4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 基础练习卷 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

实验：探究加速度与力、质量的关系基础练习卷 1．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用表示，所挂钩码的质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。 (1)当与的大小关系满足___________（选填“”“”“”）时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力。 (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持所挂钩码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检测出加速度与质量的关系，应该作与___________（选填“”“”“”）的图像。 (3)如图乙，该同学根据测量数据作出的图线，图像变弯曲的原因___________（选填序号；A．太大；B．太大；C．车受的阻力太大）。 2．在用如图甲的装置做探究加速度与力、质量的关系实验中： (1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是__________。 (2)实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持__________。 (3)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比__________。 3．利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图所示， (1)上图所示是___________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是___________（选填“交流8 V”“交流220 V”或“六节干电池”）； (2)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 (3)以小车为研究对象，在补偿阻力时，下列操作要求正确的是___________。 A．应垫高有打点计时器轨道一端，不挂槽码，轻推小车让小车拖纸带匀速下滑 B．应垫高有打点计时器轨道一端，不挂槽码，轻推小车让小车不拖纸带匀速下滑 C．补偿阻力后，应多次增减小车里的钩码，让小车拖着纸带匀速下滑 (4)在进行实验时，还要求槽码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是___________。 A．使小车获得较大的加速度 B．使细线的拉力近似等于槽码重力 C．使纸带上点迹清晰，便于进行测量 D．使细线的拉力等于小车受到的合外力 (5)某同学是这样处理纸带的：每隔4个点选取1个计数点，在各计数点处将纸带剪断，分成若干段纸条，将这些纸条的下端对齐并排粘贴在坐标纸上。图中和和和和和为同一个计数点。根据图中数据，与纸带相连的小车的加速度大小为___________（计算结果小数点后保留两位数字） 4．某同学探究加速度与力的关系的实验装置如图所示。他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。 (1)已知遮光条的宽度为d，实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______。 (2)下列不必要的一项实验要求是______（填写选项前字母）。 A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A、B间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 (3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像。研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______（选填“”“”或“”）图像。 5．用如图所示的装置探究作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下。 A．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量； B．按图安装好实验器材； C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶； D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量； E.保持沙桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码，并记录每次增加后的总质量，重复上述实验； F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； G.作关系图像，并由图像确定关系。 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是______，该步骤应排在______步骤实验之后。 (2)在上述步骤中，有错误的是______，应把______改为______。 (3)在上述步骤中，处理不恰当的是______，应把______改为______。 6．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。 (1)本实验应用的实验方法___________________。 (2)下列说法中正确的是（     ） A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小 B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出图像。 D．当小车的质量远大于托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托盘和砝码的总重力大小 (3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据（小车质量保持不变）根据表中的数据（略）在坐标图上作出a-F图像，图线不过原点的原因可能是_______ 7．