- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

北京市通州区潞河中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷

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，非线性区间。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。

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

举一反三

用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：

实验小组利用图1来探究：“探究加速度与力、质量的关系”．

①实验中使用的电火花计时器，应接{#blank#}1{#/blank#}电源．

A．交流4﹣﹣﹣6V B．交流220V

②在的实验中，得到一条打点的纸带，如图3所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，则：小车加速度的表达式为a={#blank#}2{#/blank#}．

③消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用小吊盘的总重力代替小车所受的拉力，则：小吊盘的m与小车总质量M之间应满足的关系为{#blank#}3{#/blank#}．

④在实验中，甲、乙两位同学根据实验数据画出如图2所示的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是{#blank#}4{#/blank#}．

A．实验前甲同学没有平衡摩擦力

B．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了

C．实验前乙同学没有平衡摩擦力

D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了．

某实验小组利用图1示的装置探究加速度与力、质量的关系．

①下列做法正确的是{#blank#}1{#/blank#}

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量{#blank#}2{#/blank#}木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”“远小于”或“近似等于”）

③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲、μ_乙，由图可知，m_甲{#blank#}3{#/blank#}m_乙， μ_甲{#blank#}4{#/blank#} μ_乙．（选填“大于”“小于”或“等于”）

用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律．

如图甲所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图．图（a）中A为小车，质量为 $\text{[math]}$ ，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上．P的质量为 $\text{[math]}$ ，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出洲力计不同读数F，不绳与滑轮之间的摩擦．

某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系．图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行，拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小，打点计时器所接电源的频率为 $\text{[math]}$ ．

（1）关于本次实验的注意事项，下列说法正确的是{#blank#}1{#/blank#}。

A．实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

B．实验时为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高

C．实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车

（2）正确完成实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出 $\text{[math]}$ 点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#} $\text{[math]}$ ，小车的加速度大小 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）。

（3）正确完成实验操作后，改变砂和砂桶的总质量，得到多组拉力传感器示数 $\text{[math]}$ 和对应的小车加速度大小 $\text{[math]}$ ，以 $\text{[math]}$ 为横轴、 $\text{[math]}$ 为纵轴作出 $\text{[math]}$ 图像，该图像的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}（用 $\text{[math]}$ 表示）。

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