高中物理人教版 (2019)必修 第一册实验：探究加速度与力、质量的关系巩固练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册实验：探究加速度与力、质量的关系巩固练习，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1.某组同学用如图所示的装置，采用控制变量法，来研究在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要或不正确的有（ ）
①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是在塑料桶中添加砝码，使小车能匀速滑动
③每次改变小车受到的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源
A.①③⑤ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④⑤
2.如图甲所示为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）探究加速度与物体受力的关系”的实验装置。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（如图乙所示），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
3.图1是“探究小车加速度与所受合外力的关系”的实验装置图。甲、乙两名同学用该装置得到加速度a与拉力F的关系如图2所示。下列分析正确的是（ ）
A．细绳拉力等于槽码的重力
B．实验过程中应先释放小车再接通电源
C．甲图上端弯曲的原因是所挂槽码质量太大
D．乙同学平衡小车阻力时木板右端垫得过高
4.一位同学利用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度a与力F的关系。另一位同学在图甲实验装置中的小车上固定一个力传感器（如图乙）来完成实验。下列关于实验操作的说法中正确的是（ ）
A.图甲实验中，小车由静止开始运动后所受拉力大小等于所挂槽码的重力
B.图甲、图乙两个实验中，为得到质量一定时a与F成正比，都需要平衡摩擦力
C.图乙实验中，木板水平时，力传感器上的读数等于小车所受合力的大小
D.图乙实验中，所挂槽码的质量应远小于小车的质量
5.在探究“加速度a与m质量关系”的实验中，甲、乙、丙、丁四个小组分别保持合力F1、F2、F3、F4不变，测得若干组数据，并得到如图所示的1、2、3、4四条曲线。转换成a−1m图像是四条过原点的直线。则合力最大的是（ ）
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A.平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂
B.实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量
C.实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受阻力
7.某同学在做“探究加速度与力和质量的关系”实验时，采用了课本上案例的装置，由于没有考虑重物的质量，结果得到的a−1m图像可能是下图中的哪一个？（ ）
A． B．
C． D．
8.某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图乙所示。对图线未经过原点O的原因分析，可能正确的是（ ）
A.平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高
B.未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力
C.实验过程中先释放小车后通电
D.小车质量未远大于砂和砂桶的总质量
9.在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学做了如图所示的实验改进，用力传感器来测量细线中的拉力大小。实验改进后，下列说法正确的是（ ）
A.本实验不需要进行阻力补偿
B.力传感器的示数等于砂和砂桶的总重力
C.砂和砂桶的总质量需远小于小车质量
D.小车受到的合力等于力传感器示数的2倍
10.如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车，放在水平桌面上，前端各系一条轻细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细绳用黑板擦固定，抬起黑板擦，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，按下黑板擦，两小车同时停止运动。实验中补偿阻力后，可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力，也可以通过增减小车上的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如表所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．研究小车的加速度与合外力的关系可以利用第1、2、3三次实验数据
B．研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用第2、3、6三次实验数据
C．研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用第4、5、6三次实验数据
D．可以通过比较两个小车的位移来比较两个小车的加速度大小
二、多选题
11.如图是探究加速度与力、质量的关系的实验方案之一，通过位移的测量来代替加速度的测量，即 a1a2=x1x2，这种替代成立的操作要求是（ ）
A.实验前必须先平衡摩擦力
B.必须保证两小车的运动时间相等
C.两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动
D.拉小车的细绳应保持水平
12.某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列做法正确的有（ ）
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在木块上
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
三、非选择题
13.为了探究物体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。其中与轻滑轮相连的小车的质量为 M，砂和砂桶的质量为 m（未知量且可改变），力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
实验过程如下：
①调节长木板使之水平；
②使细绳水平，调节砂桶中砂的质量，当纸带打下间隔均匀的点时，力传感器的示数为 F0；
③更换纸带，增加砂桶中砂的质量，记录力传感器的示数为 F，取下纸带；
④重复步骤③，多次进行实验。
根据以上实验操作回答下列问题：
（1）实验过程中，小车与木板之间的滑动摩擦力大小为________；
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出砂桶的加速度为________m/s2（计算结果保留两位有效数字）；
（3）传感器的示数为 F，小车的加速度为 a，根据多次实验得到的数据作出的 a−F 图像可能是下图中的________。
14.某同学用带有滑轮的长木板、小车、打点计时器、砂和砂桶等，做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。
（1）图甲为其安装的实验装置，在该装置中有一处明显的错误，是________处（选填“a、b、c、d”）；
（2）纠正错误后，正确实验中打出了一条纸带，从比较清晰的点开始，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个点没有标出，测出各计数点到A点的距离，如图乙所示。已知打点计时器工作电源的频率为50Hz，则此次实验中打C点时小车运动的速度 vC=________m/s，小车的加速度 a=________m/s2（结果保留两位有效数字）；
（3）实验时改变桶内砂的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度，根据测得的多组数据画出 a−F 关系图像，如图丙所示。图线的上端明显偏离直线，造成此现象的主要原因是________。
15.某同学设计了一个“探究加速度 a 与物体所受合力 F 及物体质量 m 的关系”的实验，如图甲所示为实验装置简图（交流电源的频率为50Hz）。
（1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2（结果保留两位有效数字）；
保持砂和砂桶的质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的 1m 数据如下表。请在图丙所示的坐标纸中画出 a−1m 图线，由图线可得小车的加速度 a 与质量的倒数 1m 之间的关系式为________；
（3）保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，其主要原因是________。
一、单选题
1.B
2.C
3.C
4.B
5.A
6.D
7.B
8.B
9.D
10.B
二、多选题
11.BC
12.AD
三、非选择题
13.（1）2F0
（2）2.0
（3）A
14.
（1）b
（2）0.64；1.9
（3）砂和砂桶的总质量不再远小于小车的质量
15.
（1）3.2
（2）；a=12m
（3）未平衡小车运动过程中受到的摩擦力（或平衡摩擦力不足）
实验次数
小车1
总质量
m1/g
小车2
总质量
m2/g
小车1
受合力
F1/N
小车2
受合力
F2/N
小车1
位移
x1/cm
小车2
位移
x2/cm
1
500
500
0.10
0.20
20.1
39.8
2
500
500
0.10
0.30
15.2
44.5
3
500
500
0.20
0.30
19.8
30.8
4
250
500
0.10
0.10
39.7
20.0
5
300
400
0.10
0.10
20.3
15.1
6
300
500
0.10
0.10
30.0
18.0
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/(m∙s−2)
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
1m/kg−1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60