如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电。小车的质量为，小桶（及砝码）的质量为。 (1)下列说法正确的是______ A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验应远大于 D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象 (2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象，可能是图2中的图线______。（选填“甲”、“乙”、“丙”） (3)如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带，根据图中给出的数据可以算出______。（计算结果保留3位有效数字） 8．在“探究加速度与力的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置（g取）。 (1)关于实验，下列说法正确的是________。 A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量 C．补偿阻力时，要挂上槽码，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s (2)在某次实验中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的频率为50Hz，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，经测量得出各计数点间的距离如图中所示，由纸带求出打B点时小车的速度________，小车加速度大小为________。（结果均保留2位有效数字） 9．某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)在实验中，需要平衡摩擦力。平衡摩擦力的正确操作是：______ A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码盘和砝码的牵引下恰好做匀速运动 B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂砝码盘和砝码的情况下恰好做匀速运动 C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码盘和砝码的牵引下恰好做匀加速运动 D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂砝码盘和砝码的情况下恰好做匀加速运动 (2)实验中，需要保持小车的质量不变，改变砝码和砝码盘的总质量，测量小车在不同拉力作用下的加速度。这采用了______法； (3)实验中，为了使砝码和砝码盘的总重力近似等于小车受到的拉力，需要满足的条件是：______。 (4)该同学得到如表所示的数据，请根据数据在图示坐标系中画出a-F图像。 F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 a/（m·s-2） 0.21 0.39 0.60 0.81 1.01 (5)根据图像，可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度与合外力成______比。 10．在"探究加速度与力、质量的关系"实验中： (1)某组同学在保持小车质量不变的情况下，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表： F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 a/（m·s⁻²） 0.10 0.21 0.29 0.40 0.51 请在图示坐标系中画出a-F图像___________，并得出结论：___________。 (2)另一组同学在保持拉力不变的情况下，测得小车的加速度a与质量M的数据，为了直观地判断a与M的关系，应作_____图像。 (3)在实验中，为了平衡摩擦力，需要将长木板的_____端适当垫高；为了减小误差，应使小盘和砝码的总质量_____小车的质量。 11．某学习小组用图甲所示实验装置完成“探究加速度与力的关系”实验，图甲中小车的质量为，砂和砂桶的质量为。 (1)该实验中关于阻力补偿法，下列操作正确的是（　　）（选填正确选项前的字母）。 A．不挂砂桶，将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若纸带上打出的点迹均匀，说明阻力已平衡 B．挂上砂桶，将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若小车做匀速直线运动，说明阻力已平衡 (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，可求得小车运动的加速度____。（保留两位有效数字） (3)保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的重力，本实验认为砂和砂桶的重力等于细线的拉力，该小组同学利用实验数据作出了图线，如图丙所示。该图线不通过原点，主要原因是_________。 12．某实验小组利用图甲所示实验装置探究加速度与力、质量的关系，打点计时器的工作频率为50Hz.    (1)下列做法正确的是______。 A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．每次改变小桶及桶内砝码的总重力后，都需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源 (2)某次测量纸带上计数点的间距如图乙所示，每相邻两点之间还有四个点未画出。则小车加速度______。（结果保留2位有效数字） (3)实验时我们认为小桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，实际上绳子拉力_________（选填“大于”“等于”或“小于”）小桶及桶内砝码的总重力。 13．