- 二一组卷

题型：单选题题类：难易度：普通

北京市第九中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷

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夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，闭合夹子，两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后，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中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示，则下列说法中正确的是（　　）

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	250	250	0.10	0.20	20.1	39.8
2	250	250	0.10	0.30	15.2	44.5
3	250	250	0.20	0.30	19.8	30.8
4	250	500	0.10	0.10	20.0	39.7
5	300	400	0.10	0.10	20.3	15.1
6	300	500	0.10	0.10	30.0	18.0

A、研究小车的加速度与合外力的关系可以利用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2、3、6三次实验数据 C、对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第1次实验中小车1的位移数据和第6次实验中小车2的位移数据进行比较得出 D、通过对表中数据的分析，可以判断出第4次实验数据的记录不存在错误

举一反三

某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验．如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．

某同学验证物体质量一定时加速度与合力的关系，实验装置如图1所示，主要思路是：通过改变悬挂小钩码的质量，改变小车所受拉力，并测得小车的加速度．

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图1所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m₀为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．

为了探究质量一定时加速度与力的关系，小明同学设计了如图所示的实验装置，跨过动滑轮的轻质双线平行于水平桌面。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的总质量(滑轮摩擦及质量不计)。小明改变m的质量，记录了几组数据.

利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时：

某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。

（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。

（2）小车的质量为 $\text{[math]}$ 。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）中图线甲所示。

（3）由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至 $\text{[math]}$ ，重复步骤（2）的测量过程，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）中图线乙所示。

（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间{#blank#}1{#/blank#}，非线性区间{#blank#}2{#/blank#}。再将小车的质量增加至 $\text{[math]}$ ，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示（表中第 $\text{[math]}$ 组数据未列出）。

序号	1	2	3	4	5
钩码所受重力 $\text{[math]}$	0.020	0.040	0.060	0.080	0.100
小车加速度 $\text{[math]}$	0.26	0.55	0.82	1.08	1.36
序号	6	7	8	$\text{[math]}$	15
钩码所受重力 $\text{[math]}$	0.120	0.140	0.160	……	0.300
小车加速度 $\text{[math]}$	1.67	1.95	2.20	……	3.92

（5）请在图（b）中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙{#blank#}3{#/blank#}。

（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量{#blank#}4{#/blank#}时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释：{#blank#}5{#/blank#}。

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