高中物理组卷42 实验探究加速度与力质量的关系.docx

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高中物理组卷42实验探究加速度与力质量的关系

2018年03月09日账号的高中物理组卷

一．选择题（共24小题）

1．（2017•新余二模）如图（甲）所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A．木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图（乙）所示，则小滑块A的质量为（　　）

A．4kgB．3kgC．2kgD．1kg

2．（2016•鼓楼区校级学业考试）下列说法正确的是（　　）

A．静止或做匀速直线运动的物体，一定不受外力作用

B．当物体的速度等于零时，物体一定不受外力作用

C．当物体的速度发生变化时，物体一定受到了外力作用

D．当物体受到的合外力为零时，物体一定做匀速直线运动

3．（2017•海陵区校级学业考试）在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（　　）

A．控制变量的方法B．等效替代的方法

C．理论推导的方法D．理想实验的方法

4．（2017•宝应县学业考试）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（　　）

A．m远大于MB．m远小于MC．m略大于MD．m略小于M

5．（2015•河南二模）某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度为零，则下列图象中该物体在0﹣4s内位移一定不为零的是（　　）

A．

B．

C．

D．

6．（2016•陕西校级三模）如图所示，为一质点做直线运动时的加速度﹣时间（a～t）图象，图中阴影部分的面积S表示（　　）

A．初速度B．末速度C．速度的变化量D．位移

7．（2016•怀化一模）物体由静止开始做直线运动，以下图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移，那么上下两图对应关系正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

8．（2013秋•仙桃期末）物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，用水平拉力F分别拉物体A、B，所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示，则（　　）

A．μA＞μB，mA＞mBB．μA＜μB，mA＜mBC．μA＞μB，mA＜mBD．μA＜μB，mA＞mB

9．（2014•静安区一模）一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述a与F之间关系的图象是（　　）

A．

B．

C．

D．

10．（2015•扬州学业考试）几位同学在研究加速度a和力F、质量m的关系时，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图中四条图线，其中图A、B、C是a﹣F图线，图D是a﹣

图线，其中由于没有平衡摩擦力的是（　　）

A．

B．

C．

D．

11．（2016•鼓楼区校级学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（　　）

A．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车

B．平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上

C．改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力

D．小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出

12．（2015•凉州区校级模拟）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

13．（2016秋•南昌期末）如图甲，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示．由图可以判断错误的是（　　）

A．图线与纵轴的交点M的值αM=﹣g

B．图线与横轴的交点N的值TN=mg

C．图线的斜率等于物体的质量m

D．图线的斜率等于物体质量的倒数

14．（2015•江苏学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

15．（2015•徐州学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中，下列做法中正确的是（　　）

A．同时改变拉力F和小车质量m的大小

B．先保持小车质量m不变，研究加速度a与拉力F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系，最后导出a与m及F的关系

C．只改变拉力F的大小，小车质量m的大小始终保持不变

D．只改变小车质量m的大小，拉力F的大小始终保持不变

16．（2016•广东学业考试）关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（　　）

A．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态

B．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同

C．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变

D．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变

17．（2013•淄博校级模拟）物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止．以a、Ek、s和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间．则以下各图象中，能正确反映这一过程的是（　　）

A．

B．

C．

D．

18．（2016•珠晖区校级学业考试）小明同学为了探究物体的加速度a与质量m、受到的外力F之间的关系，设计了这样的实验思路：

先保持m不变，寻找a与F的关系，再保持F不变，寻找a与m的关系，请问他这样做采用了哪种科学方法？

（　　）

A．理想模型法B．控制变量法C．等效法D．对称法

19．（2014秋•萧山区校级期末）如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的两个物体得出的加速度a与力F之间的关系图线，分析图线可知下列说法中正确的是（　　）

①比较两地的重力加速度有gA=gB

②比较两物体的质量有mA＜mB

③比较两地的重力加速度有gA＜gB

④比较两物体的质量有mA＞mB．

A．①②B．①④C．②③D．③④

20．（2014秋•龙岩校级期中）粗糙水平面上放有P、Q两个木块，它们的质量依次为m1、m2，与水平面的动摩擦因数依次为μ1、μ2．分别对它们施加水平拉力F，它们的加速度a随拉力F变化的规律如图所示．下列判断正确的是（　　）

A．m1＞m2，μ1＞μ2B．m1＞m2，μ1＜μ2C．m1＜m2，μ1＞μ2D．m1＜m2，μ1＜μ2

21．（2014•葫芦岛二模）静止在光滑水平面上的物体，在水平方向同时受到在同一直线上的力F1、F2作用，F1、F2随时间变化的图象如图所示，则a﹣t图象是下列图中的（　　）