物理兴趣小组的同学设计如图甲所示的实验装置来探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)实验选择使用电火花打点计时器，还需要使用下列哪些器材（　　） A．秒表 B．刻度尺 C．低压直流电源 D．低压交流电源 (2)电火花打点计时器用的是_____（填交流或直流）电。打点计时器是测量_____（填时间或位移）的仪器。 (3)下列实验操作中，正确的做法是（　　） A．平衡摩擦力时，小车不需要连接纸带 B．实验时槽码的质量m需远小于小车的质量M C．开始实验时，应先接通电源，打点稳定后再释放纸带 D．调节木块高度使细线与桌面保持水平 (4)经正确操作后，获得一条如图乙所示的纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间均有4个点迹未标出，分别测得各计数点到A点的距离。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则小车在F点瞬时速度大小为________m/s，小车的加速度大小a=_______m/s2（结果保留2位有效数字）。 14．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。 (1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。 (2)图甲是甲同学根据测量数据画出的a-F图象，该图象表明实验操作中存在的问题是______。 (3)乙、丙同学用同一装置实验，各自得到的图线如图乙所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量______________取值不同，并比较其大小__________。 15．某兴趣小组为了探究加速度与力、质量的关系，按图甲所示实验装置进行实验。 (1)将带滑轮的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力，此过程________挂上槽码（填“需要”或“不需要”）。 (2)将小车靠近打点计时器，接着___________。 A．释放小车，再打开电源 B．打开电源，再释放小车 (3)图乙为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，已知所用电源的频率为，则打下B点时小车的速度________，小车的加速度a=________。（以上结果均保留两位有效数字）。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验：探究加速度与力、质量的关系基础练习卷 1．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用表示，所挂钩码的质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。 (1)当与的大小关系满足___________（选填“”“”“”）时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力。 (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持所挂钩码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检测出加速度与质量的关系，应该作与___________（选填“”“”“”）的图像。 (3)如图乙，该同学根据测量数据作出的图线，图像变弯曲的原因___________（选填序号；A．太大；B．太大；C．车受的阻力太大）。 【答案】(1) (2) (3)B 【详解】（1）将小车和钩码作为整体，根据牛顿第二定律得 对小车单独分析得拉力 整理得 只有当时，，才可近似认为绳对小车的拉力大小等于钩码的重力。 （2）保持钩码质量不变，即拉力不变，由牛顿第二定律 可知，与成正比，作图像可以得到直线，更容易直观判断与的关系。 （3） 随着增大，钩码质量逐渐增大，当过大时，不再满足的条件，拉力和的偏差越来越大，因此图像向下弯曲。车受阻力太大是图像不过原点的原因，不是图像弯曲的原因。 故选B。 【点睛】 2．在用如图甲的装置做探究加速度与力、质量的关系实验中： (1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是__________。 (2)实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持__________。 (3)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比__________。 【答案】(1)控制变量法 (2)平行 (3) 【详解】（1）在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器）质量不变，这种实验方法是控制变量法。 （2）实验时，为使小车受到的合外力等于细绳的拉力，要调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持平行，保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致，减小实验误差。 （3）两车均从静止释放，都做初速度为零的匀加速直线运动，则 解得 由于M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，则两车加速度之比 3．利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图所示， (1)上图所示是___________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是___________（选填“交流8 V”“交流220 V”或“六节干电池”）； (2)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 (3)以小车为研究对象，在补偿阻力时，下列操作要求正确的是___________。 A．应垫高有打点计时器轨道一端，不挂槽码，轻推小车让小车拖纸带匀速下滑 B．应垫高有打点计时器轨道一端，不挂槽码，轻推小车让小车不拖纸带匀速下滑 C．