07探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系-高考沖刺100天力學(xué)實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)突破(原卷版)

1、07探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系-高考沖刺100天力學(xué)實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)突破1為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為傳感器和小車的質(zhì)量，m為砝碼和砝碼盤的質(zhì)量，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小，打點(diǎn)計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。(1)下列實(shí)驗(yàn)中相關(guān)操作不正確的是（_）。A平衡摩擦力時，一定應(yīng)先將砝碼盤用細(xì)線繞過定滑輪系在小車上B平衡摩擦力時，小車后面應(yīng)固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計時器C為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量MD平衡摩擦力后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，滑輪與小車之間的細(xì)繩應(yīng)與木板保持平行E小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器，且先釋放小車再接

2、通打點(diǎn)計時器的電源(2)該同學(xué)從所打的幾條紙帶中選取了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖。圖中A、B、C、D、E、F是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出。由圖中的數(shù)據(jù)可知，小車運(yùn)動的加速度a=_m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。2圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)在平衡摩擦力的過程中，若所有的操作均正確，打出的紙帶如圖乙所示，根據(jù)紙帶點(diǎn)跡可判斷應(yīng)適當(dāng)_（填“減小”或“增大”）木板的傾角，直至小車勻速運(yùn)動；(2)平衡摩擦力后，當(dāng)滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量m的條件時，小車所受的合外力可近似為鉤碼的重力。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)所掛鉤碼數(shù)量一定時，研究小車加速度a與其質(zhì)量M

3、的關(guān)系，由于未滿足上述質(zhì)量條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的圖象可能是_；A B C D(3)圖丙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，紙帶上有七個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間有4個點(diǎn)未標(biāo)出，經(jīng)測量：xAB=4.21cm、xBC=4.63cm、xCD=5.04cm、xDE=5.50cm，xEF=5.92cm，xFG6.35cm。已知工作電源的頻率為50Hz，則小車的加速度a=_m/s2。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）3某實(shí)驗(yàn)小組做“探究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，先采用如圖甲所示的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方案，處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)誤差比較明顯。該小組經(jīng)過分析討論，對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，采用如圖乙所示實(shí)驗(yàn)方案，具體實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A掛上托盤和砝碼

4、，調(diào)整墊塊位置，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；B取下托盤和砝碼，用天平測出其總質(zhì)量為m，查出并記錄當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭；C把小車放回木板上原位置，讓小車沿木板加速下滑，測出其下滑的加速度a；D改變砝碼質(zhì)量和墊塊位置，多次測量m和a，通過作圖可得到aF的關(guān)系。(1)比較甲、乙兩實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)時需要滿足條件Mm的實(shí)驗(yàn)方案是_（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；(2)采用乙實(shí)驗(yàn)方案，在作aF關(guān)系時，小車受到的合外力F=_；(3)在一次實(shí)驗(yàn)操作中，獲得如圖丙所示的紙帶，A、B、C、D、E為計數(shù)點(diǎn)，其中相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間均有四個點(diǎn)未畫出，所用交變電源的頻率為50Hz，則在打下C點(diǎn)時小車的速度大小vC=

5、_m/s，由紙帶可求得小車運(yùn)動的加速度a=_m/s2（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。(4)圖丁是該小組先后采用甲、乙兩個實(shí)驗(yàn)方案描繪出的aF關(guān)系圖象，圖象中_ （選填或）是乙實(shí)驗(yàn)方案得到的aF關(guān)系圖象。4“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。圖中小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，小車后面固定一條紙帶，紙帶穿過電磁打點(diǎn)計時器，計時器接50Hz交流電。(1)小車運(yùn)動時受到的拉力近似等于鉤碼的總重力，應(yīng)滿足的條件是_。(2)實(shí)驗(yàn)過程中某學(xué)生由于疏忽沒有平衡摩擦力，他測量得到的a-F圖象，可能是圖乙中的圖線_（選填“A”“B”或“C”）。(3)圖丙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，其中0、1、

6、2、3、4是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，打“3”計數(shù)點(diǎn)時小車的速度大小為_m/s，由紙帶求出小車的加速度的大小為a_m/s2。（計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）5用圖甲所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時保持小車（含車中重物）的質(zhì)量M不變，細(xì)線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F，用打點(diǎn)計時器測出小車運(yùn)動的加速度a。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是_；A實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行B平衡摩擦力時，在細(xì)線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻速下滑C每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車，

