68m/s. (2T)2 (4)由坐标系中标注点可看到这些点大致在一条直线上，过 这些点作一条直线，即a与工的关系图像。 m 2.(1)AD(2)2.00(3)C(4)没有平衡摩擦力或平衡摩 擦力不够 【解析】(1)本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平 测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量 远小于车的总质量。故选AD。 (2)相邻两个计数点间的时间间隔为t=5×0.02s=0.1s,采 用“逐差法”计算小车的加速度为：a=产 (0.0710+0.0913+0.1109)-(0.010+0.0809+0.0512m/g 0.3×0.3 2.00m/s2。 (3)根据实验装置图，由牛顿第二定律得2F=恤，则a=忌F, 设小车质量为m',则有M=m十mo,a-F图像的斜率k= 子则小车的质量m=是-m,故选C. 68无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 (4)当F不等于零，加速度a仍然为零，可知实验中没有平 衡摩擦力或平衡摩擦力不够。 3.(1)取下牵引钩码，将滑块静置于气垫导轨上，接通气源， 轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动（或取下牵引钩码， 轻推滑块，数字计时器记录滑块经过每一个光电门的时间 都相等)2荒（品女）(3D 【解析】(1)可用以下方法判断气垫导轨是否水平：取下牵引 钩码，将滑块静置于气垫导轨上，接通气源，轻推滑块，滑块 能基本做匀速直线运动；或取下牵引钩码，轻推滑块，数字 计时器记录滑块经过每一个光电门的时间都相等。 d ②滑块经过两个光电门的速度分别为=号，A7 根据-=2aL,可得a=荒（公品立）月 (3)为保证钩码重力近似等于细线的拉力，钩码的质量应远 小于滑块的质量，故D不合适。 4.2.462.02等于 【解析】由刻度尺读数可得小车2的位移，2.44~2.57cm 均正确：根据匀变速直线运动x一之4心得a-,加速度 与位移成正比，故可求4=2.02(2.00~2.04均正确)；误 差允许范围内4=他 a21 3牛顿第二定律 【基础过关】 1.C【解析】因果关系上看，合外力F与质量m和加速度a 都无关，A错误；牛顿第二定律说明物体有加速度必然受到 外力作用，但是没有加速度时，也可能是受到平衡力作用，B 错误；加速度方向由合力方向决定，总跟合力方向一致，C 正确；合外力与加速度具有同时性，则物体所受的合外力F 改变时，物体的加速度a一定马上改变，D错误。故选C。 2.B【解析】加速度反映了速度变化的快慢，与速度大小尤 关，与速度变化的大小无关，加速度与合外力成正比，故AC 错误，B正确；速度变化的快慢就是加速度，故速度变化很 快，加速度很大，不为零，故D错误。故选B。 3.D【解析】小鱼在水中受重力与水的作用力，由于小鱼 沿直线水平向左加速游动，故小鱼受水平方向向左的合外 力，故水对鱼的作用力应斜向左上方。故选D。 4.BC【解析】根据牛顿第二定律有F一mg=ma,整理后 有F=ma十mg,则可知Fa图像的斜率为m,纵截距为 mg,则由题图可看出m甲>mz,甲m甲g=zmzg,则 4甲<4z。故选BC。 5.B【解析】两推力的合力F=√F,2+F2=200N,滑动 摩擦力F:=mg=120N,两推力的合力大于地面的摩擦 力，沙发一定能推动，A错误；由牛顿第二定律得F一F:= ma,得a=2m/s2,加速度的方向和合外力的方向一致，B 正确，CD错误。故选B。 6.C【解析】对第1种方式受力分析， 如图甲所示，根据牛顿第二定律： F cos 60-u(mg-Fisin 60)=ma, ma十umg 得B一cos60干Sn60:对第2种方 mg 式受力分析，如图乙所示，根据牛顿第 甲 二定律，F2cos60°-u(mg+F2sin60)= ma,得F2 c0s60-4sin60:第3种方 ma十4mg 式，根据牛顿第二定律，F一mg=ma,得 F=ma十umg,代人数据可知Fz>F> *E2 F3,故C正确。 乙 7.CD【解析】运动员在下落过程中，运动员刚接触床面时 重力大于弹力，合力向下，加速度向下，B错误。随着弹力 的增大，运动员受到的合力逐渐减小，故运动员先向下做加 速度减小的加速运动：当加速度零时，速度最大，A错误。 随着弹力进一步增大，当弹力大于重力时，运动员受到的合 力向上，随弹力增大合力也逐渐增大，故运动员后向下做加 速度增大的减速运动。所以从运动员接触蹦床至到达最低 点的过程中，运动员的速度先增大后减小，加速度先减小后 增大，CD正确。故选CD。 8.解：(1)对货车进行受力分析，货车的最大静摩擦力等于 滑动摩擦力为f=umgcos0,而货车重力在斜面的水平分量 为F=ngsin0,若要货车在避险车道上停下后不发生溜滑 现象，则需要>下，即gs血0 <gos6,解得号 即tan<u,则当tan0<:时，货车在避险车道上停下后不 会发生溜滑现象。 (2)设货车在避险车道上的加速度为α，根据牛顿第二定律， F=mgsin 0+umgcos 0=ma,a=gsin 0+ugcos 0=10X (0.26+0.3×0.97)m/s2=5.51m/s2. 【能力提升】 1.D【解析】对土豆分析，土豆受重力、其他土 木F 豆对它的作用力，根据牛顿第二定律得F合= ma=omg,根据平行四边形定则，其他土豆对它F 的作用力F=√(mg)+F落=mg√+，故 选D。 mg 2.A【解析】对物块受力分析可知，物块受乙 向右的拉力为15N,受甲向左的拉力为6N,则合力为F= 15N一6N=9N,方向向右；由牛顿第二定律可得：a= =号mg=3m/,方向水平向右，A正确。故选A m 3.C【解析】小涵静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力，处 于平衡状态，如图所示：2实验：探究加速 。 基础过关 1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验 中，采用如图所示的装置。下列说法中正 确的是 纸带接电源 托盘A 砝码 A.垫高长木板一端，调节倾角，直到小车 在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运 动，以平衡小车运动中受到的摩擦力 B.在探究加速度与外力的关系时，应该改 变小车的质量 C.小车释放时应靠近定滑轮 D.当小车的质量远大于托盘和砝码的总 质量时，可以近似认为细线对小车的拉 力大小等于托盘和砝码的总重力大小 2.下列关于“探究加速度与力、质量的关系” 实验的说法中，正确的是 () A.实验中，我们先研究了“在质量一定的 情况下，加速度和作用力的关系”，又研 究了“在作用力一定的情况下，加速度 和质量之间的关系”。这种研究物理问 题的科学方法是“等效替代法” B.在探究加速度与质量的关系时，为了直 观判断二者间的关系，应作出α元图像 C.在探究加速度与力的关系时，只需测量 一次，记录一组数据即可 D.在探究加速度与力的关系时，作αF图 像应该用折线将所描的点依次连接 第四章运动和力的关系35 度与力、质量的关系 3.利用如图甲所示装置做“探究加速度与 力、质量的关系”的实验时： (1)(多选)图乙中A、B图线分别为A、B 两同学根据实验数据画出的小车的加 速度a和所受拉力F的图像，下面给 出了关于形成这种情况原因的四种解 释，其中可能正确的是 纸带 甲 乙 A.实验前A同学没有平衡摩擦力 B.A同学在平衡摩擦力时，把长木板 的末端抬得过高了 C.实验前B同学没有平衡摩擦力或把 长木板的末端抬得不够高 D.B同学在平衡摩擦力时，把长木板 的末端抬得过高了 (2)在研究小车的加速度a和拉力F的关 系时，由于没有满足>m的关系，结 果应是下图中的图 ∠∠ B C 4.在“探究加速度与力、质量的关系”实 验中： 细线 黑板擦 小车 运动方向 小车 36无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 (1)若采用如图甲、乙所示的实验装置与 方案，通过黑板擦控制两小车的起动 与停止，将测量两车的加速度转换为 测量两车的位移。实验中不需要测量 的物理量是 A.小车运动的时间 B.小车通过的位移 C.盘和盘中重物的总质量 D.车和车上重物的总质量 (2)若在(1)的实验中，改用位移传感器测 定位移，用力传感器测得拉力F,如图 丙，改变重物的重力重复实验多次，记 录多组数据，并画出F图像。 位移传感器位移传感器 接收器 发射器 口≤ 小车轨道力传感器 重物一 的 ↑a/m·s-）A 用 丁 ①该实验中， (填“需要”或“不需 要”)满足“小车的质量远大于重物的 质量”的条件。 ②符合该实验方案得出的实验图像应是 图丁中的 （填图中字母代 号)。 能力提升) 1.某组同学设计的“探究加速度与力、质量 的关系”实验装置简图如图甲所示，A为 小车，B为电火花打点计时器，C为装有细 砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长木 板。实验中认为细绳对小车的拉力F等 于细砂和小桶的总重力，小车运动的加速 度a可用纸带上打出的点求得。 纸带 甲 (1)平衡摩擦力时，该同学先调节长木板 一端滑轮的高度，使细线与长木板平 行。接下来正确的操作是 A.将长木板水平放置，让小车连着已 经穿过打点计时器的纸带，给打点 计时器通电，调细砂的质量使小车 在小桶和细砂的牵引下运动，从打 出的纸带判断小车是否做匀速运动 B.将长木板的右端垫起适当的高度， 让小车连着已经穿过打点计时器的 纸带，撤去小桶，给打点计时器通 电，轻推一下小车，从打出的纸带判 断小车是否做匀速运动 C.将长木板的右端垫起适当的高度， 撤去纸带以及小桶，轻推一下小车， 观察判断小车是否做匀速运动 (2)某次实验时，测得小车和小车上砝码 的总质量为800g,则细砂和小桶的总 质量较为合理的是 A.50g B.500g C.800g D.5 kg (3)如图乙为某次实验得到的纸带，已知 打点计时器电源频率为50Hz,每隔4 个点取一个计数点，各计数点到A点 的距离如图所示。