补偿阻力后，应多次增减小车里的钩码，让小车拖着纸带匀速下滑 (4)在进行实验时，还要求槽码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是___________。 A．使小车获得较大的加速度 B．使细线的拉力近似等于槽码重力 C．使纸带上点迹清晰，便于进行测量 D．使细线的拉力等于小车受到的合外力 (5)某同学是这样处理纸带的：每隔4个点选取1个计数点，在各计数点处将纸带剪断，分成若干段纸条，将这些纸条的下端对齐并排粘贴在坐标纸上。图中和和和和和为同一个计数点。根据图中数据，与纸带相连的小车的加速度大小为___________（计算结果小数点后保留两位数字） 【答案】(1) 电火花 交流 (2)C (3)A (4)B (5)0.95 【详解】（1）[1]图示仪器为电火花打点计时器。 [2]电火花打点计时器使用交流电源。 （2）A．理想模型法用于忽略次要因素、突出主要因素建立物理模型，不是本实验研究多个物理量关系时采用的方法，故A错误； B．等效替代法是用效果相同的对象或过程替代原对象或过程，不符合本实验的设计思路，故B错误； C．研究加速度与力、质量的关系时，需保持一个物理量不变而改变另一个物理量，采用控制变量法，故C正确。 故选C。 （3）A．补偿阻力时应垫高有打点计时器的一端，不挂槽码，轻推小车后让小车拖着纸带匀速下滑，使重力沿斜面的分力补偿摩擦力和纸带阻力，故A正确； B．若小车不拖纸带，不能补偿纸带与打点计时器间的阻力，故B错误； C．补偿阻力后再增减小车中的钩码会改变小车所受摩擦力，不符合补偿阻力的操作要求，故C错误。 故选A。 （4）设槽码质量为，小车及车中砝码的总质量为，补偿阻力后，以槽码和小车为研究对象。对槽码由牛顿第二定律得 对小车由牛顿第二定律得 两式相加得 由此得 槽码质量远小于小车质量时，槽码的加速度远小于重力加速度。由前述槽码方程得 故选B。 （5）每隔4个点取一个计数点，相邻计数点间有5个时间间隔。相邻计数点的时间间隔为 由图读出六段纸带的长度分别为，，，，和。由逐差法得 代入数据得 按要求保留两位小数，填0.95 4．某同学探究加速度与力的关系的实验装置如图所示。他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。 (1)已知遮光条的宽度为d，实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______。 (2)下列不必要的一项实验要求是______（填写选项前字母）。 A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A、B间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 (3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像。研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______（选填“”“”或“”）图像。 【答案】(1)到的距离 (2)A (3) 【详解】（1）遮光条通过光电门时的速度可近似取为 滑块从处由静止释放至处的位移为，由匀变速直线运动的速度与位移关系得 联立解得，故还需测量到的距离 （2）A．由于拉力可通过力传感器直接测量，无需满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A错误； B．，间距离适当大些，可使滑块到达光电门前获得易于测量的速度，故B正确； C．导轨调至水平可避免重力沿导轨方向的分力影响滑块所受合力，故C正确； D．细线与气垫导轨平行可保证拉力沿导轨方向，避免拉力分力导致实验误差，属于必要实验要求，故D正确。 本题要求选择不必要的实验要求，故选A。 （3）由小问1的推导可知，当和不变时 所以与成正比。保持滑块质量不变时，实验所研究的关系为与传感器示数成正比，因此应作图像。 5．用如图所示的装置探究作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量m的关系，某位同学设计的实验步骤如下。 A．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量； B．按图安装好实验器材； C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶； D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量； E.保持沙桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码，并记录每次增加后的总质量，重复上述实验； F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； G.作关系图像，并由图像确定关系。 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是______，该步骤应排在______步骤实验之后。 (2)在上述步骤中，有错误的是______，应把______改为______。 (3)在上述步骤中，处理不恰当的是______，应把______改为______。 【答案】(1) 平衡摩擦力 B (2) D 电压的蓄电池 低压交流电源 (3) G 【详解】（1）[1]安装好实验器材后，应先平衡小车受到的摩擦力，使小车运动时阻力的影响尽量消除，故该步骤应在B后进行。 [2]平衡摩擦力应在悬挂小桶前完成，因此应排在B步骤之后。 （2）[1]A．用天平测量小车、小桶及沙子的质量，便于记录实验所需质量，故A正确； B．先按装置图安装实验器材是必要的准备步骤，故B正确； C．用轻绳连接小车和小桶并绕过定滑轮，可使小桶对小车产生牵引作用，故C正确； D．电磁打点计时器的线圈需要低压交流电，蓄电池输出的是直流电，不能这样连接，故D错误； E．保持小桶及沙子的质量不变，增加小车上的砝码，可在作用力一定时改变小车质量，故E正确； F．逐条纸带测量并计算小车加速度，属于正确的数据处理步骤，故F正确； G．作图像可以反映二者关系，但所得图像为曲线，不便直接判断反比关系，属于处理不当而非实验操作错误，故G正确。 本题选择错误的，故选D。 [2][3]电磁打点计时器应使用低压交流电源，故应将电压的蓄电池改为低压交流电源。 （3）[1]在作用力一定时，加速度与质量成反比，直接作图像所得为曲线，不便判断反比关系，因此G步骤处理不当。 [2][3]在小车所受合力保持不变时，由牛顿第二定律得，所以应以为横轴、以为纵轴作图像，图像为过原点的直线。 6．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。 (1)本实验应用的实验方法___________________。 (2)下列说法中正确的是（     ） A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小 B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量 C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出图像。 D．当小车的质量远大于托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托盘和砝码的总重力大小 (3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据（小车质量保持不变）根据表中的数据（略）在坐标图上作出a-F图像，图线不过原点的原因可能是_______ 【答案】(1)控制变量法 (2)CD (3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 【详解】（1）本实验探究加速度与力、质量的关系，涉及三个物理量，探究任意两个量关系时，需要保持第三个量不变，采用控制变量法。 （2）A．在探究加速度与质量的关系时，应控制拉力的大小不变，改变小车的质量，故A错误； B．在探究加速度与外力的关系时，应该控制小车的质量不变，改变拉力的大小，故B错误； C．在探究加速度与质量的关系时，由于与成反比，图像为曲线，为了直观判断二者间的关系，应作出图像，故C正确； D．设小车的质量为，托盘和砝码的总质量为，根据牛顿第二定律，对整体有 对小车有 解得 当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量，即时，才能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，故D正确。 故选CD。 （3）由图像可知，当拉力达到一定数值时，小车才开始产生加速度，说明实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。 7．如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电。小车的质量为，小桶（及砝码）的质量为。 (1)下列说法正确的是______ A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验应远大于 D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象 (2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象，可能是图2中的图线______。（选填“甲”、“乙”、“丙”） (3)如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带，根据图中给出的数据可以算出______。（计算结果保留3位有效数字） 【答案】(1)CD (2)丙 (3)4.01 【详解】（1）A．平衡摩擦力时，根据可知质量被约去，故改变小车质量无需重新平衡，故A错误； B．实验时应先接通电源再释放小车，以保证打点稳定及有效利用纸带，故B错误； C．设绳中拉力为T，根据牛顿第二定律有， 解得 为使得近似等于，应远大于，故C正确； D．由可知，与成正比，作图象为直线，便于分析，故D正确。 故选CD。 （2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则当拉力较小时，小车不会运动，加速度为0，只有当大于最大静摩擦力时，小车才有加速度，因此图像在轴上有截距，对应图线丙。 （3）由图可知，相邻计数点间的时间间隔 根据逐差法，加速度 8．在“探究加速度与力的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置（g取）。 (1)关于实验，下列说法正确的是________。 A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量 C．补偿阻力时，要挂上槽码，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s (2)在某次实验中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的频率为50Hz，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，经测量得出各计数点间的距离如图中所示，由纸带求出打B点时小车的速度________，小车加速度大小为________。（结果均保留2位有效数字） 【答案】(1)B (2) 0.56 2.0 【详解】（1）A．实验时，先接通电源再释放小车，故A错误； B．由图甲可知，绳子的拉力可以通过力传感器读出，则实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量，故B正确； C．补偿阻力时，不应该挂上槽码，故C错误； D．交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为，故D错误。 故选B。 （2）[1]计时器打点的频率为50Hz，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，相邻两计数点间的时间间隔为 打B点时小车的速度 [2]由逐差法可得，小车加速度大小为 9．某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)在实验中，需要平衡摩擦力。平衡摩擦力的正确操作是：______ A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码盘和砝码的牵引下恰好做匀速运动 B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂砝码盘和砝码的情况下恰好做匀速运动 C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码盘和砝码的牵引下恰好做匀加速运动 D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂砝码盘和砝码的情况下恰好做匀加速运动 (2)实验中，需要保持小车的质量不变，改变砝码和砝码盘的总质量，测量小车在不同拉力作用下的加速度。