长春市高考物理一轮专题 第14讲 实验验证牛顿运动定律A卷.docx
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长春市高考物理一轮专题第14讲实验验证牛顿运动定律A卷
长春市高考物理一轮专题：
第14讲实验：
验证牛顿运动定律A卷
姓名:
________班级:
________成绩:
________
一、单选题（共1题；共2分）
1.（2分）（2017高二下·宿迁会考）某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a﹣F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（）
A.摩擦力没有平衡
B.长木板的倾斜角过大
C.小车的质量发生了变化
D.绳子拉力方向没有与长木板平行
二、实验探究题（共12题；共58分）
2.（4分）（2017高一上·太原期末）某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：
（1）
甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示｡
实验次数
物体质量m（kg）
物体的加速度a（m/s2）
物体质量的倒数1/m（1/kg）
1
0.20
0.78
5.00
2
0.40
0.38
2.50
3
0.60
0.25
1.67
4
0.80
0.20
1.25
5
1.00
0.16
1.00
①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象｡________
②由a﹣
图象，你得出的结论为________｡
③物体受到的合力大约为________｡（结果保留两位有效数字）
（2）
乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：
________，小车的质量为________kg．（保留两位有效数字）
3.（4分）（2017·河西模拟）某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系，
（1）
下列做法正确的是
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，将装有砝码的砝码盘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.增减木块上的砝码改变木块的质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）
为使砝码盘及盘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盘及盘内砝码的总质量________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）
某次实验，保持木块所受的合外力相同，测量不同质量的木块在相同的力作用下的加速度，根据实验数据描绘出a﹣m图像如图甲所示，由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定，因此不能确定a与m成反比，紧接着该同学作了a﹣
图像如图乙所示
①根据a﹣
图像是过坐标原点的直线，因此可判断出a与
成________比，即a与m成反比；
②根据图像可以得到物体受到的外力为________ N．
4.（4分）（2017高一上·晋江期末）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供了如图甲所示的实验装置．
①下列做法正确的有________．
A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空桶，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动
B．在砂及桶总质量远小于小车及里面钩码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砂及桶的重力
C．应让砂及桶总质量远大于小车及里面钩码的总质量
D．每次改变砂及桶总质量之后，应重新平衡摩擦力
②有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图乙所示．图线________（选填“A”或“B”）是在长木板水平情况下得到的；小车和长木板间的动摩擦因数μ=________（g取10m/s2）．
5.（5分）（2020·芜湖模拟）如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为
，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g.
（1）下列说法正确的是__________.
A.每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远小于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a和
图象
（2）实验时，D某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的
图象，如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数
________，钩码的质量
________.
（3）实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间间隔是
，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2.
6.（3分）（2017高一上·福州期末）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．
①打点计时器应接入________（填“直流”或“交流”）电源．在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（单位：
cm）．该小车的加速度a=________m/s2．（结果保留两位有效数字）
②平衡摩擦力后，将5个相同的钩码都放在小车上，挂上钩码盘，然后每次从小车上取一个钩码添加到钩码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与钩码盘中钩码总重力F的实验数据如下表：
钩码盘中钩码总重力F（N）
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
加速度a（m•s﹣2）
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据在图丙中作出a﹣F的关系图象________．
根据提供的试验数据作出的a﹣F图线不通过原点，主要原因是________．
③关于这个实验下列说法正确的是________
A．这套装置可以用于验证牛顿第一定律
B．不可能使小车获得任意加速度
C．实验过程中每次添加钩码必须重新平衡摩擦力
D．实验过程应保证钩码和钩码盘的总质量远小于小车质量．
7.（6分）（2017高一下·齐河期末）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：
⑴将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
⑵将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
⑶对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：
由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．
n
1
2
3
4
5
a（m/s2）
0.20
________
0.58
0.78
1.00
⑷利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象________．从图象可以看出：
当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．
⑸利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为________kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s2）．
⑹若以“保持木板水平”来代替步骤
（1），下列说法正确的是________（填入正确选项前的标号）
A．a﹣n图线不再是直线
B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．
8.（2分）（2017高一上·黑龙江期末）如图1所示，为探究“加速度与合力、质量的关系”的实验装置，请完成以下问题：
（1）
本实验先保证小车质量不变，探究加速度与合力的关系；再保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，该实验采用的研究方法为
A.等效替代法
B.控制变量法
C.理想模型法
（2）
实验中小车和木板间存在摩擦，为了设法排除摩擦的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现，则实验中应将图中木板________侧（填右或左）垫高，从而达到平衡摩擦力．
（3）
平衡摩擦力后，若小车的总质量为M，钩码总质量为m（m＜＜M），重力加速度为g，可认为小车释放后受到的合外力大小为________
（4）
该实验中，保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，采用图象法处理数据．为了比较容易地看出加速度a与质量M的关系，应作
A.a﹣M图象
B.a﹣
图象
C.a﹣
图象
D.a﹣M2图象
（5）
保证小车质量不变，探究加速度与所受力的关系时，某同学根据实验得到数据，画出F﹣a图象如图2所示，那么该同学实验中出现的问题最可能的是________
a．平衡摩擦力过度
b．平衡摩擦力不足．
9.（6分）（2017高一上·成都期中）某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．
（1）
实验中，必要的措施是
A.细线必须与木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于砝码的质量
D.将木板的一端适当垫高，使小车在不受拉力作用时能在木板上匀速下滑
（2）
他在实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分记数点如图2所示（每相邻两个记数点之间还有四个点没有画出）．测得s1=3.61cm，s2=4.39cm，s3=5.20cm，s4=6.00cm，s5=6.79cm，s6=7.61cm，则小车的加速度a=________m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB________m/s（结果均保留两位有效数字）．
10.（7分）（2017·江都会考）根据所学知识填空：
（1）
某组同学用如图1所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．下列措施中不需要和不正确的是
A.首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力．
B.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
C.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
D.每次小车的质量要远大于塑料桶的质量
（2）
某组同学根据数据，画出a﹣F图象如图2所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是
A.实验中摩擦力没有平衡
B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.实验中小车质量发生变化
（3）
本实验的基本思路是________．
11.（7分）（2019高三上·深州月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图
（1）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．
（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（b）所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2．
（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持________不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持________不变．
（3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图（c）所示，则
①图中的直线不过原点的原因是________．
②此图中直线发生弯曲的原因是________．
12.（5分）（2016高三上·福建期中）用图（a）的装置“验证牛顿第二定律”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作．
回答下列问题：
（1）
实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是________．
（2）
对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是 （填字母序号）．
A.取下砂和砂桶
B.在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动
C.小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动
D.把长木板有定滑轮的一端垫起适当高度
（3）
在满足实验条件下，某同学得到了如图（b）的图线（M为小车和砝码的总质量），图线在纵轴上截距不为零的原因是________（选填“长木板倾角过大”或“长木板倾角偏小”）．
13.（5分）（2018高一上·城固期末）在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．
（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．小车运动的加速度可直接用公式a＝________求出。
（2）一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这得到的a－F关系图象如图所示，其原因是：
________;。
参考答案
一、单选题（共1题；共2分）
1-1、
二、实验探究题（共12题；共58分）
2-1、
2-2、
3-1、
3-2、
3-3、
4-1、
5-1、
5-2、
5-3、
6-1、
7-1、
8-1、
8-2、
8-3、
8-4、
8-5、
9-1、
9-2、
10-1、
10-2、
10-3、
11-1、
11-2、
11-3、
12-1、
12-2、
12-3、
13-1、
13-2、
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