A．

B．

C．

D．

22．（2016•甘肃二模）在牛顿第二定律公式F=kma中，比例系数k的数值（　　）

A．在任何情况下都等于1

B．与质量m、加速度a和力F三者均无关系

C．是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的

D．是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的

23．（2016•闸北区二模）A、B两物体各自在不同纬度的甲、乙两处受到一个竖直向上的外力作用做变加速直线运动．如图是物体A、B所受的外力F与加速度a的关系图线．若物体A、B的质量分别为mA、mB，甲、乙两处的重力加速度分别为gA、gB，两个物体受到的重力分别为GA、GB，则（　　）

A．mA＞mB，GA＞GBB．mA＜mB，GA＜GBC．mA＞mB，gA＜gBD．mA＜mB，gA＞gB

24．（2016•鼓楼区学业考试）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．打点计时器应使用低压直流电源

B．应将木板左端适当垫高平衡小车受到的摩擦力

C．释放小车的同时接通打点计时器的电源

D．应尽量保证小车的总质量远大于沙和桶的总质量

二．填空题（共9小题）

25．（2007•江苏）如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移﹣时间（s﹣t）图象和速率﹣时间（v﹣t）图象．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h．（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v﹣t图线如（b）图所示．从图线可得滑块A下滑时的加速度a=　　m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响　　．（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律．实验时通过改变　　，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变　　，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．

（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的

s﹣t图线如（c）图．图线不对称是由于　　造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=　　（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=　　．

26．（2013•平潭县学业考试）某实验小组同学用如图所示装置探究“物体加速度与力、质量的关系”．

（1）在研究物体加速度与力的关系时，保持不变的物理量是　　（只需填A或B）

A．小车质量　　　　　B．塑料桶和桶中砝码的质量

（2）实验中，首先要平衡摩擦力，具体做法是　　（只需填A或B）

A．在塑料桶中添加砝码，使小车带着纸带匀速运动．

B．取下塑料桶，垫起滑板的一端，使小车带着纸带匀速运动．

（3）实验中要使小车的质量　　（填“远大于”或“远小于”）塑料桶和桶中砝码的质量，才能认为细线对小车的拉力等于塑料桶和砝码的重力．

27．（2016•宿城区校级学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置．在实验过程中：

（1）打点计时器应该与　　（选填“交流”或“直流”）电源连接；在闭合电键前，将小车放置在　　一端；（选填“靠近滑轮”或“靠近打点计时器”．

（2）在探究过程中，该同学打出了一条纸带，并在纸带上连续取几个计数点，如图2所示．自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、16.0mm、22.0mm、28.0mm．已知相邻计数点的时间间隔为0.1s，则打D点时小车的速度为　　m/s，整个过程中小车的平均加速度为　　m/s2．

28．（2012•建德市校级模拟）

（1）图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图．根据某次实验记录的数据，作出a﹣F图线如图2所示，图线不经过原点的原因是　　；平衡摩擦时，主要是平衡了　　之间及　　之间的摩擦．

（2）几位同学分析所得到的a﹣F图线不是一条直线的原因后，重新设计了一个实验如图3所示，滑块M放在气垫导轨上，并在滑块上固定一个速度传感器，力传感器固定在另一水平台子上，分别与两台电脑相连，气垫导轨连上气泵并调成水平．多次改变钩码m的质量，由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值．则下列说法中正确的是　　

A．由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦很小，可以得出a∝F的结论，图线是倾斜的直线

B．力传感器测得的力F=mg/2，在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量M

C．除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外，动滑轮C的质量是实验最大的误差来源

D．实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g

29．（2016•鼓楼区校级学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图所示，则

①图中的直线不过原点的原因是　　．

②图中的力F理论上是指　　，而实验中却用　　表示．（选填字母符号）

A．砂和砂桶的重力B．绳对小车的拉力

③此图中直线发生弯曲，为了防止直线发生弯曲，在实验中，应使小车的质量要　　（选填“远大于”、“远小于”或“等于）砂和砂桶的总质量．

30．（2015•山东模拟）某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系．图1中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔，右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端，A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上．不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量．实验时，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．该同学在保证小车A质量不变的情况下，通过改变P的质量来改变小车A所受的外力，由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示．

（1）第4次实验得到的纸带如图2所示，O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点，每两个相邻点间有四个点没有画出，A、B、C、D四点到O点的距离如图．打点计时器电源频率为50Hz．根据纸带上数据计算出加速度为　　m/s2．

（2）在实验中，　　（选填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车的质量．

（3）根据表中数据，在图示坐标系图3中作出小车加速度a与力F的关系图象．

（4）根据图象推测，实验操作中重要的疏漏是　　．

次数

1

2

3

4

5

F/N

0.10

0.18

0.26

0.30

0.40

a/（m•s﹣2）

0.08

0.22

0.37

0.59

31．（2015•松江区一模）用与斜面平行的力F拉着物体在倾角为θ的光滑斜面上运动，如改变拉力F的大小，物体的加速度随外力F变化的图象如图所示，已知外力F沿斜面向上，重力加速度g取10m/s2．根据图象中所提供的信息计算出物体的质量为　　kg；斜面的倾角为　　．

