专题12 力学实验-2021年高考高三一模物理试题汇编（解析版）

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2021 年高考高三一模物理试题汇编
专题 12 力学实验
1、（2021·上海市长宁区高三一模）如图是某同学利用光电门传感器等器材验证“小车的加速度与质量
关系”的实验装置。光电门固定在轨道上的 点。
(1)实验过程中，下列做法正确的是（ ）
A. 要控制小车和钩码的质量都不变
B. 要控制小车和钩码的总质量不变
C. 要控制小车的质量不变，改变钩码的质量
D. 要控制钩码的质量不变，改变小车的质量
(2)在 点由静止释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间为 ，若挡光片的宽度为 ，挡光片前端
距光电门的距离为 ，则小车的加速度 ________。
(3)若实验中测得 5组实验数据，为比较直观地得到加速度与质量的关系，应该画出 _________图像。其
理由是____________。
(4)实验得到的结论是_______。
【答案】 (1). D (2). (3). (4). 小车加速度与质量成反比关系，画图像时正比关系更好判断，
更能反映问题的本质，所以应该描绘加速度与质量倒数的关系，即正比关系。 (5). 当外力一定时小车
的加速度与质量成反比
【解析】
(1)[1]本实验应用控制变量法，需要控制钩码的质量不变，改变小车的质量，来探究小车的加速度与质量关
系。
(2)[2]小车做初速为零的匀加速直线运动，则有
变形，可得
(3)[3][4]小车加速度与质量成反比关系，画图像时正比关系更好判断，更能反映问题的本质，所以应该描
绘加速度与质量倒数的关系，即正比关系。
(4)[5]当外力一定时小车的加速度与质量成反比
2、（2021·上海市松江区高三一模）如图 a为“用 DIS 研究加速度和力的关系”的实验装置：
(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用
DIS 测小车的加速度；
(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a-F关系图线（如图
b），此图线的 AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______________；
(3)若在原装置中的 P处加装一力传感器，重复上述实验，得到的 a-F图线与图 b中的图线相比会有什么不
同：_____________________；
(4)在(3)中，若小车
的
质量为 M，不断增加钩码的数量，则力传感器示数的极限值为________。
【答案】 (1). 小车总质量 (2). 小车所受外合力 (3). 钩码质量过大或未满足 M >>m (4). 图线为直
线，没有弯曲部分 (5). Mg
【解析】
(1)[1]探究加速度与力的关系，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力。
[2]探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力。
(2)[3]由图象 段可知， 与 成正比，即：在小车质量一定时，加速度 与小车受到的合力 成正比；
以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力 ，由牛顿第二定律得
小车的加速度
小车受到的拉力
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