4.2 实验：探究加速度和力，质量的关系 针对训练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

《探究加速度和力，质量的关系》针对训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某同学利用如图所示的实验装置利用力传感器“探究加速度与力、质量的关系”。关于本实验的操作，下列做法正确的是（     ） A．开始时在小车一端悬挂空桶，将打点计时器上的纸带与小车相连，让小车在木板上运动，如果在纸带上打出点的间隔是均匀的，就完成了平衡摩擦 B．该方案操作时需要满足桶的质量远小于小车的质量 C．为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量 D．每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先释放小车，后接通电源，且应在小车到达滑轮前按住小车 2．“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在作用力保持一定，验证物体加速度与质量成反比时，已知重力加速度为g，以下做法正确的是（     ） A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上，然后逐渐改变木板倾角使小车做匀速运动 B．实验时先释放小车，再接通打点计时器电源 C．每次在小车上增减砝码改变质量时，不需要重新平衡摩擦力 D．当时，小车的加速度可直接用公式求出（其中M为小车和砝码的总质量，m为装砂小桶和砂的总质量） 3．如图所示，在研究a与F、m关系的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为、，车中所放砝码的质量分别为、，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、，则在实验误差允许的范围内，有（     ） A．当、时， B．当、时， C．当、时， D．当、时， 4．某同学用如图所示的装置探究小车质量一定时，加速度和合外力的关系，把砂和砂桶的重力作为小车受到的合外力，其他操作均规范。为使绳中拉力的相对误差不超过10%（），则应满足（     ） A．小于等于 B．大于等于 C．小于等于 D．大于等于 5．某实验小组利用如图所示的实验装置探究物体质量一定时加速度与力的关系，下列说法正确的是（     ） A．实验需要测量砂桶和砂的总质量 B．补偿阻力时将长木板的右端垫高，并挂上砂桶后让小车做匀速运动 C．每次实验时将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 D．实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 6．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，作出了如图所示的图像，图中三线表示实验中（     ） A．平衡摩擦力的角度不同 B．小车和重物的总质量不同 C．槽码的质量不同 D．木板的长度不同 7．某同学在做探究加速度与力和质量的关系的实验，设计了如图所示的实验装置。实验时用拉力传感器直接测得的拉力F，则物体运动加速度a与拉力F的关系图像最符合本实验实际情况的是（ ） A． B． C． D． 二、多选题 8．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于“平衡摩擦力”的说法正确的是（     ） A．平衡摩擦力的实质是小车（及车上砝码）的重力沿木板方向的分力与木板与小车间、纸带与计时器间、绳与滑轮间、滑轮与轴间等摩擦力平衡 B．平衡摩擦力的实质是小车（及车上砝码）的重力沿斜面的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡 C．平衡摩擦力要达到的标准是：在小桶的牵引下，小车带动纸带从长木板的一端向有定滑轮的另一端匀速滑下 D．平衡摩擦力办法是反复调节小桶中砂的多少和木板下所垫木块的厚度、位置，使小车匀速滑下 E．去掉小桶和细绳，若小车拖着纸带沿长木板滑下时，打点计时器在纸带上打的点痕的距离是均匀的，就算是完成了“平衡摩擦力”。 9．如图甲为“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验装置图，图乙为实验获得的一条纸带，已知打点计时器的打点周期为，测得相邻计数点之间的距离分别为x1、、、，则下列说法正确的是______。 A．连接小车和钩码的细线要与长木板保持平行 B．在进行平衡摩擦力操作时，需要挂上钩码 C．钩码的质量要远小于小车的质量 D．根据纸带数据可由计算小车的加速度 10．