2025年高考物理一轮总复习考点培优训练 (18).doc

提能训练练案[18]

1．用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)除了图中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________(选填正确选项的字母)。

A．秒表 B．天平(含砝码)

C．弹簧测力计 D．刻度尺

(2)实验前平衡阻力的做法是：把实验器材安装好，先不挂沙桶，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板不带滑轮一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做________运动。

(3)为使沙桶和沙的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是沙桶及沙的总质量________小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)

(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB＝________m/s。多测几个点的速度作出v－t图像，就可以算出小车的加速度。

(5)为探究加速度和力的关系，要保证________的总质量不变，改变沙桶内沙的质量，重复做几次实验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。

(6)在探究加速度与力的关系时，该同学根据实验数据作出的a－F图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是________。

A．不通过坐标原点可能是因为平衡阻力不足

B．不通过坐标原点可能是因为平衡阻力过度

C．图线BC段弯曲可能是沙桶及沙的总质量未满足远小于小车总质量的条件

D．图线BC段弯曲可能是沙桶及沙的总质量未满足远大于小车总质量的条件

(7)在探究加速度与质量的关系时，要保证沙和沙桶的质量不变。若沙和沙桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第(3)问中的条件，且已正确平衡阻力，由实验数据作出a－eq\f(1,M＋m)图线，则图线应如图中的________所示(选填正确选项的字母)。

[答案](1)BD(2)匀速直线(3)远小于(4)0.44(5)小车(6)AC(7)C

[解析](1)利用天平测量质量，利用打点计时器可以计时，打出的纸带需测量长度求加速度，所以需要天平和刻度尺，A、C错误，B、D正确。

(2)平衡阻力时应使小车拖动纸带在木板上做匀速直线运动。

(3)为了使沙桶及沙的重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需要使沙桶及沙的总质量远小于小车的总质量。

(4)由某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间运动过程的平均速度，可得vB＝eq\f(AC,2T)＝eq\f(?13.30－4.50?×10－2,0.2)m/s＝0.44m/s。

(5)探究加速度与力的关系时，需要保持小车的总质量不变。

(6)从题图丙可以看出，图像不过原点，即当F为某一值时，加速度却为零，所以是未平衡阻力或平衡阻力不足，故A正确，B错误；随着拉力F增大(即沙桶及沙的重力增大)，已经不满足沙桶及沙的总质量远小于小车总质量的条件，造成BC段弯曲，故C正确，D错误。

(7)在探究加速度与质量的关系时，由于平衡了阻力，所以图像过原点，且分别对小车和沙桶及沙受力分析，由牛顿第二定律可得mg－FT＝ma，FT＝Ma，联立解得mg＝(M＋m)a，整理得a＝eq\f(mg,M＋m)，因为保证了沙和沙桶的质量不变，所以由实验数据作出a－eq\f(1,M＋m)图线，不会发生弯曲，故选C。

2．(2024·浙江卷改编)如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

(1)该实验过程中操作正确的是________。

A．平衡阻力时小车未连接纸带

B．先接通打点计时器电源，后释放小车

C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行

(2)在小车质量________(填“远大于”或“远小于”)槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为________(填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差，下列可行的方案是________。

A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车

B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器

C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小

(3)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、…、x6。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式v＝____________；小车加速度的表达式是____________。

A．a＝eq\f(x6－2x3,?15T?2)

B．a＝eq\f(x6－2x3,?3T?2)

C．a＝eq\f(x5＋x4－