专题09 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（专项训练）（浙江专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦“探究加速度与力、质量关系”实验，通过基础-重难-真题三级演练，系统覆盖实验原理、操作规范及误差分析，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|8题|基础操作（平衡摩擦、仪器使用）、数据计算（加速度、势能动能）|从实验装置调节到基础数据处理，构建“原理-操作-计算”逻辑链| |重难·创新演练|5题|创新装置（气垫导轨）、误差分析（图像不过原点）、多方法验证|拓展传统实验边界，深化误差来源与图像分析的科学推理| |真题·实战演练|2题|高考真题再现（纸带分析、光电门应用）|对接高考命题，强化实验核心素养的综合应用|

专题09 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1 重难·创新演练 6 真题·实战演练 10 模拟·基础演练 考查重点：实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 ⏳题型01 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1. （2026·浙江·二模）小明同学利用气垫导轨装置分别完成“探究加速度与合力、质量的关系”和“验证系统机械能守恒定律”两个实验，实验装置如图甲所示。每次都静止释放滑块，数字计时器可记录遮光条通过光电门的遮光时间。已知当地重力加速度为，完成下列问题： (1)实验前需调整气垫导轨至水平，下列操作可行的是________（单选） A．调节左右底座螺丝的高度达到一样高 B．调节定滑轮使细线与气垫导轨平行 C．打开气源后滑块不受拉力也能保持静止 D．轻推滑块，保证遮光条每次通过光电门的时间都相等 (2)该同学用游标卡尺测量遮光条宽度d，游标卡尺示数如图乙所示，其读数为________mm；在某次操作中，测得遮光条释放时到光电门的距离为L，遮光条通过光电门的遮光时间为t，则滑块的加速度表达式为________（用d、t、L表示）。 (3)若实验时测得遮光条的宽度为，滑块（含遮光条）的质量为，槽码的质量为。在遮光条中心距离光电门的位置由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的时间为，在此过程中，系统减小的重力势能为________J，增加的动能为________J。（结果均保留3位有效数字） (4)实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是________（单选） A．存在空气阻力 B．细绳与滑轮间有摩擦力 C．遮光条宽度d的测量值偏大 D．槽码的质量m未远小于滑块的质量M 2. （2026·浙江·二模）某同学用如图甲所示这套装置探究钩码与小车加速度的大小与力的关系。运用控制变量法，不改变钩码和小车的总质量，但每次把小车上的钩码逐个悬挂，从而改变力的大小，并分别打出纸带计算加速度，从而研究质量一定时，加速度大小与力的关系。 (1)实验中所用的打点计时器如图乙所示，则电源应选_________。 A．8V，50Hz交流电 B．220V，50Hz交流电 C．8V，直流电 (2)为减小实验误差，实验过程中，_________（填“需要”或“不需要”）补偿阻力，小车的质量_________（填“需要”或“不需要”）远大于悬挂的钩码的质量。 (3)图丙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个计时点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz，由纸带记录的数据可得小车运动的加速度大小为_________。（结果保留3位有效数字） 3. （2026·浙江·二模）图甲是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，细绳中拉力的大小可由拉力传感器测量，小车运动的加速度大小可由打点计时器打出的纸带测定。装置中所使用的滑轮与细绳质量不计。 (1)下列说法正确的是__________。 A．实验中先释放小车后立即接通打点计时器电源 B．本实验须用天平测出沙和沙桶的总质量 C．补偿小车所受阻力时需要挂上沙桶 D．实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量 (2)实验中得到一条纸带如图乙所示，图中各点均为计数点，相邻两计数点间有4个计时点未画出，各计数点到点的距离已在图中标出。电源的频率为，则由纸带可知小车的加速度大小为__________（结果保留两位有效数字） (3)改变沙桶中沙的质量，分别测量小车在不同拉力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出图像如丙图所示，发现图像不过坐标原点。该小组重做实验，为使之后画出的图像能经过坐标原点，如丁图所示，应适当__________（选填“增大”或“减小”）长木板的倾角。 (4)如丁图中画出的图线与横坐标轴的夹角为，且斜率为，则小车的质量为__________。 A． B． C． D． 4. （2026·浙江·二模）为探究加速度与力、质量的关系，小明采用如图甲所示装置，左端悬挂槽码（包括槽码钩和槽码片），以槽码和小车（含载重物，下同）整体为研究对象。实验分两组完成，第一组探究加速度与质量的关系，第二组探究加速度与力的关系。 (1)在准备阶段：①图甲中的电火花计时器应该搭配_________使用。 A．   B．   C． (2)在第一组实验中，研究对象的加速度和质量分别记为a和M，观察坐标纸上手工绘制的图线后，最不合适的做法是（　　） A．直接得出结论：a和M成反比 B．尝试寻找其它线性关系，如、 C．若条件具备，用AI辅助分析 (3)在第二组实验中，改变力的正确操作是（　　） A．仅增减槽码片，保持小车质量不变 B．保持槽码不变，增减小车所载重物 C．将槽码片在槽码盘和小车之间转移 (4)在一条纸带上连续标注21个点，用长直尺测量，如图乙所示。可求出加速度为_________（保留两位有效数字）。 5. （2026·浙江绍兴·二模）下图为两个学生实验的场景： (1)以上实验，都采用的科学方法是________； A．微元法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)图1实验中，认为细线拉力等于槽码的重力，由此造成的误差属于________（选填“偶然误差”或“系统误差”）。设细线拉力的真实值为，小车总质量为，为了使相对误差，应当满足_________； (3)图2情景中，某次实验时，左右标尺上红白相间的等分格比值为1：4，可推断皮带连接的左右塔轮相对应的半径之比为_________。 6. （2026·浙江杭州·二模）小明同学利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)本实验采用的实验方法是______； A．理想模型法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)安装好器材后，将小车放在长木板上，不挂槽码，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直至轻推小车后纸带上打出的点迹分布均匀，该操作的目的是______； (3)图乙为打点计时器打出的部分纸带，电源的频率为50Hz，测得，，，，小车的加速度大小______（结果保留两位有效数字）； (4)本实验方案主要的误差来源于：牵引小车的槽码也在做加速运动，致使小车所受的拉力______（选填“小于”或“大于”）槽码的重力。 7. （2025·浙江宁波·模拟预测）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)关于该实验的操作，下列说法中正确的是 。 A．该实验可以不需要天平 B．每次改变重物的质量时，需要重新平衡摩擦力 C．连接弹簧测力计和动滑轮的细线要保持水平 D．该实验不需要满足小车质量远大于重物质量 (2)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，该同学画出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中a1=3m/s2、F0=0.1N、F1=0.4N已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为__________N，小车的质量为__________kg。（结果保留两位有效数字） (3)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，平衡阻力后，按照正确的操作改变重物的质量m，测量并计算小车加速度a，画出的图像，图像的斜率为k=0.01，单位为国际单位制。此时使用的小车和动滑轮的总质量为_________kg。（g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字） 8. （2025·浙江·一模）某同学用如图所示的装置“探究物块加速度与合力的关系”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，物块质量为m，重力加速度为g，滑轮重力及摩擦不计。 (1)为了能完成该实验，下列应进行的操作是（　　） A．将长木板左端适当垫高，以补偿小车运动过程中的阻力 B．保证小车的质量远大于物块的质量 C．调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 D．实验开始时应先释放小车，后接通电源 (2)由如图2所示纸带可求得物块的加速度a=_________m/s2（结果保留两位有效数字）； (3)若实验中力传感器读数F=_________（用字母m、g、a表示），则说明物块加速度与合力成正比。 重难·创新演练 设题创新:创新实验 9. （2025·浙江·一模）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图1所示。 (1)关于本实验，下列说法正确的是______（多选）； A．采用控制变量的方法 B．调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时恰能静止在轨道上 C．通过改变槽码的个数可以改变小车所受的拉力 D．实验时小车运动的速度尽可能快些 (2)图2所示为某次实验打出的一条纸带，选取点A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，则计数点E的读数为______cm，小车的加速度大小______m/s2（保留2位有效数字）。 (3)图3是利用气垫导轨“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。气轨置于水平桌面上，测出挡光条的宽度d，将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l，静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，用天平称出托盘和砝码的总质量m，滑块及挡光条的总质量为M。回答下列问题： ①关于该实验的操作，下列说法正确的是______（多选） A．实验前需要将导轨调至水平                B．质量m和M的大小不需满足m远远小于M C．调节定滑轮使细线与轨道平行            D．挡光条宽度d越小，测速度的误差越小 ②保持m、l和d不变，在滑块上加砝码，改变总质量M，重复实验得到多组（，）数据。用图像法处理数据，在力不变的情况下探究加速度与质量的关系，则需要绘出_______图 A．图像        B．图像，        C．图像        D．图像 若在实验误差范围内图像是一条过原点的直线，则表明_______。 10. （2025·浙江·一模）如图甲所示是某实验小组“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，正确的操作是（　　） A．小车后面安装纸带，前面挂重物 B．小车后面安装纸带，前面不挂重物 C．小车后面不安装纸带，前面挂重物 D．小车后面不安装纸带，前面不挂重物 (2)另一实验小组用如图乙所示的气垫导轨装置进行探究加速度与力的关系实验，设计了如下的实验步骤： A．将气垫导轨调整成水平； B．在导轨上选择两个适当的位置安装光电门1、2，并连接数字毫秒器；通过导轨上的标尺测出两光电门间的距离l；测出滑块上遮光条的宽度d； C．用天平测量滑块和遮光条的总质量M；读出槽码总质量m； D．将滑块从光电门右侧静止释放，从数字计时器上读出遮光条通过光电门1、2的时间、； E.