人教版 (2019)必修 第一册实验：探究加速度与力、质量的关系精品当堂达标检测题

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1．某同学用图甲装置来“探究物体加速度与力、质量的关系”。他将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡阻力。

（1）他用小木块将长木板的右侧垫高来平衡阻力。具体操作是：将木板的一侧适当垫高后，把装有纸带的小车放在木板上，纸带穿过打点计时器，在 （选填“挂”或“不挂”）小桶并且打点计时器打点的情况下，轻轻推一下小车，若小车拖着纸带做 运动，则表明消除了阻力的影响。
（2）在一次实验中，该同学得到如图乙所示的纸带。已知打点计时器所用电源频率为。是纸带上打出的7个连续的点。由此可算出小车的加速度 （结果保留两位有效数字）。

（3）他在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的图像如图丙所示。发现图线不过原点，原因可能是 。

A．木板一端垫得过高 B．忘记了平衡摩擦力
C．砂和小桶的总质量太大了 D．砂和小桶的总质量太小了
（4）另一同学利用如图丁所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光板。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计（图中未画出）记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，遮光板通过第二个光电门B的时间为，两个光电门A、B间距离为，则滑块的加速度表达式为 （用题中字母表示）。

【答案】 不挂 匀速直线运动 A
【详解】（1）[1][2]平衡摩擦力时，不挂小沙桶，但挂上纸带，并且打开打点计时器，如果小车做匀速直线运动，证明平衡好了摩擦力。
（2）[3]根据
可得
（3）[4]由图丙可知，还没有加拉力时，就存在加速度，说明木板一端垫得过高。
故选A。
（4）[5]根据
可得
2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中∶
（1） 某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图甲所示的装置图。请你指出该装置中的两处错误或不妥之处∶
① ；
② 。
（2） 改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。图乙是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a= m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3） 为了保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg，小盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是 。
（4）有两位同学做的图像如丙图，有较大差异，其中一位同学的图像既不过原点，又发生了弯曲，下列原因分析正确的是 （填字母代号）
A．图像不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过大
B．图像不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过小
C．图像发生弯曲，可能是小盘和重物的质量过大
D．图像发生弯曲，可能是小车的质量过大
【答案】 打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源 小车初始位置离打点计时器太远（或实验中没有平衡摩擦力） 0.20 m≪M BC/CB
【详解】（1）①[1]打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源。
②[2]小车初始位置离打点计时器太远（或实验中没有平衡摩擦力）。
（2）[3]由逐差法求加速度
（3）[4]以整体为对象，根据牛顿第二定律可知
绳子对小车的拉力
当时
则
（4）[5] AB．由图示图像可知，图像不过原点，在横轴上有截距，说明小车所受合力小于小盘和重物，这是由于平衡摩擦力时木板倾角太小，平衡摩擦力不足造成的，故A错误，B正确；
CD．当小盘和重物的质量远小于小车质量时可以近似认为小车受到的拉力等于小盘和重物的重力，当小盘和重物的质量过大，不能满足远小于小车质量时，小车受到的拉力明显小于小盘和重物的重力，图像发生弯曲，故C正确，D错误。
故选BC。
3．某组同学计划用如图甲所示的实验装置，探究加速度a与合外力F及小车质量M之间的关系。

（1）为了平衡小车在运动过程中受到的阻力，必须使木板倾斜恰当的角度θ，若小车和木板之间的动摩擦因数为μ，则 μ（选填“>”“