7、后接通打點(diǎn)計時器電源(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間都有4個點(diǎn)跡未標(biāo)出，測出各計數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz，則相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間對應(yīng)的時間間隔_s，打B點(diǎn)時小車的速度_m/s，小車的加速度_；（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字）(3)改變細(xì)線下端鉤碼的個數(shù)，得到a-F圖象如圖丙所示，造成圖線上端彎曲的可能原因是不滿足小車總質(zhì)量_（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”） 鉤碼總質(zhì)量。6如圖所示，為探究“加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，請完成以下問題：(1)實(shí)驗(yàn)中小車和木板間存在摩擦，為了設(shè)法排除摩擦的

8、影響，可采用將木板一端墊高的方法來實(shí)現(xiàn)，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將圖中木板_側(cè)（填“右”或“左”）墊高，從而達(dá)到平衡摩擦力；(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)測量的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線如圖（a）所示，此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的原因是_；(3)若在原裝置中的P處加裝一個力傳感器，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到的a-F圖線與圖（a）中的圖線相比，會有什么不同：_；(4)保證小車質(zhì)量不變，探究加速度與所受力的關(guān)系時，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)，畫出Fa圖像如圖（b）所示，那么該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題最可能的是_。A平衡摩擦力過度B平衡摩擦力不足7在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)

9、驗(yàn)中，某組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)在本實(shí)驗(yàn)中，先保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種研究方法叫做_；A控制變量法 B等效替代法 C理想化方法 (2)本實(shí)驗(yàn)在平衡摩擦力后，由于用砝碼桶與砝碼的重力代替繩子拉力，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差。若考慮到該誤差的存在，在保持小車質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系時，做出a隨F變化的關(guān)系圖象接近下圖中哪一個_（選填“A”“B”“C”）(3)已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為0. 02s，在一條記錄小車運(yùn)動的紙帶上，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)（中間有四個點(diǎn)未畫出），相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為_s，分別標(biāo)為1、2、3、4、5，如圖乙所示。經(jīng)

10、測量得各相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離分別為2. 98cm、3. 85cm、4. 70cm、5. 55cm，則小車運(yùn)動的加速度大小a=_m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。8學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。(1)電火花打點(diǎn)計時器應(yīng)使用（_）A8V交流電源B8V直流電源C220V交流電源D220V直流電源(2)為平衡摩擦力，將長木板的右端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在_（選填“掛”或“不掛”）砝碼盤且_（選填“拖動”或“不拖動”）紙帶時能沿木板勻速運(yùn)動。(3)實(shí)驗(yàn)時保持砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是（_）A減小摩擦力對小車的影響B(tài)小車所受的拉力近似等于小車所受

11、的合力C小車所受的拉力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力D保證小車運(yùn)動的加速度不超過當(dāng)?shù)刂亓铀俣?4)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=_m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(5)一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F 圖像如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線不過原點(diǎn)，原因可能是_。9某同學(xué)利用圖示裝置做“探究加速度與物體所受合力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個光電門1.2，滑塊上固定一遮光條，通過繞過兩個滑輪的細(xì)繩與彈簧秤相連，實(shí)驗(yàn)時改變鉤碼的質(zhì)量，讀出彈簧秤的示數(shù)F，不計細(xì)繩

12、與滑輪之間的摩擦力。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖，實(shí)驗(yàn)中_（填“需要”或“不需要”）保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量；滑塊（含遮光條）的加速度_（填“大于”“等于”或“小于”）鉤碼的加速度。(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時，未掛細(xì)繩和鉤碼接通氣源，推一下滑塊使其從軌道右端向左運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間，該同學(xué)疏忽大意，未采取措施調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，繼續(xù)進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)步驟（其他實(shí)驗(yàn)步驟沒有失誤），則該同學(xué)作出的滑塊（含遮光條）加速度a與彈簧秤拉力F的圖像可能是_（填圖像下方的字母）。(3)若該同學(xué)作出的a-F圖像中圖線的斜率為k，則滑塊（含遮光條）的質(zhì)量為_。10某實(shí)驗(yàn)興趣小組在做“探究加速