保持遮光条和滑块总质量不变，增加槽码直至槽码质量与滑块和遮光条总质量接近相等，重复实验，将数据记录表格，得出各次滑块加速度； ①错误的实验步骤是______（用字母表示） ②若气垫导轨未调成水平，且左端略高，则可能得到的图像是( ) 11. （2025·浙江嘉兴·一模）某实验小组利用图1所示装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。 (1) 图2所示是实验中打下的一条纸带，在其上取连续的0~6七个计数点（相邻两计数点间均有4个点未标出），已知交流电的频率为50Hz，则计数点3对应的读数为_________cm；小车的加速度大小为___________m/s2（保留两位有效数字）。 (2)下列说法正确的是___________。 A．实验中打点计时器应该选用8V直流电源 B．连接槽码和小车的细线与轨道必须平行 C．实验前平衡摩擦力时小车需要连上槽码和纸带 (3)利用如图3所示装置改进实验，关于改进后的方案，下列说法正确的是___________。 A．不用再平衡摩擦力 B．槽码质量不必远小于小车质量 C．可用槽码总重力代替小车牵引力 D．不断增加槽码质量，小车加速度可能大于重力加速度 12. （2025·浙江杭州·一模）某学习小组“探究加速度与力之间关系”的实验装置如图所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后两辆小车同时停下来。 (1)选择两个质量相同的小车，安装实验器材，调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿轨道做_______（填“匀速”或“匀加速”）直线运动。 (2)小车甲悬挂小盘及重物总质量为，小车乙悬挂小盘及重物总质量为，如果认为为小车所受的合外力，_______（选填“需要”或“不需要”）均远小于小车的质量。 (3)操作控制系统，让两小车同时开始运动，再同时停下来。用刻度尺测出甲、乙小车移动的位移，则甲、乙小车的加速度之比为_______（用表示）。 (4)若满足_______，则可说明小车的加速度与其所受的合外力成正比。 13. （2025·浙江·模拟预测）在“探究加速度与力、质量关系的实验”中。 (1)下列器材中，最适合本实验用于提供细线拉力的悬挂物是________（选填“A”、“B”或“C”） A． B． C． (2)实验过程中，为了补偿小车运动中受到的阻力，应该采用下面所述的________方法（选填“A”“B”“C”或“D”）。 A．不挂悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使静止的小车开始运动； B．挂上悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使小车在木板上保持静止； C．不挂悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀； D．挂上悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀 (3)图2为实验中打出的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，则打点计时器在打下计数点5时小车的速度为_________m/s；（保留两位有效数字） (4)根据实验测得的数据得到加速度与外力的关系如图3中实线所示，虚线为过原点的倾斜直线。为减小实验误差，细线下端所挂重物的质量不超过________。（选填字母） A．10g B．25g C．40g D．50g 真题·实战演练 高频考点：实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 14. （2025·浙江·高考真题）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点，电源频率为，打下计数点3时小车速度为_____（保留三位有效数字）。 (2)下列说法正确的是_____（多选） A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力 B．将打点计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为，测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2所示，其读数_____mm，则滑块加速度_____（用题中所给物理量符号表示）。 15. （2024·浙江·高考真题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 （1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是_____； A．放大法                 B．控制变量法                 C．补偿法 （2）该实验过程中操作正确的是____； A．补偿阻力时小车未连接纸带 B．先接通打点计时器电源，后释放小车 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （3）在小车质量___（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为___（选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是___； A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车 B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器 C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小 （4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式___；小车加速度的表达式是___。 A．    B．    C． 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1 重难·创新演练 10 真题·实战演练 16 模拟·基础演练 考查重点：实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 ⏳题型01 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1. （2026·浙江·二模）小明同学利用气垫导轨装置分别完成“探究加速度与合力、质量的关系”和“验证系统机械能守恒定律”两个实验，实验装置如图甲所示。