物理必修 第一册第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系同步训练题

第五章 第2节 科学探究：加速度与力、质量的关系  同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车加速度a与质量m的关系时，下列说法中正确的是(   )
 

A.先释放小车，再接通电源 B.牵引小车的细绳应与长木板保持平行

C.增加小车质量的同时，要增大木板的倾角 D.打点计时器接电源直流输出端

2、(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，当作用力一定时（悬挂的重物或者沙桶重力不变），探究加速度与质量的关系，下列做法正确的是(   )

A.平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

D.小车运动的加速度可从天平测出装沙小桶和沙的质量m以及小车质量M，直接用公式求出

3、(4分)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为钩码的质量，为了保证力传感器的读数为小车所受的合外力，关于实验操作需要进行的是(   )
 

A.在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力

B.在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力

C.所挂钩码的质量尽量大一些

D.所挂钩码的质量尽量小一些

4、(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验的准备阶段，在小车不挂小桶时，先将木板的一端垫起一定髙度。这样做的目的是(   )

A.测量小车运动的加速度 B.平衡摩擦力

C.测量小车运动的速度 D.测量木板倾斜的角度

5、(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中需要进行平衡摩擦的操作，某次平衡摩擦力的操作中，在其他操作均正确的情况下，得到如图所示纸带(纸带左端接小车)，根据纸带所打点迹特征，可知(   )

A.木板倾角过大 B.木板倾角太小 C.木板倾角合适

6、(4分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是(   )

A.打点计时器应使用低压直流电源

B.先接通电源，再释放小车

C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

7、(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置与方案，本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的启动与停止、将测量两车的加速度转换为测量两车的位移，实验中不需要测量的物理量是(   )

A.小车运动的时间  B.小车通过的位移

C.盘和盘中砝码的总质量 D.车和车上重物的总质量

8、(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是(   )

A.将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B.将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动

C.将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D.将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动

二、多选题(共24分)

9、(6分)在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是(   )

A.平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上

B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行

C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动

D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车

10、(6分)如图是某些同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，根据实验数据画出的图像，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.形成图丙的原因是所挂钩码质量远小于小车质量

D.形成图丁的原因是所挂钩码质量与小车质量相当

11、(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列关于实验的思路和数据分析，正确的是(   )

A.实验的基本思路是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系

B.实验的基本思路是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系

C.在处理实验数据时，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比

D.在处理实验数据时，以a为纵坐标，m为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与m成正比

12、(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图乙所示的装置．则下列说法中正确的是(   )

A.在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量

B.在探究加速度与质量的关系时作出图象更容易直观判断出二者间的关系

C.无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小

D.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动

三、计算题(共28分)

13、(14分)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。

(1)实验时，一定要进行的操作是            。

A.为减小误差，实验中一定要保证钩码的质量 m远小于小车的质量M

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力口

C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器 的示数

D.改变钩码的质量，打出几条纸带。

(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带的一部分：是计数 点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），已知打点计时器采用的是频率为 50HZ的交流电，计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的点4的速度为v=                ,加速度a=                (均保留三位有效数字).

14、(14分)在实验小车的质量m —定时，小车的加速度a与合外 力F的关系的有关数据如下表所示。试根据表中数 据回答下列问题。

1. 在坐标纸中画出a-F的关系图。
2. 根据a-F的关系图像，你能得出怎样的结论？

四、实验题(共16分)

15(本题 16 分)某同学为了探究“加速度与力、质量的关系”，设计了如图所示实验装置。

（1）某同学先平衡摩擦力。他将连接小车的纸带穿过打点计时器的限位孔，不挂小盘的小车靠着计时器放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端垫高，然后__________。经多次调整木板倾角，直到观察到打出来的纸带上的点间隔均匀，就说明已经平衡好小车所受的摩擦力。

（2）平衡好摩擦力后，挂上装有重物的小盘，得到如图所示的纸带，已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz，则小车的加速度为__________（保留两位有效数字）。

（3）某同学用小盘和重物的重力作为小车所受的合力F，所得的F与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

（4）最后某同学用他的实验数据绘制了一个图像，发现图像没有过原点，形成的原因可能是_________。

A.小车释放时具有一定的初速度

B.绘制啊图像时，只将小盘中重物的重力作为合力F

C.平衡摩擦力时长木板倾角过大

D.绳子并没有平行于长木板

参考答案

1、答案：B

解析：A、实验时应先接通电源，然后再释放小车，故A错误；

B、若连接砝码盘和小车的细绳与长木板不保持平行，则绳子的拉力分力等于小车的合力，这样导致误差增大，故B正确；

C、平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有，m消掉了，在增加小车质量的同时，不需要改变木板的倾角，即不需要重新平衡摩擦力，故C错误；

D、打点计时器接电源的低压交流输岀端，故D错误。

故选B。

2、答案：B

解析：平衡摩擦力时，不能有牵引力，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误；每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面方向的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；实验时，如果先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通打点计时器电源，待打点稳定后再放开小车，故C错误；小车运动的加速度是利用打点计时器打出的纸带测量得到的，并且本实验的目的是“探究加速度与力、质量的关系”，不能直接用求加速度，故D错误。

3、答案：A

解析：为了保证力传感器的读数为小车所受到的合外力，在未挂钩码时，需要将木板的右端垫高以平衡摩擦力；悬挂后，不需要再次平衡摩擦力，故A正确，B错误；平衡摩擦力后，由于力传感器能直接读出小车所受合外力的大小，则对于所挂钩码的质量没有要求，故C、D错误。

4、答案：B

解析：将木板垫高，是为了平衡摩擦力，保证小车受到的合力等于绳的拉力，故B正确。

5、答案：B

解析：根据纸带上打出的点可知,相邻两点间的距离越来越小,说明小车做减速度运动,故在平衡摩擦力时没有完全平衡,即木板倾角太小,故AC错误,B正确.

6、答案：B

解析：打点计时器应使用交流电源，故A错误；实验中要先接通电源，然后释放小车，故B正确；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故C错误；每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故D错误．故选B

7、答案：A

解析：本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的启动与停止，即两小车同时启动、同时停止，所用时间完全相同，故不用测量小车运动的时间，将测量两车的加速度转换为测量两车的位移，即该实验需要测量两车的位移，在初速度为零的匀变速直线运动中有，若运动时间相等，则位移与加速度成正比，小车的加速度之比；要达到实验目的，还需测量的物理量是两组砝码和盘的总重量(质量)以及小车和车上重物的总质量，A正确，B、C、D错误．

8、答案：C

解析：为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故选C.

9、答案：BCD

解析：在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，所以在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂砝码盘及砝码，故A错误；连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行，故B正确；平衡摩擦力后，应保持木板的倾角不变，所以长木板的位置不能移动，故C正确；因为打点计时器刚接通电源时打点不稳定，因此实验时应先接通打点计时器电源，再放开小车，同时要求开始时小车要靠近打点计时器，才能保证采集到足够的数据，故D正确。

10、答案：AD

解析：题图甲图像中，当时，加速度，说明时，物体受到的合力已不等于零，即平衡摩擦力时长木板倾角过大，使物体重力沿长木板向下的分力大于摩擦力；题图乙中时，m趋于无穷大，在有限的力F下有不为0的加速度，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，即平衡摩擦力时长木板倾角过大；题图丙、丁中图线弯曲的原因均是不满足所挂钩码质量远小于小车质量，钩码重力不近似等于小车所受合力.故B、C错误，A、D正确.

11、答案：ABC

解析：本实验利用控制变量法得到三者的关系，选项A、B、C所述符合实验的思路和要求，故A、B、C正确。在处理实验数据时，应以a为纵坐标，以为横坐标，得到过原点的倾斜直线，说明a与m成反比，故D错误。

12、答案：BD

解析：该实验采用控制变量法，先控制小车的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制砝码盘和砝码的总重力不变，研究加速度与质量的关系，A错误；在探究加速度与质量的关系时作出图象是一条曲线，不能判断出a与m的确切关系，作出图象更容易直观判断出二者间的关系，B正确；小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力才等于砝码盘和砝码的总重力大小，C错误；平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动，D正确．

13、答案：(1)BD; (2)0.314;0.496 (0.495~0.497);
解析：

14、答案：1.a-F的关系图像如图所示a-F的关系图像如图所示
 

2.在小车的质量保持不变时，小车的加速度与合外力成正比

解析：（1）在坐标纸上描点，各点J线性分布，连线时使尽可能多的点在直线上或分布在直线的两侧。（2)由（I)知图线为过原点的直线，故在小车的质量保持不变时，

小车的加速度与合外力成正比。

15、

（1）答案：接通计时器电源，轻推小车

解析：把木板不带滑轮的一端适当垫高，然后接通过打点计时器，轻推小车，使小车沿木板向下做匀速直线运动，则表明摩擦力平衡好了，当然要多次调节垫块的高度，直到纸带上的点迹是均匀的。

（2）答案：2.0

解析：由题意知，两计数点的时间间隔为，由逐差公式求加速
度。

（3）答案：偏大

解析：由于重物带着小车向下做加速运动，重物处于失重状态，所以小盘和重物的总重力大于拉力，故测量值偏大；

（4）答案：BC

解析：从该同学绘制的图象可以看出，当时，小车已经有了加速度。

A、小车的初速度并不影响加速度的测量，故A错误；

B、可能只将小盘中重物的重力作为拉力，则当重物重力为零时，即时，此时小盘仍能提供拉力，小车有加速度，故B正确；
C、平衡摩擦力过度，即倾角过大，也会出现此结果，故C正确；
D、若细绳与木板不平行，则导致拉力变化，得到的是曲线，故D错误。
故选：BC。