32．（2014•长宁区一模）在某地竖直向上提升重物，不计阻力，加速度a与拉力F之间的关系如图所示，该地重力加速度大小约为　　m/s2；若该重物从地面被竖直提起后作匀加速运动，2s末达到8m高度，则拉力F为　　N．

33．（2015•慈溪市校级一模）用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

（1）实验时先　　（填“挂”或“不挂”）钩码，　　（填“安装”或“不安装”）纸带．反复调整垫木的左右位置，直到　　，这样做的目的是　　．

（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=　　m/s2．（结果保留两位有效数字）

三．多选题（共4小题）

34．（2016•濠江区校级学业考试）下列说法正确的是（　　）

A．物体受到的合外力方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动

B．物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时，物体做加速曲线运动

C．物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时，物体做减速直线运动

D．物体受到的合外力方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动

35．（2014•河北一模）如图甲所示，某人通过定滑轮将质量为m的货物提升到一定高处，定滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）

A．图线与纵轴的交点M的值aM=﹣g

B．图线与横轴的交点N的值TN=

mg

C．图线的斜率等于物体的质量m

D．图线的斜率等于物体质量的倒数

36．（2016•烟台一模）静止在水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，在F从20N开始逐渐增大到40N的过程中，加速度a随拉力F变化的图象如图所示，由此可以计算出（g=10m/s2）（　　）

A．物体的质量

B．物体与水平面间的动摩擦因数

C．物体与水平面间的滑动摩擦力大小

D．加速度为2m/s2时物体的速度

37．（2015•松江区一模）在牛顿第二定律公式F=kma中，比例系数k的数值（　　）

A．在任何情况下都等于1

B．是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的

C．是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的

D．在国际单位制中一定等于1

四．实验题（共7小题）

38．（2016•广州二模）用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：

（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是　　

A．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动

B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动

C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动

（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a=　　m/s2（计算结果保留三位有效数字）．

（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f=　　N；小车质量M=　　kg．若该小组正确完成了步骤

（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的　　（填“②”、“③”或“④”）．

39．（2016•江苏三模）某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．

（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中的数据可得小车的加速度a为　　m/s2；

（2）该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图象如丙图中图线1所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F′，作a﹣F′图如丙图中图线2所示，则图象不过原点的原因是　　，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是　　；

（3）该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测得的F′为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案．　　．

40．（2017•惠州三模）在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案．操作如下：

（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应　　（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹　　为止．

（2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m　　M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）．

（3）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象．若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=　　kg．

41．（2016•江西二模）在水平固定的长木板上，小潘用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，实验装置如图

（1）所示（打点计时器、纸带图中未画出）．实验过程中小潘用不同的重物P分别挂在光滑的轻质动滑轮上，使平行于长木板的细线分别拉动长木板上的物体A、B由静止开始加速运动（纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略），实验后进行数据处理，小潘得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图象分别如图

（2）中的A、B所示，

（1）（多选题）由图甲判断下列说法正确的是　　

A．一端带有定滑轮的长木板不水平也可以达到实验目的

B．实验时应先接通打点计时器电源后释放物体

C．实验中重物P的质量应远小于物体的质量

D．弹簧秤的读数始终为重物P的重力的一半

（2）小潘仔细分析了图乙中两条线不重合的原因，得出结论：

两个物体的质量不等，且mA　　mB（填“大于”“等于”或“小于”）；两物体与木板之间动摩擦因数μA　　μB（填“大于”“等于”或“小于”）．

42．（2017•南长区校级学业考试）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．

（1）在平衡摩擦力后，挂上砝码盘，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（图中已标出），该小车的加速度a=　　m/s2．（结果保留两位有效数字）

（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（如图丙所示）．

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：

②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是　　

A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大．

43．（2016•中山市校级模拟）在探究加速度与力、质量关系的实验中，采用如图甲所示的装置．

（1）实验过程中，电火花计时器应接在　　（选填“直流”或“交流”）电源上．

（2）某小组在探究“质量一定时，加速度与合力成正比”的实验中，测出多组数据，作出了如图乙所示的图象，已知实验过程中细线与木板始终保持平行，则图线没有过坐标原点的原因可能是　　，图线上部弯曲的原因可能是　　．

（3）如图为实验中打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度的大小a=　　m/s2（保留两位有效数字）．

44．（2016•衡水校级一模）“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F，通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图（b）所示．

（1）图线　　（填“①”或“②”）是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；

（2）在轨道水平时，小车运动的阻力Ff=　　N；

（3）图（b）中，拉力F较大时，a﹣F图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是　　．

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动

B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量

C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验．

五．解答题（共16小题）

45．（2013•天津）某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系．

①下列做法正确的是　　（填字母代号）

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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

②为使砝码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，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量　　木块和木块上砝码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）

③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力