2024-2025高中物理人教版必修专题4.2探究加速度与力、质量的关系 同步练习（解析版）.docx

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4.2探究加速度与力、质量的关系同步练习

一、实验题

1．（2023·浙江南湖·高一期中）电火花计时器和电磁打点计时器都是一种计时的仪器，均使用交流电源，若电源的频率为50Hz时，它们每隔______s打一个点?

（1）实验开始时，应该先______再______（填“释放纸带”或“接通电源”）

（2）实验时，牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间______（填“有”或“没有”）影响?

（3）在做“探究加速度与力?质量的关系”实验中：

a．下列仪器需要用到的是______（多选）；

A．B．C．D．

b．下列说法正确的是______（多选）；

A．拉小车的细线应与长木板平行

B．纸带与小车相连端的点迹较疏

C．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡

D．增加小车质量时，需要重新平衡摩擦力

c．如图所示为一次记录小车运动情况的纸带?图中A?B?C?D?E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s?

①D点的瞬时速度大小为______m/s；

②运动小车的加速度大小为______m/s2?（要求保留3位有效数字）

【答案】0.02接通电源释放纸带没有ADAC1.583.53

【详解】

[1]若电源的频率为50Hz时，其周期为

则它们每隔打一个点。

（1）[2][3]打点计时器的操作步骤是先接通电源再释放纸带。

（2）[4]实验时，牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间没有影响。

（3）a．[5]做“探究加速度与力?质量的关系”实验中，需要测加速度与质量，所以需要打点计时器及天平，则AD正确；BC错误；

故选AD。

b．[6]A．拉小车的细线应与长木板平行，才能保证细线的拉力为小车的合外力，所以A正确；

B．纸带与小车相连端的点迹分布较密，因为小车开始速度较小，所以B错误；

C．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，所以C正确；

D．增加小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，所以D错误；

故选AC。

c．①［7］D点的瞬时速度大小为

②[8]运动小车的加速度大小为

2．（2023·天津南开·高三期中）某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。

（1）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为，实验中每次所用的钩码总质量范围应选__________组会比较合理。（填选项前的字母）

A．B．C．

（2）实验中打点计时器所使用的电源频率为，图乙中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度__________。（结果保留3位有效数字）

（3）改变钩码的个数重复实验，得到加速度与合外力的关系如图所示，分析图丙的图像，可得出实验结论是______________________________。

【答案】A1.11误差允许范围内，质量不变的条件下，加速度与合外力成正比

【详解】

（1）[1]本实验要求钩码质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故A正确；BC错误。

故选A。

（2）[2]打点计时器使用的交流电源频率为，又相邻两个计数点间还有4个点未标出，所以每两个计数点间的时间间隔

根据匀变速直线运动的推论公式

由逐差法可得

（3）[3]根据图像可知，误差允许范围内，质量不变的条件下，加速度与合外力成正比。

3．（2023·甘肃榆中·高三期末）在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，某小组在实验室组装了如图甲所示的装置。滑块及其上所放砝码总质量为M，沙和小桶总质量为m。要完成该实验，请回答下列问题：

（1）实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是___________。

（2）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量m应满足的实验条件是___________；

（3）在满足（2）问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图乙所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为是、、、。己知打点计时器的工作频率为，则打下点C时小车的瞬时速度________，小车的加速度________。（结果保留2位有效数字）

（4）某同学在探究a与F的关系时，作出图线如图所示，该图线不