4.2 加速度与力、质量之间的关系 课时练习 -2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

**基本信息** 聚焦加速度与力、质量关系，通过基础概念判断、实验操作规范到数据处理分析的三阶分层设计，强化物理观念建构与科学探究能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|a与m/F关系的基本判断与计算|单选直接考察核心公式（如a-1/m图象斜率意义）| |实验理解|实验操作规范、误差分析|单选+多选结合实验情境（如平衡摩擦力不当的a-F图象）| |综合应用|实验数据处理、图象分析及原理深化|实验题整合数据处理与误差分析（如a-F图线绘制及截距意义）|

第2节 加速度与力、质量之间的关系 课时练习 一、选择题 1．如果a － 图象是通过原点的一条直线，则说明(　　) A．物体的加速度a与质量m成正比 B．物体的加速度a与质量m成反比 C．物体的质量m与加速度a成正比 D．物体的质量m与加速度a成反比 2．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验中，在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得偏低，使得倾角偏小，他所得的a － F关系图象可以用图所示的哪一个来表示(　　) 3．甲、乙两个实验小车，在同样的合外力作用下，甲车产生的加速度是1.5 m/s2，乙车产生的加速度是4.5 m/s2，甲车的质量m甲和乙车的质量m乙之比为(　　) A．1∶3　 B．3∶1 C．1∶1 D．无法确定 4．在探究加速度与力、质量的关系时，绘制出的下列图象中，哪些是正确的(　　) 5.如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘出的a － F图象，下列说法不正确的是(　　) A．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同 B．直线1所对应的小车和砝码的质量最大 C．直线3所对应的小车和砝码的质量最大 D．由图象可以看出，在质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 6．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究合外力一定时，加速度与物体质量成反比的结论中，下列说法正确的是(　　) A．平衡摩擦力时，应将装砝码的盘用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车质量时，都需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 D．应使小车的质量远大于砝码和盘的总质量 7．（多选）在利用气垫导轨做探究加速度a与质量m、合外力F的定量关系时，若滑块挡光板宽为Δs、经过光电门的时间为Δt、经过光电门的瞬时速度为v、两光电门的距离为s，则下列说法正确的是(　　) A．滑块过光电门的瞬时速度v＝ B．计算加速度的公式是v－v＝2as C．计算加速度的公式是s＝at2 D．计算加速度的公式是s＝v0t＋at2 8．（多选）某实验小组的几名同学在探究加速度与物体的质量及外力的关系的实验中，当物体的质量一定时，分别根据实验数据画出了不同的实验图象，如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小 C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小 9．（多选）在应用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(　　) A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零 B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受重力的一个分力与小车所受的摩擦阻力相平衡 C．“平衡摩擦力”应在小车被砝码盘拉动的过程中进行 D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动的纸带上的点迹间距是否均匀确定 二．实验题： 10．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材：A.电火花计时器； B．天平；C.秒表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑块(可放在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵。 (1)实验中应选用的器材有； 实验的研究对象是。 (2)本实验分两大步骤进行：①_______________________________________； ②_______________________________________________________________。 11.某学生在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示。 F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 a/(m·s－2) 0.10 0.21 0.29 0.40 (1)根据表中的数据在图中作a － F图线。 (2)图线在F轴上截距的物理意义是。 (3)图线斜率的物理意义是。 12．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连。当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间的距离为x，牵引砝码的质量为m。回答下列问题： (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，如何判定调节是否到位？ (2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是__________。 A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得加速度的表达式为______________________________________________________________。(用Δt1、Δt2、D、x表示) 13．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图(a)为实验装置简图。(所用交流电的频率为50 Hz) (1)为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持__________不变，用沙桶及沙所受的重力作为__________，图(b)为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2。(保留三位有效数字) (2)在本次实验中，实验小组通过改变小车质量共做了8组实验，得到下表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是：__。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 a/(m·s－2) 0.633 0.572 0.497 0.418 0.332 0.250 0.167 0.101 小车质量 m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 现需通过图象进一步验证你的结论，可利用表格数据作图，应在坐标纸中画出__________图线。 参考答案： 1.解析：选B　a － 图象是过原点的直线，表明加速度a与质量m成反比，但不能说物体的质量与加速度成正比或成反比，因为物体的质量是由物体本身决定的，与物体的加速度无关，B正确，A、C、D错。 2.解析：选D　在平衡摩擦力时，若把长木板的一端垫得过低，小车重力的沿木板的分力小于摩擦力。 3.解析：选B　在同样的合外力作用下物体的加速度与它的质量成反比。＝＝＝3，故B选项正确。 4.解析：选A　在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，我们得到了以下结论，当物体的质量一定时，物体加速度的大小与物体所受合外力的大小成正比，A项正确，B错误；当物体所受合外力一定时，物体加速度的大小与质量的倒数成正比，C、D均错误。 5.解析：选B　由题图可知，在F相同时，对应的加速度大小为a1＞a2＞a3，根据F相同时加速度与质量成反比，可得m1＜m2＜m3，故选项A、C正确，B错误；由题图可知，选项D正确。 6.解析：选D　平衡摩擦力时不应挂小盘，只需将小车放在长木板上，使长木板的一端垫高，当小车刚好能做匀速直线运动时，即平衡了摩擦力，A选项错误；当改变小车质量时，沿斜面向下的分力、摩擦力都跟质量成正比地改变，一次平衡后，就不用重新平衡了，B选项错误；实验时应先接通电源，让打点计时器正常工作，再放开小车，才能打出完整的纸带，C选项错误；必须保证小车的质量远大于砝码和盘的总质量，才能近似使小车受到的牵引力近似等于砝码和盘的重力，D项正确。 7.解析：选AB　因为挡光片很窄，所以可以用平均速度表示瞬时速度，A正确；测出瞬时速度v0、vt之后，再测量两个光电门间的距离s，根据v－v＝2as就能计算滑块的加速度，因此B正确；因为实验中不是测量滑块经过两光电门的时间t，因此C、D错误。 8.解析：选AD　根据图象可分析，甲、乙两图中，当外力F＝0时加速度a>0，即F＝0时小车已经有加速度，这说明长木板的倾角过大，而长木板的倾角越大，小车获得的动力就越大，越容易出现甲、乙两图所对应的情况，因此选项A正确，B错误。丙、丁两图中，当加速度a＝0时，外力F>0，即拉力不为零时加速度却仍为零，这说明还有摩擦力没有平衡掉，因此长木板的倾角过小，选项C错误，D正确。 9.解析：选BD　在小车的运动过程中摩擦阻力总是存在的，无法使之为零，选项A错误；平衡摩擦力的实质就是让小车重力的一个分力与摩擦力平衡，选项B正确；平衡摩擦力时不挂小盘，让小车拖动纸带自由运动，调整长木板的倾角，直至所打纸带上的点迹间距均匀为止，选项C错误，D正确。 10.解析：本实验探究加速度与力、质量的关系，研究对象为放在气垫导轨上的滑块，需要测量滑块的加速度，因此器材应选A、B、D、F、G、H、I、J；不需要测时间，故不需要C秒表；计时器用交流电源而电池为直流电源，故不需要E；需要测量滑块质量，故需要用B天平。实验分两大步骤进行：控制滑块质量不变，探究加速度与力的关系；控制力不变，探究加速度与滑块质量的关系。 答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J　放在气垫导轨上的滑块 (2)①(m一定)探究a与F的关系　②(F一定)探究a与m的关系 11.解析：(1)根据表中数据描点画图见答案。 (2)在F轴上的截距表示当外力达到一定值时，才开始有加速度，即表示阻力的大小。 (3)图象斜率k＝＝，故表示总质量的倒数。 答案：(1)如右图所示 (2)小车所受阻力的大小 (3)小车和砝码总质量的倒数 12.解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，滑行器应能在任意位置静止不动，或推动滑行器后能使滑行器匀速运动。 (2)应满足M≫m，故m4＝400 g不合适，应选D。 (3)由v1＝，v2＝，v－v＝2ax可得 a＝＝。 13.解析：(1)采用控制变量法研究加速度与质量的关系，需将外力F保持不变，平衡摩擦后，可将沙桶及沙的重力等效为F；纸带上有六组数据，充分利用数据，采用“逐差法”计算，即有a＝＝0.64 m/s2。 (2)通过1、5、7组数据，可看到质量加倍，加速度在误差范围内减半，故加速度与质量成反比例关系；a － m图线为曲线，并不能说明是成反比例关系，故应作a － 图线。 答案：(1)拉力F　小车所受拉力　0.64 (2)在小车在所受外力不变的条件下，加速度与质量成反比列关系　a － 学科网（北京）股份有限公司 $