高考物理二轮复习实验题强化训练专题2.2 测动摩擦因数、探究加速度和力与质量的关系（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理二轮复习实验题强化训练专题2.2 测动摩擦因数、探究加速度和力与质量的关系（2份，原卷版+解析版），共32页。试卷主要包含了阿特伍德机是著名的力学实验装置等内容，欢迎下载使用。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是_________。
①缓慢向左拉动木板，保持木块与砝码始终相对桌面静止，读出弹簧测力计的示数
②将木板置于水平实验桌面上，再将木块置于木板上，在木块上放一个砝码
③在木块上增加一个砝码，重复上述实验
④将铁架台置于木板右端桌面上，将弹簧测力计的上端固定于铁架台上方的横杆上，用跨过光滑定滑轮的细线将测力计的挂钩与木块相连
⑤调节下方横杆的高度，使拉木块部分的绳子水平；调节上方横杆相对铁夹的位置，使拉挂钩部分的绳子竖直
（2）实验数据见下表，其中的值可从图乙弹簧测力计的示数读出，则_________N。
（3）请在图丙的方格纸上补齐未画出的数据点，并作出F–m图像_________。
（4）已知重力加速度g取，根据F–m图像可求得μ＝_________N。（结果保留两位有效数字）
（5）实验结束后，小明发现弹簧测力计未校零，测力计未受拉力时指针与0.20N的刻度线对齐.小明是否需要校零后重做实验，并简要说明理由_________。
2．如图甲所示，一端带有定滑轮的水平长木板上有A、B两个光电门，A光电门固定在某位置，B光电门可以沿长木板移动。某兴趣小组利用该装置进行了如下探究：
①砂桶中加入砂子，用天平测出砂和砂桶的质量m，并保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量；
②用跨过定滑轮的轻绳将滑块与砂桶相连，调节滑轮高度使轻绳水平；
③将滑块从紧靠光电门A处由静止释放，读出滑块在两光电门之间的运动时间t0，并测出此时两光电门的距离x；
④改变砂和砂桶的质量m，调节两光电门的距离x，仍将滑块从紧靠光电门A处由静止释放，并使滑块在两光电门之间的运动时间仍为t0，测得m、x的多组数据；
⑤在坐标系中作出的m－x的图像如图乙所示，图线在纵轴的截距为b，在横轴的截距为-c。
已知重力加速度大小为g，若把砂和砂桶所受重力作为滑块受到的拉力，根据图像信息可知：
（1）物块与长木板之间的动摩擦因数为_______，滑块质量为_______。（用所给物理量的字母表示）
（2）动摩擦因数的该测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
3．某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间t，兴趣小组采取了下列步骤：
①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d。
②用天平称量小滑块（包括遮光条）的质量m。
③将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直。
④控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题
（1）螺旋测微器的示数如图乙所示，则d=______mm。
（2）滑块匀速转动的线速度大小可由v=______计算得出。
（3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，对应的线速度大小的平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的滑动摩擦因数μ=______。
（4）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出F—的图像，与图丙中a和b比较，发现a______、b______（填“增大”“减小”和“不变”）。
4．某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量滑动摩擦因数。将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B处固定一个光电门以测量物体通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h高的A处静止释放，测出滑到B点的速度v。改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A到B点的水平距离（即B、C间的距离）L＝0.8m不变。重复实验，最后做出如图乙所示的H-v2图像。
（1）木板倾斜程度更大时，为了保证L不变，滑块下滑到底端B点的位移将______（填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝ ______；
（3）若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图像的斜率将______（填“变大”“变小”或“不变”）。
5．阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和重物B，在重物B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，便于验证规律或者测量物理量。
（1）某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则重物A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为___________m/s（结果保留三位有效数字）；
（2）某同学利用本装置验证“牛顿第二定律”，若重物C的质量为m，重物A、B质量均为M，已知当地的重力加速度为g，若牛顿第二定律成立，则重物A的加速度的表达式为a = __________（用上述物理量表示），若测得多组m及对应的加速度a，在图中描点画线得到如图丙所示图线，若图线与纵轴截距为b，图线的斜率为k，则当地的重力加速度为___________（用图线的斜率或截距表示）。
6．“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验装置如图（a）。
（1）当重物加速向下运动时，小车所受的拉力的大小______（选填“大于”、“等于”或“小于”）重物所受重力的大小。当重物的质量m______（选填“远大于”、“近似于”或“远小于”）小车的质量M时，小车所受的拉力的大小近似等于重物所受重力的大小。
（2）为了减小误差，改进了实验装置，用力传感器直接测量得到小车受到绳子拉力的大小。通过合理的实验步骤，五组同学得到的 a—F 图像如图（b）。根据 a—F 图像中的数据找到小车受力均为 F= 0.12N 时各组的加速度 a，并将各组加速度a及小车质量M的数据填入下表，则表中 X 处的数值为______。利用表中的数据再做 a—M 图像得到一条曲线，为进一步探究加速度a与物体质量 M的关系时，可在下表中补充______（填物理量符号）数据列，再次建立图像。
（3）在探究小车质量M一定时，加速度a与物体受力F的定量关系时，某组同学得到如图（c）所示的 a—F图像，图像不过坐标原点的最可能原因是______，由图像可得小车的质量为______（用图中h、i表示）。
7．某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系”，装置如下图所示。主要实验步骤如下：
A．按图示安装实验装置，适当调节长木板的倾角，以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；
B．调整定滑轮及力传感器相连的细线，使其竖直；
C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶，再由静止释放小车，记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度，并计算出小车的加速度a；
D．在沙桶中加入细沙，多次重复步骤C；
E.根据实验数据在坐标纸上作出的图像。
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量______（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度的______倍。
（3）对于上述实验，下列说法正确的是______
A．本实验小车运动时可以不需要平衡摩擦力
B．使牵引小车的细线要与长木板平行
C．力传感器的示数应为智能手机、沙桶和细沙总重力大小的一半
（4）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像，本实验中不可能出现的图像是______。
A． B． C． D．
8．某实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究小车匀加速运动速度和位移的关系并测量小车（含遮光条）的质量M。以下是该实验的主要步骤：
①实验小组的同学用刻度尺测量出遮光条的宽度d
②挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑；
③取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门并通过计算机记录了挡光时间t；
④改变砝码质量和木板倾角，重复步骤②③，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离L，已知重力加速度为g。
根据实验步骤回答以下问题（结果均用m、k、g、d、L表示）：
（1）根据步骤③可知，小车受到的合外力为___________。
（2）某小组成员通过实验记录的数据作出图像，若已知该图像斜率为k，则小车的质量___________。
实验次数
1
2
3
4
5
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
弹簧测力计的示数F/N
2.15
2.36
2.55
2.93
实验次数
拉力F / N
小车质量M / kg
加速度a / m·s−2
①
0.12
0.1
1.2
②
0.12
0.125
0.96
③
0.12
0.167
0.72
④
0.12
0.25
0.48
⑤
0.12
0.375
X