某同学在利用斜面研究加速度与力的关系，得到拉力与小车加速度的的关系如图所示，若当地的重力加速度为，不计斜面的摩擦阻力，则根据图像可以求出（　　） A．小车的质量 B．小车运动的时间 C．斜面倾斜角 D．小车运动的位移 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A A C B C BE AC AC 1．C 【详解】A．平衡摩擦，不需要悬挂空桶，故A错误； B．该方案操作时有力传感器测量小车受的拉力，则不需要满足桶的质量远小于小车的质量，故B错误； C．为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量，故C正确； D．应先接通电源，后释放小车，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．平衡摩擦是用小车自身重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，因此不能挂小桶，故A错误； B．由于小车加速度较大，打点时间很短，故应先接通电源再释放小车，故B错误； C．当增大小车上砝码时，小车重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力成比例增大，故不须重新平衡摩擦力，故C正确； D．小车的加速度只能在纸带上求出，从而探究加速度与力、质量的关系，故D错误。 故选 C。 3．A 【详解】AB．设每辆小车的质量为。当，时，由牛顿第二定律得，两车由静止开始运动且时间相同，，故A正确，B错误。 CD．设每辆小车的质量为。当，时，两车由静止开始运动且时间相同，由牛顿第二定律得 由，，可知，故CD错误。 故选A。 4．A 【详解】小车受到的真实合力即为绳子拉力F，根据牛顿第二定律，对小车和砂桶分别有， 解得 本实验中小车合力测量值即为砂桶重力mg，根据题意有 联立解得 故选A。 5．C 【详解】A．本装置带有力传感器，小车受到的拉力可以直接由传感器读出，不需要额外测量砂桶和砂的总质量，故A错误； B．补偿阻力（平衡摩擦力）时，不能挂上砂桶，需要让小车拖着纸带，将木板右端垫高，调整至小车能自行做匀速运动即可，故B错误； C．打点计时器的实验操作要求：小车需要靠近打点计时器（保证纸带上能打出更多有效点，提高纸带利用率），且必须先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故C正确； D．本实验拉力可直接由力传感器测得，不需要用砂桶和砂的重力近似代替小车受到的拉力，因此不需要满足“砂和砂桶的质量远小于小车质量”的条件，故D错误； 故选C。 6．B 【详解】A．平衡摩擦力时，有 可得 可知平衡摩擦力的角度相同，故A错误； C．本实验中F是作为自变量的槽码拉力，槽码质量不同不会改变图线的斜率规律，故C错误； D．木板的长度不影响a和F的定量关系，不会造成图线斜率差异，故D错误； B．根据牛顿第二定律，在本实验平衡摩擦力后，对小车有 整理可得 图像的斜率为小车（含车上重物）总质量M的倒数​。三条图线斜率不同，代表不同，也就是小车和重物的总质量M各不相同，故B正确。 故选B。 7．C 【详解】传感器的读数直接得出了拉力F，滑块在气垫导轨上运动不受摩擦力作用，F就是滑块所受的合外力，没有系统误差，所以图像应该是一条通过原点的倾斜的直线。 故选C。 8．BE 【详解】AB．平衡摩擦不包括绳与滑轮间、滑轮与轴间的摩擦，平衡摩擦力的实质是小车（及车上砝码）的重力沿斜面的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡，故A错B正确； CDE．而平衡摩擦时不能挂小桶，只让小车拖着纸带在木板上下滑；若小车拖着纸带沿长木板滑下时，打点计时器在纸带上打的点痕的距离是均匀的，就算是完成了“平衡摩擦力”，故CD错E正确。 故选BE。 9．AC 【详解】A．连接小车和钩码的细线要与长木板保持平行，这样才能使得细线的拉力等于小车的牵引力，A正确； B．在进行平衡摩擦力操作时，不需要挂钩码，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，B错误； C．钩码的质量要远小于小车的质量，这样才能认为小车受的牵引力等于钩码的重力，C正确； D．根据纸带数据，可由计算小车的加速度，D错误。 故选AC。 10．AC 【详解】C．由图像可知，当力F等于零时，加速度为4m/s2，根据牛顿第二定律得 解得 所以可以求出斜面倾角，故C正确； A．当F=-30N时，加速度为零，则有 解得 m=7.5kg 故A正确； BD．不知道小车运动的距离，也不知道小车运动的速度，无法求出小车运动的时间和小车运动的位移，故BD错误。 故选AC。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $