高中物理人教版 (新课标)必修12 实验：探究加速度与力、质量的关系同步达标检测题

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A级 基础巩固题
1．为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是
( )
A．控制变量法 B．假设法
C．理想实验法 D．图象法
答案：A
2．在某次探究加速度和力的关系的实验中，某人得到的a－F图象如右图所示，从这个实验图象可以得到的结论中正确的是
( )
A．这些点并不全是在一条通过原点的直线上，因此，不能认为当m一定时，a与F成正比
B．在实验中总是会出现误差的，这些点偏离这条过原点的直线的原因，可能是误差造成的，如果没有误差，这些点是不会偏离该直线的．因此可以认为：当m一定时，a与F成正比
C．当m一定时，a与F成正比这条规律应该不会错．实验得的结果与该规律不符合是实验做错了
D．上述说法都是错的
答案：B
解析：实验中误差是不可避免的，所以总会存在一些偏差．
3．如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6V，G是电键，请指出图中的三处错误：
(1)__________________________；
(2)__________________________；
(3)__________________________．
答案：见解析
解析：(1)B接滑块的细线应水平(或与导轨平行)
(2)C滑块离计时器太远
(3)E电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电
4．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，画出了如图所示的三条图线，这三条图线表示实验中的__________不同．
答案：小车的质量
5．在探究物体的加速度与力、质量的关系时，下列说法中正确的是
( )
A．同时测出物体的质量、加速度和力，能容易发现三者之间的关系
B．保持物体的质量不变，一定要测出加速度的数值，才能找出加速度与力的关系
C．可以利用物体做自由落体运动来探究加速度与质量的关系
D．如果加速度与力的图象是一条过原点的倾斜直线，则加速度与力成正比
答案：D
解析：判断三个量之间的关系时，应控制一个量不变，来探究另两个量之间的关系，即采取控制变量法，A错；本实验只是探究两个量之间的关系，只要找到二者之间的比例关系即可，不一定要测出加速度的具体数值，B错；自由落体运动加速度g＝a；不随质量而变化，C错．
6．在探究加速度与力、质量的关系的实验中备有下列器材：
A．打点计时器 B．天平 C．秒表 D．低压交流电源 E．电池 F．纸带 G．细绳、砝码、小车、小盘 H．薄木板 I．装有沙的小桶
其中多余的器材是__________________．
缺少的器材是______________________．
答案：C、E 毫米刻度尺、带滑轮的长木板．
7．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．为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量
B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高
C．实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差
D．实验结果采用a－eq \f(1,m)坐标作图，是为了根据图线直观地作出判断
答案：ABCD
解析：小车做匀加速运动所需要的拉力与小盘和砝码的重力并不相等，但当小车的质量比小盘和砝码的质量大得多时，二力是近似相等的；在实验中我们还要平衡掉摩擦力，以减小实验误差；采用描点法作图象使测出的点尽可能地对称分布于直线两侧，就是一种平均，根据图象我们可以更加直观地判断出物理量之间的比例关系．
B级 能力提升题
8．如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是
( )
A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
答案：AD
解析：题图甲，当F＝0时，小车就有了加速度，可见是长木板倾角过大．题图乙，当eq \f(1,m)→0时，小车质量很大，这时一开始小车的加速度不为零，说明使小车下滑的力已大于最大静摩擦力，也是长木板倾角过大．同理，题图丙、丁都是因为长木板倾角过小．故A、D正确．
9．某同学用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，当小车的质量一定时，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表：
(1)根据表中数据，在如图所示的坐标系中作出图象．
(2)图线存在截距，其原因是____________________．
(3)由图象可得出的结论是____________________．
答案：(1)如图所示 (2)桌面与小车之间存在摩擦力作用 (3)在物体质量一定时，加速度与受到的合外力成正比．
解析：①小车产生加速度的力来自砝码盘通过细线和定滑轮产生的拉力．②桌面与小车间的摩擦力不可避免，可以考虑抬高桌子的右端以抵消摩擦力．
10．同学们在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时：
(1)甲同学为了使小车受到的合外力等于小桶和砂的总重量，他采用如下两个措施：
①平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
②调整砂的多少，使砂和桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.
请问：以上哪一个措施中有重大错误？
(2)乙同学在实验中，他保持小车及砝码总质量M不变，反复改变砂的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力(小桶及砂的总重量mg)与加速度的比值略大于小车及砝码总质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？
答案：(1)①中平衡摩擦力时．不应用小桶拉动小车做匀速运动，应让小车带动纸带下滑来平衡摩擦力即可；(2)由于未满足m≪M，拉小车的合外力F＜mg，因此，M＝eq \f(F,a)＜eq \f(mg,a).
11．甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时，(使用右图所示的装置)，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，分别得出如下图中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－1/M图线，则下列说法中正确的是
( )
A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m
B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m
C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大
D．甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
答案：ACD
解析：因为图象甲和乙中都是直线，说明满足小车质量和车上砝码质量之和M远远大于砂及砂桶的总质量m，丙图象经过坐标原点，说明平衡摩擦力比较到位．
C级 高考模拟题
12．(2009·江苏)“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)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，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．该小车的加速度a＝__________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
请根据实验数据作出a－F的关系图象．
(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．
答案：(1)0.16(0.15也可) (2)(见图)
(3)未计入砝码盘的重力本题主要考查“探究加速度与质量、物体受力的关系”这一探究性实验，题中用到的知识点有纸带的处理、表格数据的处理以及图象问题．意在考查考生对实验的探究能力，以及熟练运用学过知识处理问题分析问题的能力及绘图的能力．根据Δs＝aT2可计算小车的加速度，a＝0.16m/s2，运用表格中给出的数据可绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力．
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/(m·s－2)
0.10
0.23
0.27
0.40
0.49
砝码盘中砝
码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a
(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70