由纸带可知打下C 点时小车的速度vc= m/s, 小车运动的加速度a= m/s2 (结果均保留三位有效数字)。 cm 14.08 23.64 34.88 乙 (4)在“探究加速度a与质量m的关系” 时，某同学按照自己的方案将实验数 据都在坐标系中进行了标注，但尚未 完成图像（如图丙所示）。请继续帮助 该同学作出坐标系中的图像。 a/m·s2) 2.0 1.5 1.0 0.5 由出出油由出出油出出 0020304.0kg 丙 2.为了探究“物体质量一定时加速度与力的 关系”，甲、乙两同学设计了如图所示的实 验装置，其中M为带小滑轮的小车的质 量，m为砂和砂桶的质量，mo为小滑轮的 质量。力传感器可测出轻绳中的拉 力大小。 纸带 小车 力传感器 打点计时器 长木板 砂、砂桶白 (1)(多选)实验时，不需要进行的操作 是 A.用天平测出砂和砂桶的质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平 衡摩擦力 C.小车靠近打点计时器，先接通电源， 再释放小车 D.为减小误差，实验中一定要保证砂 和砂桶的质量m远小于小车的质 量M (2)甲同学在实验中得到如图所示的一条 第四章运动和力的关系37 纸带（两计数点间还有四个点没有画 出)，已知打点计时器采用的是频率为 50Hz的交流电，根据纸带可求出小车 的加速度为 m/s2(结果保留 三位有效数字)。 单位：cm (3)甲同学以力传感器的示数F为横坐 标，加速度a为纵坐标，画出的cF图 像是一条直线，用量角器测得图线与 横坐标的夹角为0，求得图线的斜率为 ,则小车的质量为 0 A.、1 B.2 tan 0 tan日no 1 D.友-o (4)乙同学根据测量数据做出如图所示的 a-F图线，该同学做实验时存在的问 题是 3.某研究性学习小组利用气垫导轨“探究加 速度与力的关系”，实验装置如图甲所示。 在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装 两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮 光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器 会输出高电压，两光电传感器采集数据后 与计算机相连。 38无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 遮光条 气垫导轨 △t1 甲 (1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺 钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪 器的情况下，判断调节是否到位的方 法是 (2)实验前，用刻度尺测量光电传感器A、 B间的距离L;实验时，滑块用细线跨 过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m 的钩码Q相连由图甲所示位置释放， 滑块在细线的牵引下向左加速运动。 遮光条经过光电传感器A、B时，通过 计算机可以得到如图乙所示的输出电 压U随时间t变化的图像。若△、 △t2和L、d已知，可计算滑块的加速度 a= (用所测物理量的符号 表示)。 (3)若滑块质量M=0.4kg,改变钩码的 质量m,进行多次试验，以下m的取值 不适合的一个是 A.m=5 g B.m=10 g C.m=30 g D.m=400g 4.如图甲（侧视图只画了一个小车）所示的 实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。 两个相同的小车放在光滑水平桌面上；右 端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相 同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受 到的合外力，增减车上的砝码可改变小车 的质量。两车左端各系一条细线，用一个 黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水 平垫片上使小车静止（如图乙）。拿起黑 板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮 前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出 两车在此过程中位移的大小。 小车1 77777777 固定垫片 小车2 黑板擦 甲 乙 小车1 小车1 小车2 小车2一 T巾中 0cm123456 丙 图丙为某同学在验证“合外力不变，加速 度与质量成反比”时的某次实验记录，已 测得小车1的总质量m1=100g,小车2 的总质量m2=200g。由图可读出小车1 的位移x1=5.00cm,小车2的位移x2= cm,可以算出2 (结 a2 果保留3位有效数字)；在实验误差允许 的范围内，a1 m (填“大于”“小 于”或“等于”)。