13、度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：(1)把木板的一側(cè)墊高，以補(bǔ)償打點(diǎn)計時器對小車的阻力及其他阻力。調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板勻速運(yùn)動；(2)用細(xì)線將槽碼和小車連接起來，裝好紙帶，調(diào)整好裝置；(3)保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個數(shù)可以成倍地改變小車所受的拉力，與此相對應(yīng)，處理紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度；(4)保持小車受到的拉力不變，通過增減小車中的重物改變小車的質(zhì)量，與此相對應(yīng)處理紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度。操作過程中，實(shí)驗(yàn)小組把整個實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)都記錄在下表中。數(shù)據(jù)是按加速度的大小排列的，其中有兩個加速度數(shù)據(jù)模糊不清（表中的空格）。

14、0.290.860.340.140.360.390.290.610.480.190.360.530.240.360.290.410.710.290.360.810.290.310.340.360.94請回答下列問題：(1)如果模糊的加速度數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值分別是_和_；(2)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)上表數(shù)據(jù)在和圖中已分別描繪出四個點(diǎn)，請描繪出余下的點(diǎn)并畫出完整的圖像；（_） (3)綜上，實(shí)驗(yàn)小組可以得出的結(jié)論是_。11為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，某同學(xué)使用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小車與其上鉤碼的總質(zhì)量為，槽碼的質(zhì)量為。打點(diǎn)計時器接在頻率為的交流電源上?；卮鹣铝袉栴}：(1)某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如

15、圖所示。從比較清晰的點(diǎn)起，每隔4個打印點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，計數(shù)點(diǎn)分別標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6，可得小車運(yùn)動的加速度_（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(2)對實(shí)驗(yàn)中“補(bǔ)償阻力”的理解，下列說法正確的是_A補(bǔ)償阻力要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，使小車在槽碼的牽引下，小車能拖著紙帶沿長木板勻速運(yùn)動B補(bǔ)償阻力要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是：反復(fù)調(diào)節(jié)長木板的傾斜度，輕推小車后，小車在沒有槽碼牽引時能拖著紙帶沿長木板勻速運(yùn)動C完成一組實(shí)驗(yàn)后，再次改變小車上的鉤碼，需要重新補(bǔ)償阻力D完成一組實(shí)驗(yàn)后，再次改變小車上的鉤碼，不需要重新補(bǔ)償阻力(3)若取，改變的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下的取值不合適的一個是_。A B C D(

16、4)為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，在測得需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，下列操作中選出符合“探究”要求所需要的步驟及正確的順序排列_。A作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測與的關(guān)系B作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測與的關(guān)系C作圖像，對與關(guān)系的猜測進(jìn)行檢驗(yàn)D作圖像，對與關(guān)系的猜測進(jìn)行檢檢E. 檢驗(yàn)正確，得出與關(guān)系的結(jié)論12某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)該同學(xué)進(jìn)行平衡摩擦力的操作如圖甲所示，其中存在錯誤或不妥之處是_（寫出一處即可）。(2)如圖乙是該同學(xué)經(jīng)正確操作后獲得的一段紙帶。已知實(shí)驗(yàn)所用交流電源的頻率為，則計數(shù)點(diǎn)3的速度大小約為_（保留三位有效數(shù)字）。(3)實(shí)驗(yàn)時，某同學(xué)經(jīng)過操作后

17、作出的小車加速度a與細(xì)繩拉力F之間的圖像如圖丙所示。此圖線未過原點(diǎn)的原因可能是_，此圖線后半部分明顯彎曲的原因可能是_。A未平衡摩擦力 B未計入槽碼盤的質(zhì)量C所掛槽碼的總質(zhì)量太大 D所用小車的質(zhì)量太大13如圖所示為”探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計時器相連，計時器接50Hz交流電小車的質(zhì)量為，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為。（1）下列說法正確的是_A為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛小盤（及砝碼）的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動B每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力C本實(shí)

18、驗(yàn)應(yīng)遠(yuǎn)大于D在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作圖像（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為，且間距、已量出，則計算小車加速度的表達(dá)式為=_；（3）某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度與砝碼重力的圖象如圖所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度，則小車的質(zhì)量為_kg，小盤的質(zhì)量為_kg。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）14如圖甲所示，某同學(xué)將力傳感器固定在木板上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來測量繩對木塊的拉力，探究木塊及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系。(1)為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦。李雷同學(xué)平衡摩擦力時是這樣操作的：將木塊靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，直到木塊由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這