每次都静止释放滑块，数字计时器可记录遮光条通过光电门的遮光时间。已知当地重力加速度为，完成下列问题： (1)实验前需调整气垫导轨至水平，下列操作可行的是________（单选） A．调节左右底座螺丝的高度达到一样高 B．调节定滑轮使细线与气垫导轨平行 C．打开气源后滑块不受拉力也能保持静止 D．轻推滑块，保证遮光条每次通过光电门的时间都相等 (2)该同学用游标卡尺测量遮光条宽度d，游标卡尺示数如图乙所示，其读数为________mm；在某次操作中，测得遮光条释放时到光电门的距离为L，遮光条通过光电门的遮光时间为t，则滑块的加速度表达式为________（用d、t、L表示）。 (3)若实验时测得遮光条的宽度为，滑块（含遮光条）的质量为，槽码的质量为。在遮光条中心距离光电门的位置由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的时间为，在此过程中，系统减小的重力势能为________J，增加的动能为________J。（结果均保留3位有效数字） (4)实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是________（单选） A．存在空气阻力 B．细绳与滑轮间有摩擦力 C．遮光条宽度d的测量值偏大 D．槽码的质量m未远小于滑块的质量M 【答案】(1)C (2) (3) 0.671J 0.720J (4)C 【详解】（1）A．底座螺丝高度一致≠导轨水平，可能桌面不水平，无法最终判定，故A错误； B．细线与导轨平行是为了保证拉力沿导轨方向，与导轨是否水平无关，故B错误； C．打开气源后，滑块不受拉力时若能保持静止，说明滑块合力为0，导轨水平，故C正确； D．无外力牵引的情况下遮光条通过两光电门的时间相等说明滑块做匀速运动，故验证水平，但实验提供的是一个光电门，通过光电门的时间跟滑块释放的位置有关，跟推滑块的初速度有关，故D错误。 故选C。 （2）[1]游标卡尺读数： [2]滑块由静止释放，做匀加速直线运动，遮光条通过光电门的平均速度 由匀变速直线运动公式 解得 （3）[1]系统减小的重力势能 [2]先求滑块（含遮光条）和槽码的共同速度 系统增加的动能为滑块与槽码的动能之和 解得 （4）A．存在空气阻力，空气阻力会使动能减少，导致，故A错误； B．细绳与滑轮间有摩擦力，摩擦力会消耗能量，导致，故B错误； C．遮光条宽度的测量值偏大，d偏大则v偏大，计算出的偏大，可能出现，故C正确； D．槽码质量未远小于滑块质量，该条件是“探究加速度与力、质量的关系”中拉力近似等于槽码重力的要求，与本实验（系统机械能守恒）无关，不影响与的大小关系，故D错误。 故选C。 2. （2026·浙江·二模）某同学用如图甲所示这套装置探究钩码与小车加速度的大小与力的关系。运用控制变量法，不改变钩码和小车的总质量，但每次把小车上的钩码逐个悬挂，从而改变力的大小，并分别打出纸带计算加速度，从而研究质量一定时，加速度大小与力的关系。 (1)实验中所用的打点计时器如图乙所示，则电源应选_________。 A．8V，50Hz交流电 B．220V，50Hz交流电 C．8V，直流电 (2)为减小实验误差，实验过程中，_________（填“需要”或“不需要”）补偿阻力，小车的质量_________（填“需要”或“不需要”）远大于悬挂的钩码的质量。 (3)图丙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个计时点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz，由纸带记录的数据可得小车运动的加速度大小为_________。（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)B (2) 需要 不需要 (3)1.26 【详解】（1）图乙是电火花打点计时器，工作电源为220V、50Hz交流电。 故选B。 （2）[1]本实验需要让拉力等于小车和钩码的合外力，因此需要补偿阻力。 [2]本实验中，小车加所有钩码的总质量保持不变，把小车上的钩码转移到悬挂端，对整体有 拉力就是悬挂钩码的重力，不需要满足小车质量远大于悬挂钩码质量，因此不需要。 （3）相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔。根据逐差公式 得 【点睛】 3. （2026·浙江·二模）图甲是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，细绳中拉力的大小可由拉力传感器测量，小车运动的加速度大小可由打点计时器打出的纸带测定。装置中所使用的滑轮与细绳质量不计。 (1)下列说法正确的是__________。 A．实验中先释放小车后立即接通打点计时器电源 B．本实验须用天平测出沙和沙桶的总质量 C．补偿小车所受阻力时需要挂上沙桶 D．实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量 (2)实验中得到一条纸带如图乙所示，图中各点均为计数点，相邻两计数点间有4个计时点未画出，各计数点到点的距离已在图中标出。电源的频率为，则由纸带可知小车的加速度大小为__________（结果保留两位有效数字） (3)改变沙桶中沙的质量，分别测量小车在不同拉力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出图像如丙图所示，发现图像不过坐标原点。该小组重做实验，为使之后画出的图像能经过坐标原点，如丁图所示，应适当__________（选填“增大”或“减小”）长木板的倾角。 (4)如丁图中画出的图线与横坐标轴的夹角为，且斜率为，则小车的质量为__________。 A． B． C． D． 【答案】(1)D (2)1.0 (3)增大 (4)D 【详解】（1）A．实验中应先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车，以保证采集到足够多的数据点，故A错误； B．本实验细绳拉力由力传感器直接测量，无需用沙和沙桶的重力代替拉力，因此不需要用天平测出沙和沙桶的总质量，故B错误； C．