这采用了______法； (3)实验中，为了使砝码和砝码盘的总重力近似等于小车受到的拉力，需要满足的条件是：______。 (4)该同学得到如表所示的数据，请根据数据在图示坐标系中画出a-F图像。 F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 a/（m·s-2） 0.21 0.39 0.60 0.81 1.01 (5)根据图像，可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度与合外力成______比。 【答案】(1)B (2)控制变量 (3)砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车质量。 (4) (5)正 【详解】（1）平衡摩擦力的操作是使重力向下的分力与摩擦力平衡，小车受合力为零，做匀速运动，所以将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动。 故选B。 （2）实验中，需要保持小车的质量不变，改变砝码和砝码盘的总质量，测量小车在不同拉力作用下的加速度。这采用了控制变量法。 （3）考虑实际情况，对砝码盘和砝码，根据牛顿第二定律 对小车，根据牛顿第二定律 联立可得， 可得 当时，有 可知为了使砝码和砝码盘的总重力近似等于小车受到的拉力，需要满足的条件是：砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车质量。 （4）描点画图，如图所示 （5）根据图像，可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度与合外力成正比。 10．在"探究加速度与力、质量的关系"实验中： (1)某组同学在保持小车质量不变的情况下，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表： F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 a/（m·s⁻²） 0.10 0.21 0.29 0.40 0.51 请在图示坐标系中画出a-F图像___________，并得出结论：___________。 (2)另一组同学在保持拉力不变的情况下，测得小车的加速度a与质量M的数据，为了直观地判断a与M的关系，应作_____图像。 (3)在实验中，为了平衡摩擦力，需要将长木板的_____端适当垫高；为了减小误差，应使小盘和砝码的总质量_____小车的质量。 【答案】(1) 质量一定时，加速度与合外力成正比； (2) (3) 远离滑轮的一端 远小于 【详解】（1）[1][2]在图示坐标系中画出a-F图像如图所示，得出结论：质量一定时，加速度与合外力成正比； （2）根据则要研究加速度a与质量M的关系应该做出图像，这样得到的图像若是过原点的倾斜的直线，说明合力F一定时加速度a与质量M成反比关系。 （3）[1]在实验中，为了平衡摩擦力，需要将长木板的远离滑轮的一端适当垫高； [2]对小盘和砝码，根据牛顿第二定律有mg-F=ma 对小车有F=Ma 联立解得由上式可知 当m<<M时，小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力。则为了减小误差，应使小盘和砝码的总质量远小于小车的质量。 11．某学习小组用图甲所示实验装置完成“探究加速度与力的关系”实验，图甲中小车的质量为，砂和砂桶的质量为。 (1)该实验中关于阻力补偿法，下列操作正确的是（　　）（选填正确选项前的字母）。 A．不挂砂桶，将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若纸带上打出的点迹均匀，说明阻力已平衡 B．挂上砂桶，将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若小车做匀速直线运动，说明阻力已平衡 (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，可求得小车运动的加速度____。（保留两位有效数字） (3)保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的重力，本实验认为砂和砂桶的重力等于细线的拉力，该小组同学利用实验数据作出了图线，如图丙所示。该图线不通过原点，主要原因是_________。 【答案】(1)A (2)0.45 (3)平衡阻力过度或者木板倾斜角度过大。 【详解】（1）平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是将小车轻放在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不挂砂桶，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动（纸带上两点的距离相等）即可。 故选A。 （2）实验所用电源的频率为，每两个计数点间有四个点未画出，可知相邻计数点时间间隔 根据匀变速直线运动的位移差公式可得小车运动的加速度 （3）如图丙所示，该图线不通过原点，说明，没有拉力时，小车有加速度，做匀加速直线运动，主要原因是平衡摩擦力过度，或写木板倾斜角度过大。 12．某实验小组利用图甲所示实验装置探究加速度与力、质量的关系，打点计时器的工作频率为50Hz.    (1)下列做法正确的是______。 A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．每次改变小桶及桶内砝码的总重力后，都需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源 (2)某次测量纸带上计数点的间距如图乙所示，每相邻两点之间还有四个点未画出。则小车加速度______。（结果保留2位有效数字） (3)实验时我们认为小桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，实际上绳子拉力_________（选填“大于”“等于”或“小于”）小桶及桶内砝码的总重力。 【答案】(1)A (2)0.83 (3)小于 【详解】（1）A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，从而减小实验误差，A正确； B．平衡摩擦力时满足，两边消掉了M，则每次改变小桶及桶内砝码的总重力后，不需要重新平衡摩擦力，B错误； C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开木块，C错误。 故选A。 （2）每相邻两点之间还有四个点未画出，则T=0.1s。则小车加速度 （3）对小桶及桶内砝码根据牛顿第二定律有 可得 所以实际上绳子拉力小于小桶及桶内砝码的总重力。 13．物理兴趣小组的同学设计如图甲所示的实验装置来探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)实验选择使用电火花打点计时器，还需要使用下列哪些器材（　　） A．秒表 B．刻度尺 C．低压直流电源 D．低压交流电源 (2)电火花打点计时器用的是_____（填交流或直流）电。打点计时器是测量_____（填时间或位移）的仪器。 (3)下列实验操作中，正确的做法是（　　） A．平衡摩擦力时，小车不需要连接纸带 B．实验时槽码的质量m需远小于小车的质量M C．开始实验时，应先接通电源，打点稳定后再释放纸带 D．调节木块高度使细线与桌面保持水平 (4)经正确操作后，获得一条如图乙所示的纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间均有4个点迹未标出，分别测得各计数点到A点的距离。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则小车在F点瞬时速度大小为________m/s，小车的加速度大小a=_______m/s2（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)B (2) 交流 时间 (3)BC (4) 0.15 0.19 【详解】（1）电火花打点计时器本身可计时，不需要秒表；需要刻度尺测量纸带上点的间距； 电火花打点计时器使用220V交流电，不需要低压直流电源，也不需要低压交流电源，因此只有B正确。 故选B。 （2）[1]电火花打点计时器使用交流电； [2]打点计时器按固定频率打点，通过点迹间隔记录时间，是测量时间的仪器。 （3）A．平衡摩擦力时，小车需要连接纸带，需同时平衡纸带与打点计时器间的摩擦力，A错误； B．只有槽码质量远小于小车质量，才能近似认为小车受到的拉力等于槽码的重力，B正确； C．实验操作要求先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，保证纸带点迹清晰、充分利用，C正确； D．平衡摩擦力后木板倾斜，细线需要与木板平行，不是与桌面保持水平，D错误。 故选BC。 （4）打点计时器所用电源的频率为50Hz，则打点间隔为，相邻两个计数点之间均有4个点迹未标出，可知 [1]小车在F点瞬时速度大小为 [2]小车的加速度大小 14．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。 (1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。 (2)图甲是甲同学根据测量数据画出的a-F图象，该图象表明实验操作中存在的问题是______。 (3)乙、丙同学用同一装置实验，各自得到的图线如图乙所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量______________取值不同，并比较其大小__________。 【答案】(1)M远大于m (2)平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力 (3) 两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同 M乙＜M丙 【详解】（1）对小车及车中砝码T=Ma，对盘及盘中砝码T-mg=ma 解得 则只有当M与m的大小关系满足M远大于m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。 （2）图中有拉力时没有加速度，说明平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力； （3）[1][2]根据F=Ma可得，即a-F图像的斜率等于小车及车中砝码的质量的倒数，因两图像的斜率大小不变，则两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同，且M乙＜M丙。 15．某兴趣小组为了探究加速度与力、质量的关系，按图甲所示实验装置进行实验。 (1)将带滑轮的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力，此过程________挂上槽码（填“需要”或“不需要”）。 (2)将小车靠近打点计时器，接着___________。 A．释放小车，再打开电源 B．打开电源，再释放小车 (3)图乙为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，已知所用电源的频率为，则打下B点时小车的速度________，小车的加速度a=________。（以上结果均保留两位有效数字）。 【答案】(1)不需要 (2)B (3) 0.32 0.93 【详解】（1）为了使细绳的拉力等于小车所受的合力，需要将带滑轮的长木板右端适当垫高以平衡小车与长木板间的摩擦力，只需让小车自身带着纸带在倾斜的长木板上能匀速运动即可，不需要挂上提供拉力的槽码。 （2）使用打点计时器时，先打开电源待打点稳定后再释放小车，才能在纸带上打出足够多的有效点，充分利用纸带。 故选B。 （3）[1]已知电源频率为50Hz，相邻计数点间还有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔 根据匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，可得 [2]CE段位移为 由逐差法，可得加速度 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $