《高考物理一轮复习讲练测》专题13 探究加速度与力、质量的关系（测）（原卷版）

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第 13 讲 探究加速度与力、质量的关系——测
【满分：110 分 时间：90 分钟】
实验题
1．（9分）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，
板上有两个光电门相距为 d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力 F大小等于力传感器的示数．让滑块
从光电门 1由静止释放，记下滑到光电门 2的时间 t.改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作 5次，
计 算后得到下表中的 5组数据．
(1)请根据表中数据在坐标纸上画出 a F 图象；
(2)分析 aF 图象，可求出滑块质量 m＝________kg，滑块和轨道间的动摩擦因数 μ＝________(重力加速度 g
＝10 m/s2)
2．（9分）某实验小组的同学利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，其中小车和砂桶的
质量分别为 M、m，打点计时器所用的交流电源的频率为 f。接通电源待打点计时器稳定时，由静止释放小
车，通过打点计时器打下一条纸带，该小组的同学多次完成上述操作，并从其中选择了一条点迹清晰的纸
带，如图乙所示。选出的计数点如图所示，其中相邻两计数点间还有 4个点未标出，经测量计数点
1、2、3、4、5、6距离 O点的间距分别为 d1、d2、d3、d4、d5、d6。由以上的测量回答下列问题：
1
(1)根据纸带可求得小车的加速度大小为___________（用题中已给的字母表示）。
(2)由本实验得到的数据作出小车的加速 度 a与拉力传感器的示数 F的关系图象，与本实验相符合的是____
____。
3．（9分）为了“探究质量一定时加速度与力的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 M表示
小车的质量，m表示砂和砂桶的质量。滑轮质量不计。
(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是：_________、________、________和_________。(填选项字
母序号)
A．用天平测出质量 M 和 m
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．平衡摩擦力后，让小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出纸带，同时记录弹簧测力计的
示数 F
D．保证 M 不变，改变 m，重复“步骤 C”
E 为减小实验误差，一定要保证 m＜＜M
F.选出其中点迹清晰的几条纸带，利用逐差法分别计算出每条纸带的加速度大小 a，并记下对应的 F
(2)该同学以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度 a 为纵坐标，画出的 a-F 图像是一条过原点的直线，这
表明：质量一定时，加速度 a 与力 F 的关系是__________，若利用图线求得图线的斜率为 k，则小车的质
量 M=__________。
4．（9分）如图是某同学验证牛顿第二定律的装置，他将质量分别为 M1、M2(M2=M1)的两个重物(每个重物
均有相同质量的 n个钩码组成)用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上这时系统处于静止状态。然后在轻绳上
固定一个宽度为 d的挡光片，在竖直立柱上相距为 L的地方固定两个光电门，最后调整 M1和M2的钩码个
数，使M2向下加速运动，挡光片依次通过 D1、D2光电门。
2
(1)若挡光片通过光电门 D1和D2的时间分别为 t1和t2，则重物 M2的加速度大小 a=_________。(用字母
d、t1、t2、L表示结果)
(2)若验证系统的加速度与合力成正比，则下列做法可行的是________。
A．从 M1中分别取1个、2个、3个……钩码，依次挂在M2下方
B．从 M2中分别取1个、2个、3个……钓码，依次挂在M1下方
C．把M1中的钩码依次减少1个、2个、3个……
D．把M2中的钩码依次增加1个、2个、3个……[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(3)若验证系统的加速度与总质量成反比，则下列做法可行的是________。
A．把M1中的钩 码减少1个、2个、3个……，同时把M2中的钩码对应减少0个、1个、2个……
B．把M1中的钩码增加1个、2个、3个……，同时把M2中的钩码对应增加2个、3个、4个……
C．把M1中的钩吗依次减少1个、2个、3个……
D．把M2中的钩码依次增加1个、2个，3个……
5．（9分）某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与木板间的动摩擦因数 μ。实验装置中表面粗糙的长
木板固定在水平桌面上，一端装有轻滑轮，另一端固定有打点计时器，物块一端通过打点计时器与纸带相
连。另一端通过细绳与托盘（内有砝码）相接，用天平测量物块的质量为 M，托盘和砝码的总质量为 m，
实验时，调整轻滑轮，使细线水平，让物块在托盘和砝码的拉力作用下由静止开始运动，已知打点计时器
所用交流电源的频率为 f，物块运动过程中通过打点计时器得到一条纸带的一部分如图乙所示，图中测量
出了三个连续点1、2、3之间的距离 x1、x2。
⑴已知当地的重力加速度大小为 g，根据题目中给出的物理量的符号和实验测量的物理量的数据，写出动
摩擦因数的表达式 μ= ________________________（不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力），
如果用托盘和砝码的总重力替代细绳对物块拉力，则求出的动摩擦因数的数值 _______________ （选填
“偏大”或“偏小”）由此引起的误差属于 __________________（选填“偶然误差”或“系统误差”） 。
⑵若用此装置做“探究物块的加速度与力的关系”的实验时，除了必须满足物块的质量远大于托盘和砝码
的总质量，还必须进行的实验操作 是____________________ 。
3
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