补偿小车所受阻力（平衡摩擦力）时，应取下沙桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速直线运动，故C错误； D．由于有力传感器测量细绳拉力，实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量，故D正确。 故选D。 （2）电源频率为，相邻两计数点间有4个计时点未画出，则计数点间的时间间隔 由图乙可知，，，， 可知相邻相等时间内的位移差为常数，小车做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动推论，解得 （3）图丙中图像在轴上有截距，说明当拉力达到一定值时小车才开始有加速度，这是由于未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的。图丁中图像过坐标原点，说明摩擦力已完全被平衡。为使之后画出的图像能经过坐标原点，需要增大重力沿斜面向下的分力以平衡摩擦力，故应适当增大长木板的倾角。 （4）根据牛顿第二定律有 变形得 则图线的斜率 解得小车的质量 故选D。 4. （2026·浙江·二模）为探究加速度与力、质量的关系，小明采用如图甲所示装置，左端悬挂槽码（包括槽码钩和槽码片），以槽码和小车（含载重物，下同）整体为研究对象。实验分两组完成，第一组探究加速度与质量的关系，第二组探究加速度与力的关系。 (1)在准备阶段：①图甲中的电火花计时器应该搭配_________使用。 A．   B．   C． (2)在第一组实验中，研究对象的加速度和质量分别记为a和M，观察坐标纸上手工绘制的图线后，最不合适的做法是（　　） A．直接得出结论：a和M成反比 B．尝试寻找其它线性关系，如、 C．若条件具备，用AI辅助分析 (3)在第二组实验中，改变力的正确操作是（　　） A．仅增减槽码片，保持小车质量不变 B．保持槽码不变，增减小车所载重物 C．将槽码片在槽码盘和小车之间转移 (4)在一条纸带上连续标注21个点，用长直尺测量，如图乙所示。可求出加速度为_________（保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)A (3)C (4)1.1/1.2/1.3 【详解】（1）从左到右分别是：学生电源（可输出低压交流、低压直流）、220V交流、干电池组（6V直流），电火花计时器需要搭配220V交流电使用。 故选B。 （2）A．反比规律不便手工验证，故A错误； B．化曲为直，线性关系便于用直尺验证，故B正确； C．该做法是科学探究中合理利用现代技术的体现，故C正确。 故选A。 （3）将槽码片在槽码盘和小车之间转移，既改变了力（槽码重力），又保证了研究对象（槽码和小车（及其载重））质量不变。 故选C。 （4）选用1、11、21三个点，用逐差法求解加速度 5. （2026·浙江绍兴·二模）下图为两个学生实验的场景： (1)以上实验，都采用的科学方法是________； A．微元法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)图1实验中，认为细线拉力等于槽码的重力，由此造成的误差属于________（选填“偶然误差”或“系统误差”）。设细线拉力的真实值为，小车总质量为，为了使相对误差，应当满足_________； (3)图2情景中，某次实验时，左右标尺上红白相间的等分格比值为1：4，可推断皮带连接的左右塔轮相对应的半径之比为_________。 【答案】(1)C (2) 系统误差 0.03（或3%） (3) 【详解】（1）探究加速度、力和质量的关系以及研究向心力大小的表达式，都是要研究多个物理量之间的关系，则所用的方法为控制变量法。故选C。 （2）[1]图1实验中，认为细线拉力等于槽码的重力，由此造成的误差属于系统误差。 [2]设细线拉力的真实值为，小车总质量为，则由牛顿第二定律， 解得 代入，可得 （3）图中把相同的钢球放到转动半径相同的槽内，是研究向心力与角速度的关系，左右标尺上红白相间的等分格比值为1:4，可知向心力之比为1:4，根据可知，角速度之比为1:2，因左右塔轮边缘的线速度相等，根据可推断皮带连接的左右塔轮相对应的半径之比为2:1。 6. （2026·浙江杭州·二模）小明同学利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)本实验采用的实验方法是______； A．理想模型法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)安装好器材后，将小车放在长木板上，不挂槽码，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直至轻推小车后纸带上打出的点迹分布均匀，该操作的目的是______； (3)图乙为打点计时器打出的部分纸带，电源的频率为50Hz，测得，，，，小车的加速度大小______（结果保留两位有效数字）； (4)本实验方案主要的误差来源于：牵引小车的槽码也在做加速运动，致使小车所受的拉力______（选填“小于”或“大于”）槽码的重力。 【答案】(1)C (2)补偿阻力（平衡阻力） (3)0.40 (4)小于 【详解】（1）探究加速度与力、质量的关系，先控制质量一定，探究加速度与力的关系，再控制力一定，探究加速度与质量的关系；本实验采用的实验方法是控制变量法。 故选C。 （2）为了使小车所受绳子的拉力等于小车的合外力，则应平衡摩擦力。而平衡摩擦力的方法是将小车放在水平长木板上，不挂槽码，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，轻推小车，直至纸带上打出的点迹分布均匀；故该空填补偿阻力（平衡阻力）。 （3）打点计时器的工作频率为，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出可得图中纸带上相邻计数点的时间间隔为，根据逐差法可得小车的加速度大小为 （4）由于槽码有向下的加速度，槽码处于失重状态，致使小车所受的拉力小于槽码的重力。 7. （2025·浙江宁波·模拟预测）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)关于该实验的操作，下列说法中正确的是 。 A．该实验可以不需要天平 B．每次改变重物的质量时，需要重新平衡摩擦力 C．连接弹簧测力计和动滑轮的细线要保持水平 D．该实验不需要满足小车质量远大于重物质量 (2)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，该同学画出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中a1=3m/s2、F0=0.1N、F1=0.4N已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为__________N，小车的质量为__________kg。（结果保留两位有效数字） (3)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，平衡阻力后，按照正确的操作改变重物的质量m，测量并计算小车加速度a，画出的图像，图像的斜率为k=0.01，单位为国际单位制。此时使用的小车和动滑轮的总质量为_________kg。（g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字） 【答案】(1)AD (2) 0.20 0.20 (3)0.20 【详解】（1）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，也不需要满足小车质量远大于重物质量，故AD正确； 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，故B错误； C．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行，故C错误。 故选AD。 （2）[1][2]对小车根据牛顿第二定律 整理可得 当时，解得 图线的斜率为 解得 （3）对小车受力分析可得 对重物受力分析可得 联立可得 因此在图像中，其斜率为 解得 8. （2025·浙江·一模）某同学用如图所示的装置“探究物块加速度与合力的关系”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，物块质量为m，重力加速度为g，滑轮重力及摩擦不计。 (1)为了能完成该实验，下列应进行的操作是（　　） A．将长木板左端适当垫高，以补偿小车运动过程中的阻力 B．保证小车的质量远大于物块的质量 C．调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 D．实验开始时应先释放小车，后接通电源 (2)由如图2所示纸带可求得物块的加速度a=_________m/s2（结果保留两位有效数字）； (3)若实验中力传感器读数F=_________（用字母m、g、a表示），则说明物块加速度与合力成正比。 【答案】(1)C (2)0.55 (3) 【详解】（1）A．实验中以重物为研究对象验证牛顿第二定律，故无需平衡长木板对小车的摩擦力，故A错误； B．绳子中的拉力大小可由力传感器的示数直接读出，故B错误； C．要使弹簧秤的示数稳定，需调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，故C正确； D．为了完整地记录运动过程，应先接通电源，后释放小车，故D错误。 故选C。 （2）根据题意可知，纸带上相邻计数点时间间隔 根据逐差法可得小车的加速度 则物块的加速度大小为 （3）对物块，根据牛顿第二定律可得 解得 重难·创新演练 设题创新:创新实验 9. （2025·浙江·一模）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图1所示。 (1)关于本实验，下列说法正确的是______（多选）； A．采用控制变量的方法 B．调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时恰能静止在轨道上 C．通过改变槽码的个数可以改变小车所受的拉力 D．实验时小车运动的速度尽可能快些 (2)图2所示为某次实验打出的一条纸带，选取点A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，则计数点E的读数为______cm，小车的加速度大小______m/s2（保留2位有效数字）。 (3)图3是利用气垫导轨“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。气轨置于水平桌面上，测出挡光条的宽度d，将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l，静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，用天平称出托盘和砝码的总质量m，滑块及挡光条的总质量为M。回答下列问题： ①关于该实验的操作，下列说法正确的是______（多选） A．实验前需要将导轨调至水平                B．质量m和M的大小不需满足m远远小于M C．调节定滑轮使细线与轨道平行            D．挡光条宽度d越小，测速度的误差越小 ②保持m、l和d不变，在滑块上加砝码，改变总质量M，重复实验得到多组（，）数据。用图像法处理数据，在力不变的情况下探究加速度与质量的关系，则需要绘出_______图 A．图像        B．图像，        C．图像        D．图像 若在实验误差范围内图像是一条过原点的直线，则表明_______。 【答案】(1)AC (2) 3.70/3.71/3.72/3.68/3.69 0.20 (3) AC A 在外力不变时物体的加速度与质量成反比 【详解】（1）A．本实验研究三个物理量之间的关系，采用控制变量的方法，故A正确； B．调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能恰好带着纸带沿轨道匀速下滑，故B错误； C．取等质量槽码可以近似成倍地改变小车所受的拉力，故C正确； D．小车速度快，说明加速时的加速度就大，根据牛顿第二定律，对槽码 对小车有 可得加速度为 可知加速度越大，槽码质量与小车质量关系可能会不满足远小于关系，故D错误。 故选AC。 （2）[1]刻度尺精度为，则计数点E的读数3.70cm [2]相邻计数点间的时间间隔是0.1s，根据可解得 （3）[1]A．该实验需要将导轨调至水平，故A正确； B．本实验m和M的大小需满足m远远小于M，故B错误； C．该实验需要调节定滑轮使细线与轨道平行，故C正确； D．挡光条宽度d过小，测量d的相对误差变大，测速度的误差反而变大，故D错误。 故选AC。 [2]挡光条的宽度d，挡光条到光电门的距离l，静止释放滑块，挡光条通过光电门的挡光时间t，则挡光条速度为，根据运动学公式可得加速度 则 在力不变的情况下探究加速度与质量的关系，需要绘制图验证加速度与质量成反比，即图像。 故选A。 [3]若在实验误差范围内图像是一条过原点的直线，在外力不变时物体的加速度与质量成反比。 10. （2025·浙江·一模）如图甲所示是某实验小组“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，正确的操作是（　　） A．小车后面安装纸带，前面挂重物 B．小车后面安装纸带，前面不挂重物 C．小车后面不安装纸带，前面挂重物 D．小车后面不安装纸带，前面不挂重物 (2)另一实验小组用如图乙所示的气垫导轨装置进行探究加速度与力的关系实验，设计了如下的实验步骤： A．将气垫导轨调整成水平； B．在导轨上选择两个适当的位置安装光电门1、2，并连接数字毫秒器；通过导轨上的标尺测出两光电门间的距离l；测出滑块上遮光条的宽度d； C．用天平测量滑块和遮光条的总质量M；读出槽码总质量m； D．将滑块从光电门右侧静止释放，从数字计时器上读出遮光条通过光电门1、2的时间、； E.保持遮光条和滑块总质量不变，增加槽码直至槽码质量与滑块和遮光条总质量接近相等，重复实验，将数据记录表格，得出各次滑块加速度； ①错误的实验步骤是______（用字母表示） ②若气垫导轨未调成水平，且左端略高，则可能得到的图像是( ) 【答案】(1)B (2) E B 【详解】（1）在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，小车后面安装纸带，前面不挂重物。 故选B。 （2）[1]为了使滑块和遮光条受到的合外力等于槽码的重力，应使滑块和遮光条的总质量远远大于槽码的总质量，因此操作步骤E错误。 故选E。 [2]由于气垫导轨左端略高，可能导致滑块及遮光条受到较小外力时依然保持静止状态，即时，加速度 故选B。 11. （2025·浙江嘉兴·一模）某实验小组利用图1所示装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。 (1) 图2所示是实验中打下的一条纸带，在其上取连续的0~6七个计数点（相邻两计数点间均有4个点未标出），已知交流电的频率为50Hz，则计数点3对应的读数为_________cm；小车的加速度大小为___________m/s2（保留两位有效数字）。 (2)下列说法正确的是___________。 A．实验中打点计时器应该选用8V直流电源 B．连接槽码和小车的细线与轨道必须平行 C．实验前平衡摩擦力时小车需要连上槽码和纸带 (3)利用如图3所示装置改进实验，关于改进后的方案，下列说法正确的是___________。 A．不用再平衡摩擦力 B．槽码质量不必远小于小车质量 C．可用槽码总重力代替小车牵引力 D．不断增加槽码质量，小车加速度可能大于重力加速度 【答案】(1) 7.45/7.46/7.47/7.47/7.48/7.49/7.50/7.51/7.52 0.48/0.49/0.50/0.51 (2)B (3)BD 【详解】（1）[1]由图2可知，刻度尺的分度值为1mm，计数点对应的读数为7.50cm。 [2]相邻两计数点间的时间间隔 由图2可得，，，，， 根据逐差法 代入数据可得 （2）A．打点计时器需要使用交流电源，不能用直流电源，故A错误； B．连接槽码和小车的细线与轨道必须平行，这样才能保证小车受到的拉力等于细线的拉力，故B正确； C．实验前平衡摩擦力时，小车不需要连槽码，只需要连纸带，故C错误。 故选B。 （3）A．改进后，仍需平衡摩擦力，这样小车所受到的拉力才等于小车所受合外力，故A错误； B．因为有力传感器可以直接测出拉力，所以槽码质量不必远小于小车质量，故B正确； C．此时小车的牵引力由力传感器测出，不是槽码总重力，故C错误； D．根据动滑轮的性质，同一时间段内小车的位移大小是槽码的两倍，两者初速度都为零，根据可知，小车的加速度大小是槽码的两倍，所以档不断增加槽码质量，小车加速度可能大于重力加速度，故D正确。 故选BD。 12. （2025·浙江杭州·一模）某学习小组“探究加速度与力之间关系”的实验装置如图所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后两辆小车同时停下来。 (1)选择两个质量相同的小车，安装实验器材，调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿轨道做_______（填“匀速”或“匀加速”）直线运动。 (2)小车甲悬挂小盘及重物总质量为，小车乙悬挂小盘及重物总质量为，如果认为为小车所受的合外力，_______（选填“需要”或“不需要”）均远小于小车的质量。 (3)操作控制系统，让两小车同时开始运动，再同时停下来。用刻度尺测出甲、乙小车移动的位移，则甲、乙小车的加速度之比为_______（用表示）。 (4)若满足_______，则可说明小车的加速度与其所受的合外力成正比。 【答案】(1)匀速 (2)需要 (3) (4) 【详解】（1）安装实验器材时，需要平衡摩擦力，故应调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板做匀速直线运动。 （2）对小车受力分析，根据牛顿第二定律可得 对小盘及重物受力分析则有 联立解得 故只有小车的总质量远远大于小盘及重物的质量时，小车受到的外力才等于小盘及重物的重力，即需要满足 （3）两小车做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律则有 则两小车的加速度之比为 （4）对小车而言，根据牛顿第二定律可得 结合题意可得 结合上述结论即有 13. （2025·浙江·模拟预测）在“探究加速度与力、质量关系的实验”中。 (1)下列器材中，最适合本实验用于提供细线拉力的悬挂物是________（选填“A”、“B”或“C”） A． B． C． (2)实验过程中，为了补偿小车运动中受到的阻力，应该采用下面所述的________方法（选填“A”“B”“C”或“D”）。 A．不挂悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使静止的小车开始运动； B．挂上悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使小车在木板上保持静止； C．不挂悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀； D．挂上悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀 (3)图2为实验中打出的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，则打点计时器在打下计数点5时小车的速度为_________m/s；（保留两位有效数字） (4)根据实验测得的数据得到加速度与外力的关系如图3中实线所示，虚线为过原点的倾斜直线。为减小实验误差，细线下端所挂重物的质量不超过________。（选填字母） A．10g B．25g C．40g D．50g 【答案】(1)C (2)C (3)0.35 (4)B 【详解】（1）在 “探究加速度与力、质量关系的实验” 中，为了使细线拉力近似等于悬挂物重力，C选项的砝码可通过增减个数精准改变质量来改变绳子拉力，适合作为悬挂物。 故选C。 （2）为了让绳子的拉力等于车的合力需要平衡摩擦力，且不需要挂悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀为止，可知C选项符合题意。 故选C。 （3）相邻计数点间还有4个点未画出，可知相邻计数点时间间隔为 故打下计数点5时小车的速度 （4）实验要求钩码的质量要远小于小车的质量， 用钩码的重力代替小车受到的拉力，由图像可知，实线与虚线分离时，外力F约为0.24N，对应重物的最大质量约为 故选B。 真题·实战演练 高频考点：实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 14. （2025·浙江·高考真题）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点，电源频率为，打下计数点3时小车速度为_____（保留三位有效数字）。 (2)下列说法正确的是_____（多选） A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力 B．将打点计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为，测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2所示，其读数_____mm，则滑块加速度_____（用题中所给物理量符号表示）。 【答案】(1)0.390 (2)CD (3) 10.00 【详解】（1）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s打计数点3时的速度 （2）A．平衡摩擦力时满足 两边质量消掉，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，选项A错误； B．电火花计时器需要接220V交流电源，选项B错误； C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线根长木板保持平行，选项C正确； D．小车应尽量接近打点计时器，并应该先接通电源后释放小车，以充分利用纸带，选项D正确。 故选CD。 （3）[1]遮光条宽度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm [2]经过两光电门时的速度分别为 根据 解得 15. （2024·浙江·高考真题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 （1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是_____； A．放大法                 B．控制变量法                 C．补偿法 （2）该实验过程中操作正确的是____； A．补偿阻力时小车未连接纸带 B．先接通打点计时器电源，后释放小车 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 （3）在小车质量___（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为___（选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是___； A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车 B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器 C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小 （4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式___；小车加速度的表达式是___。 A．    B．    C． 【答案】 B B 远大于 系统误差 C A 【详解】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。 故选B。 （2）[2]A．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故A错误； B．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确； C．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。 故选B。 （3）[3]设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有 联立解得 由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。 [4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。 [5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。 故选C。 （4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为 打计数点5时小车速度的表达式为 [7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是 故选A。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $