2024-2025学年人教版（2019）高一（上）物理寒假作业（十一）

第1页（共1页）2024-2025学年人教版（2019）高一（上）物理寒假作业（十一）一．选择题（共4小题）1．（2024•甲卷）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a﹣m图像。重力加速度大小为g。在下列a﹣m图像中，可能正确的是（）A． B． C． D．2．（2023秋•东台市期末）用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验，下列操作中正确的是（）A．电火花打点计时器选用4～6V交流电源 B．平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上 C．实验中，释放小车与接通打点计时器需同时进行 D．实验中改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力3．（2023秋•扬州期末）某学习小组用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，下列操作正确的是（）A．固定打点计时器时应调节图中P B．打点计时器通过Q与电源相连 C．当细绳与木板不平行时应调节图中R使细绳与木板平行 D．阻力补偿时应调节图中S使小车能匀速下滑4．（2023秋•蓝田县期末）在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，下列说法中正确的是（）A．平衡摩擦力时，应将重物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，后接通电源 D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条如不满足对探究过程也不会产生影响二．多选题（共4小题）（多选）5．（2024秋•海淀区校级月考）图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个质量相等的小车，放在水平桌面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细线用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。实验中可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的拉力。为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列做法中正确的是（）A．使小盘和砝码的总质量尽可能远大于小车质量 B．用刻度尺测量两小车的位移，通过比较位移来得知加速度大小与力大小之间的关系 C．在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验 D．在两小盘内放置不同质量的砝码，在两小车内放置相同质量的砝码进行实验（多选）6．（2023秋•徐州期中）某同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”的实验。他用悬挂槽码的重力作为小车受到的合力F，改变槽码的重力并相应测出小车运动的加速度a，根据实验数据在坐标纸上描点如图乙所示。将图乙上描的点连线后发现实验误差较大，下列的改进措施合理的是（）A．将轨道下的垫块向左移动一些 B．将轨道下的垫块向右移动一些 C．选用质量更大的槽码进行实验 D．改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F（多选）7．（2023春•阳江期末）学习和研究物理问题需要科学思想方法的指引，对下面列举的物理研究过程采用的思想方法，其中认识正确的是（）A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动后相加，采用了理想化模型的方法 B．把研究对象看成质点，采用了理想化模型的方法 C．探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了理想实验的方法 D．伽利略对自由落体运动进行系统研究，采用了实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法（多选）8．（2023秋•台州期中）关于下列教材中的插图，理解正确的是（）A．A图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像，其斜率就是小车的速度 B．B图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力 C．C图桌面上的装置可以用于观察桌面的微小形变 D．D图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力三．填空题（共4小题）9．（2023秋•海淀区校级月考）为测量物块与瓷砖表面间的动摩擦因数，某实验小组将瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面，瓷砖的另一端固定一打点计时器，接通电源后物块可拖着纸带沿斜面加速下滑。该小组将一条清晰的纸带上取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，纸带数据如图所示，已知sinα＝0.36，cosα＝0.93。由图中数据可得，物块经过D点时的速度大小为m/s，物块沿斜面下滑的加速度大小为m/s2，物块与瓷砖表面间的动摩擦因数为。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取g＝9.80m/s2）10．（2024•北京模拟）某同学做“探究加速度a与拉力F的关系”实验。保持小车的质量不变，改变小车所受的拉力，得到拉力F和加速度a的数据，并在图8坐标系中描出这些数据点。（1）请在图中画出a﹣F图像。（2）由该图像可知，小车的加速度a与它所受拉力F成（选填“正比”或“反比”）。11．（2024•重庆一模）如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系（摩擦已平衡）．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M．（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a﹣F图象，图象是一条过原点的直线．在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异？答：（填“会”或“不会”）．理由是：．（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以为横轴．12．（2023秋•朝阳期末）“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。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。（1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。请选出你认为这样做的目的是（填字母代号）A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰B．为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力C．防止小车在木板上运动过程中发生抖动D．为保证小车最终能够实现匀速直线运动（2）实验中（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量。（3）某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示。用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段的长度。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。由图数据可求得：打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）（4）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图内所示，图线不过原点的原因。A．钩码质量没有远小于小车质量B．平衡摩擦力时木板倾角过大C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力四．实验题（共8小题）13．（2023秋•郫都区校级期末）某兴趣小组基于胡克定律和牛顿第二定律制作了一个水平加速度测量仪。其基本结构如图所示，配重块中心固定一轻质指针，两端分别连接两相同轻质弹簧，将其和弹簧一起穿在一光滑杆上；弹簧两端固定在杆两端，且弹簧处于原长时，轻质指针正对着上方刻度尺的零刻度线。配重块质量为m，弹簧劲度系数为k。（1）此仪器还需将长度值重新标注为对应加速度值，若指针对应的刻度值为x，则此刻度对应的加速度a＝（用m、k、x表达）；（2）若m＝0.2kg，k＝50N/m，则该加速度测量仪的分度值为m/s2；（3）在第（2）间的基础上，若将此水平加速度测量仪改装成竖直加速度测量仪，则此时的0刻度线应标注的加速度值为m/s2（已知重力加速度g取10m/s2）。14．（2024秋•通州区校级月考）如图1所示为验证“牛顿第二定律”的实验装置简图，电源频率为50Hz，请回答下列问题：（计算结果均保留2位有效数字）（1）如图2是某次实验时得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T＝0.0.10s，由图中数据可计算出打计数点“1”时小车速度为m/s，小车的加速度大小为m/s2，若打点计时器所接交流电源的周期大于0.02s，则上述中计算出的加速度大小比真实值（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（2）实验中，以下说法正确的是；A.实验时，先放开小车，后接通电源B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力C.平衡摩擦力后，改变小车质量多次实验，长木板与水平桌面间的角度需要调整D.本实验需要小车质量远大于砂和砂桶的质量（3）实验中改变砂和砂桶总质量，依次记录弹簧测力计的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，画出的a﹣F图像是一条直线，如图3所示，则图像不过原点的原因是。15．（2024秋•红桥区校级月考）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图1所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。（1）在本实验中，保持力不变，探究加速度与质量的关系，这种研究方法叫做。A.控制变量法B.等效替代法C.理想化方法（2）下列做法正确的是（多选）。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.在探究加速度与力的关系时，作a﹣F图象应该用折线将所描的点依次连接C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度（3）下列是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是（选填字母）。（4）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a﹣F关系可用图中的表示（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。（5）如图2是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB＝m/s，木块的加速度a＝m/s2。（结果保留两位有效数字）16．（2024秋•西青区校级月考）某班第1学习小组用图1实验装置“探究加速度与力、质量的关系”：（1）下列实验操作正确的是。A.调整定滑轮使细线与长木板平行B.补偿阻力时小车需连接纸带C.让桶和砂质量远大于小车的质量D.先释放小车后接通电源（2）如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，现测出各计数点到A点之间的距离，如图2所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量a＝m/s2（结果保留两位有效数字）（3）该班第2学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。图3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板面平行，传感器可直接显示绳上拉力的大小。实验中将长木板水平放置，操作得到如图小车加速度a与拉力传感器示数F的图像，横轴、纵轴截距分别为F0与﹣a0，依据a﹣F图像可求得小车质量M＝。17．（2023秋•达州期末）某实验小组利用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律。（1）关于该实验，下列说法正确的是。A．打点计时器需要接直流电源B．实验时需要先释放小车再接通电源C．需要适当垫高长木板左端来平衡阻力（2）实验中打出的一条纸带如图所示，在纸带上依次标上1、2、3、4、5计数点，已知电源的频率是50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得x1＝11.50cm、x2＝13.70cm、x3＝15.90cm、x4＝18.10cm。利用以上数据可知，打下计数点3时小车对应的速度大小v3＝m/s；本次实验小车对应的加速度大小a＝m/s2；（3）实验小组在打出如图乙所示纸带的过程中从弹簧测力计上读出示数F＝4.4N，则此次试验小车的质量为kg；重物的质量为kg（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）。18．（2024秋•常州期中）在高中阶段，我们学习了多种测量物体加速度的方法。（1）某兴趣小组采用如图甲所示实验装置测量小车运动过程中的加速度，除图甲中所示的器材之外，还必须使用的是；A．1.5V直流电B．220V交流电C．秒表D．毫米刻度尺E．弹簧测力计F．天平（2）图乙是物体做匀加速直线运动时，电火花打点计时器打出的一条纸带。图中A、B、C、D、E是按每隔4个点选一个计数点的方式选出的，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。请用尽量准确的方法，求出计数点C对应物体的瞬时速度vC＝m/s，请采用逐差法求出物体运动过程中的加速度a＝m/s2。（上述计算结果请保留两位小数）（3）采用打点计时器做完实验后，通过示波器发现打点计时器电源的实际频率略高于50Hz，则第（2）问计算出的加速度与真实值相比（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。（4）采用光电门同样可以测量物体的加速度。如图丙所示，滑块上安装了宽度为d的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间为t1，通过第二个光电门的时间为t2，两个光电门之间的距离为L，试则滑块的加速度a＝（该表达式请用题中已知字母表示）。19．（2024•永春县校级模拟）某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合力的关系，一细绳通过定滑轮连接两个小桶A和B，A桶中放有若干个质量均为m的钩码，B桶中装有适量细沙，打点计时器固定在铁架台上，已知重力加速度为g。（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是①从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a。②给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀。③根据所得数据，作出相关图像，得出结论。④重复步骤①的操作，得到多组数据。（2）打点计时器的打点周期为T，实验打出的一段纸带如图乙所示，5个点为连续打出的点，1、3点间距为x1，1、5点间距为x2，则桶的加速度大小为（用所给字母表示）。（3）实验小组测得多组数据，以B桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k的倾斜直线.若牛顿第二定律成立，则两桶及所有钩码和桶内沙子的总质量M＝（用k、g表示）.20．（2023秋•盐城期末）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某研究小组设计了两种方案。【方案1】实验装置如图1所示，在满足所挂钩码质量远小于小车质量的前提下，进行实验数据测量、计算和分析。（1）除小车、钩码、打点计时器（含纸带、复写纸）、刻度尺、导线、开关等器材外，在下列器材中，必须使用的有。（填选项字母）A．电压合适的直流电源B．电压合适的交流电源C．天平D．秒表（2）在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，根据纸带可求得小车的加速度为m/s2（结果保留3位有效数字）。（3）根据测量数据，作出小车的加速度随细线拉力变化的a﹣F图线，如图3所示。你认为在实验过程中可能存在的问题是。（填选项字母）A．先释放小车，后接通电源B．补偿阻力时木板右端垫得不够高C．先接通电源，后释放小车D．电源电压过高造成小车加速度测量值偏大【方案2】实验装置如图4所示，力传感器可直接测出轻绳中拉力的大小。已知小车的质量为M，力传感器的质量为m1，钩码的质量为m。（4）实验时，不需要进行的操作是。（填选项字号）A．将图中长木板左端适当垫高，以补偿小车所受的阻力B．应该先接通打点计时器电源，再释放小车C．释放前，小车要靠近打点计时器放置D．实验中要求钩码的质量m远小于小车的质量M（5）在完成补偿阻力工作之后，某同学以力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图线如图5所示，图线与横坐标轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则下列关于小车的质量M与这些测量量关系中正确的是（填选项字母）。A．MB．MC．MD．M

2024-2025学年人教版（2019）高一（上）物理寒假作业（十一）参考答案与试题解析题号1234答案DDAB一．选择题（共4小题）1．（2024•甲卷）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a﹣m图像。重力加速度大小为g。在下列a﹣m图像中，可能正确的是（）A． B． C． D．【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定性思想；图析法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．【答案】D【分析】先需要平衡摩擦力，可得出有一定质量时，加速度才是存在，再根据牛顿第二定律列式求解。【解答】解：P在水平桌面上，且与桌面有摩擦，故添加砝码直到其重力等于物块P的最大静摩擦力，后继续添加砝码，P开始运动，对整体，根据牛顿第二定律可知mg﹣f＝（m+M）a解得：a=当满足m≪M时，图像近似为不过原点的倾斜直线，m较大，不满足m≪M时图像会弯曲，故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题考查探究加速度与力、质量的关系实验，掌握实验原理和注意事项。2．（2023秋•东台市期末）用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验，下列操作中正确的是（）A．电火花打点计时器选用4～6V交流电源 B．平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上 C．实验中，释放小车与接通打点计时器需同时进行 D．实验中改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定性思想；归纳法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】D【分析】电火花计时器选用220V的交流电源；平衡摩擦力时不能将砝码盘挂在小车上；应该先接通电源，后才释放小车；根据平衡条件分析。【解答】解：A、电火花计时器选用220V的交流电源，故A错误；B、平衡摩擦力时不能将砝码盘挂在小车上，故B错误；C、在实验中应该先接通电源，待打点稳定后才释放小车，故C错误；D、设木板倾角为θ，小车质量为M，平衡好摩擦后有Mgsinθ＝μMgcosθ，即μ＝tanθ，所以改变小车质量后，小车仍然平衡，不需要重新平衡摩擦力，故D正确。故选：D。【点评】知道打点计时器的工作电压，掌握“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验原理和实验操作基本要求。3．（2023秋•扬州期末）某学习小组用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，下列操作正确的是（）A．固定打点计时器时应调节图中P B．打点计时器通过Q与电源相连 C．当细绳与木板不平行时应调节图中R使细绳与木板平行 D．阻力补偿时应调节图中S使小车能匀速下滑【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】信息给予题；定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．【答案】A【分析】根据实验的正确操作逐项分析作答。【解答】解：A．固定打点计时器时应调节图中P，故A正确；B．图中为电火花打点计时器，应通过导线一端的插头与220V的交流电源相连，故B错误；C．当细绳与木板不平行时应调节图中滑轮S使细绳与木板平行，故C错误；D．阻力补偿时将木板的左端垫高，反复调节图中R使小车拖着纸带运动，直到在纸带上打出点迹均匀的点，表明小车做匀速下滑，故D错误。故选：A。【点评】本题主要考查了用打点计时器“探究加速度与力、质量的关系”实验的正确操作，这是学生必备的实验能力。4．（2023秋•蓝田县期末）在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，下列说法中正确的是（）A．平衡摩擦力时，应将重物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，后接通电源 D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条如不满足对探究过程也不会产生影响【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题．【答案】B【分析】探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西。小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ＝μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力。操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车。【解答】解：A、平衡摩擦力时，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；B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；C、实验时，应先放开小车，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，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故C错误；D、当重物的质量远小于小车的质量时我们才可以认为小车的合力等于重物的重力，故D错误。故选：B。【点评】探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键。明确用图象法处理数据时，要作直线，直线较为形象直观。二．多选题（共4小题）（多选）5．（2024秋•海淀区校级月考）图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个质量相等的小车，放在水平桌面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细线用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。实验中可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的拉力。为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列做法中正确的是（）A．使小盘和砝码的总质量尽可能远大于小车质量 B．用刻度尺测量两小车的位移，通过比较位移来得知加速度大小与力大小之间的关系 C．在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验 D．在两小盘内放置不同质量的砝码，在两小车内放置相同质量的砝码进行实验【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】BD【分析】根据实验原理与实验方法分析判断；根据初速度为零的匀变速直线运动特点可得出答案。【解答】解；A、盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量，绳对小车拉力大小尽可能等于盘和盘中砝码的重力，故A错误；B、根据初速度为零的匀变速直线运动公式x=12aCD、在为了探究加速度大小和力大小之间的关系，应两小盘内放置不同质量的砝码，在两小车内放置相同质量的砝码进行实验，故C错误，D正确；故选：BD。【点评】只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握。（多选）6．（2023秋•徐州期中）某同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”的实验。他用悬挂槽码的重力作为小车受到的合力F，改变槽码的重力并相应测出小车运动的加速度a，根据实验数据在坐标纸上描点如图乙所示。将图乙上描的点连线后发现实验误差较大，下列的改进措施合理的是（）A．将轨道下的垫块向左移动一些 B．将轨道下的垫块向右移动一些 C．选用质量更大的槽码进行实验 D．改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定性思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】BD【分析】根据平衡摩擦力分析判断；根据实验误差分析判断；根据实验原理分析判断。【解答】解：AB．由图乙可知图像与纵坐标有交点，说明合力为零时，加速度不为零，平衡摩擦力过大，应将轨道下的垫块向右移动一些，故A错误，B正确；C．图像最后发生弯曲，是由于槽码的质量太大，应选取质量较小的槽码实验，故C错误；D．改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F，此时可得到加速度与拉力成正比，则a﹣F图像为直线，故D正确；故选：BD。【点评】本题关键掌握“探究加速度与力的关系”的实验原理和注意事项。（多选）7．（2023春•阳江期末）学习和研究物理问题需要科学思想方法的指引，对下面列举的物理研究过程采用的思想方法，其中认识正确的是（）A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动后相加，采用了理想化模型的方法 B．把研究对象看成质点，采用了理想化模型的方法 C．探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了理想实验的方法 D．伽利略对自由落体运动进行系统研究，采用了实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法【考点】探究加速度与力、质量之间的关系；力学物理学史；理想化模型法；质点；伽利略对自由落体运动的探究．【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．【答案】BD【分析】在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加采用的是微元法；质点是实际物体在一定条件下的科学抽象，是采用了建立理想化的物理模型的方法；探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了控制变量法，伽利略对自由落体运动的研究，采用了将实验和逻辑推理相结合的方法。【解答】解：A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A错误；B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，质点是实际物体在一定条件下的科学抽象，用质点来代替物体的方法叫理想化模型法，故B正确；C．在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法，故C错误；D．伽利略对自由落体运动进行系统研究，采用了实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法，故D正确。故选：BD。【点评】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助，故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。（多选）8．（2023秋•台州期中）关于下列教材中的插图，理解正确的是（）A．A图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像，其斜率就是小车的速度 B．B图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力 C．C图桌面上的装置可以用于观察桌面的微小形变 D．D图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力【考点】探究加速度与力、质量之间的关系；伽利略对自由落体运动的探究．【专题】信息给予题；定性思想；推理法；自由落体运动专题；牛顿运动定律综合专题；理解能力．【答案】ABCD【分析】A.A图使用的方法是等效代替法解题，它们的长度分别等于x=vt，因为剪断的纸带所用的时间都是t＝0.1s，即时间tB.根据物理学史分析作答；C.根据微小形变放大法的思想分析作答；D.根据题图信息分析作答。【解答】解：A．A图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像；本实验使用的方法是等效代替法，纸带的长度分别等于x=vt，由于剪断的纸带所用的时间都是t＝0.1s，因此纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，可以得出各段纸带的长度之比等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，其斜率就是小车的加速度，故AB．B图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，使得测量时间更容易，故B正确；C．C图桌面上的装置采用放大法，可以用于观察桌面的微小形变，故C正确；D．D图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故D正确。故选：ABCD。【点评】本题考查了“探究小车速度随时间变化的规律”的数据处理、伽利略探究自由落体运动规律的实验、对微小形变放大法思想的理解以及滑动摩擦力和最大静摩擦力关系的理解。三．填空题（共4小题）9．（2023秋•海淀区校级月考）为测量物块与瓷砖表面间的动摩擦因数，某实验小组将瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面，瓷砖的另一端固定一打点计时器，接通电源后物块可拖着纸带沿斜面加速下滑。该小组将一条清晰的纸带上取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，纸带数据如图所示，已知sinα＝0.36，cosα＝0.93。由图中数据可得，物块经过D点时的速度大小为1.0m/s，物块沿斜面下滑的加速度大小为1.7m/s2，物块与瓷砖表面间的动摩擦因数为0.20。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取g＝9.80m/s2）【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】1.0、1.7、0.20。【分析】根据匀变速直线运动时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度求打下D点的速度；相邻计数点的时间间隔相同，用逐差法求出物块下滑的加速度；物块的重力沿斜面方向的分力与摩擦力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律结合图像几何关系计算。【解答】解：物块经过D点时的速度等于CE两点间的平均速度，即：v根据逐差法可得：a=xDF对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律得：mgsinα﹣μmgcosα＝ma代入数据求得：μ＝0.20故答案为：1.0、1.7、0.20。【点评】考查对运动学公式和运动学图像的理解，牛顿第二定律的运用，由运动学公式推导关系式解答。10．（2024•北京模拟）某同学做“探究加速度a与拉力F的关系”实验。保持小车的质量不变，改变小车所受的拉力，得到拉力F和加速度a的数据，并在图8坐标系中描出这些数据点。（1）请在图中画出a﹣F图像。（2）由该图像可知，小车的加速度a与它所受拉力F成正比（选填“正比”或“反比”）。【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】（1）见解析；（2）正比【分析】（1）根据作图原理作图；（2）根据图像分析结论。【解答】解：（1）根据图中点作图，使更多的点在图像上，不在图像的点平均分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图（2）由图分析可知小车的加速度a与它所受拉力F成正比。故答案为：（1）见解析；（2）正比【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题．要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。11．（2024•重庆一模）如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系（摩擦已平衡）．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M．（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a﹣F图象，图象是一条过原点的直线．在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异？答：不会（填“会”或“不会”）．理由是：因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg．（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以1M+【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题；牛顿运动定律综合专题．【答案】见试题解答内容【分析】该实验研究的对象为系统，保持系统质量不变，沙桶的重力等于系统所受的合力，改变重力即可改变系统所受的合力，从而可探究加速度与合力的关系．保持桶内沙子质量m不变，即保持系统所受的合力不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，即改变系统的质量，所以研究加速度与质量的关系时，该质量应为系统的质量．【解答】解：（1）将车内的沙子转移到桶中，就保证了M+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a=F系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足M≫m这样的条件．所以如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据不会和理论预期产生较大差异．（2）向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M+m，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变．所以用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以M+m倒数为横轴即1M故答案为：（1）不会，因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg．（2）1【点评】解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和合力的关系．保持合力不变，改变系统质量，可探究加速度与质量的关系．12．（2023秋•朝阳期末）“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。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。（1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。请选出你认为这样做的目的是B（填字母代号）A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰B．为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力C．防止小车在木板上运动过程中发生抖动D．为保证小车最终能够实现匀速直线运动（2）实验中不需要（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量。（3）某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示。用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段的长度。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。由图数据可求得：打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为2.32m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为4.00m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）（4）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图内所示，图线不过原点的原因B。A．钩码质量没有远小于小车质量B．平衡摩擦力时木板倾角过大C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；推理论证能力．【答案】（1）B（2）不需要（3）2.32，4.00（4）B【分析】（1）使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力；（2）实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量；（3）根据匀变速运动规律求得速度与加速度；（4）由图知平衡摩擦力时木板倾角过大。【解答】解：（1）实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力。故选B.（2）由于本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。（3）根据匀变速运动规律，设四段长度分别为x1，x2，x3，x4，打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小vA=x2+小车做匀加速运动的加速度大小为a=(x3+x（4）由图象丙可知，当没有挂钩码时小车具有加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大。故选B.故答案为：（1）B（2）不需要（3）2.32，4.00（4）B【点评】只有掌握了实验原理才能顺利解决此类问题，关键掌握在匀变速直线运动中如何计算瞬时速度与加速度．四．实验题（共8小题）13．（2023秋•郫都区校级期末）某兴趣小组基于胡克定律和牛顿第二定律制作了一个水平加速度测量仪。其基本结构如图所示，配重块中心固定一轻质指针，两端分别连接两相同轻质弹簧，将其和弹簧一起穿在一光滑杆上；弹簧两端固定在杆两端，且弹簧处于原长时，轻质指针正对着上方刻度尺的零刻度线。配重块质量为m，弹簧劲度系数为k。（1）此仪器还需将长度值重新标注为对应加速度值，若指针对应的刻度值为x，则此刻度对应的加速度a＝2kxm（用m、k、（2）若m＝0.2kg，k＝50N/m，则该加速度测量仪的分度值为0.5m/s2；（3）在第（2）间的基础上，若将此水平加速度测量仪改装成竖直加速度测量仪，则此时的0刻度线应标注的加速度值为10m/s2（已知重力加速度g取10m/s2）。【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】（1）2kxm；（2）0.5；（3）【分析】（1）根据牛顿第二定律推导；（2）根据（1）中推导结果计算；（3）根据牛顿第二定律推导。【解答】解：（1）滑块受到左、右侧弹簧的弹力大小均为kx，且方向相同，由牛顿第二定律有2kx＝ma解得a=（2）刻度尺分度值x0＝0.1cm该加速度测量仪的分度值为a0（3）若将此水平加速度测量仪改装成竖直加速度测量仪，0刻度线应标注的加速度值为a=故答案为：（1）2kxm；（2）0.5；（3）【点评】本题关键掌握水平加速度测量仪的结构和原理。14．（2024秋•通州区校级月考）如图1所示为验证“牛顿第二定律”的实验装置简图，电源频率为50Hz，请回答下列问题：（计算结果均保留2位有效数字）（1）如图2是某次实验时得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T＝0.0.10s，由图中数据可计算出打计数点“1”时小车速度为0.36m/s，小车的加速度大小为0.40m/s2，若打点计时器所接交流电源的周期大于0.02s，则上述中计算出的加速度大小比真实值偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（2）实验中，以下说法正确的是B；A.实验时，先放开小车，后接通电源B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力C.平衡摩擦力后，改变小车质量多次实验，长木板与水平桌面间的角度需要调整D.本实验需要小车质量远大于砂和砂桶的质量（3）实验中改变砂和砂桶总质量，依次记录弹簧测力计的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，画出的a﹣F图像是一条直线，如图3所示，则图像不过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；推理论证能力．【答案】（1）0.36，0.40，偏大；（2）B；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。【分析】（1）根据匀变速直线运动的推论解答；（2）根据实验步骤和原理分析；（3）弹簧测力计示数较小时，小车的加速度仍为零，说明其受到摩擦力作用。【解答】解：（1）匀变速直线运动位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度，由此可得v1根据逐差法Δx＝at2可得：a=若打点计时器所接交流电源的周期大于0.02s，则计数点间的实际时间间隔大于0.10s，计算出的加速度大小比真实值偏大；（2）A．为节约纸带同时获取更多的数据点，应先接通电源再释放小车，故A错误；B．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力，同时还需要通过打点计时器在纸带上打点来判断摩擦力是否平衡，若摩擦力被平衡，则小车做匀速直线运动，纸带上将出现均匀的点迹，故B正确；C．平衡摩擦力后，改变小车质量多次实验，长木板与水平桌面间的角度不需要调整，因为平衡摩擦力后无论小车的质量多大，都满足Mgsinθ＝μMgcosθ，即μ＝tanθ，与小车质量无关，故C错误；D．由于本实验用到了弹簧测力计，根据实验原理可知，小车所受合外力的大小即为弹簧测力计的示数，因此不需要小车质量远大于砂和砂桶的质量，故D错误。故选：B；（3）弹簧测力计示数较小时，小车的加速度仍为零，则可能没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。故答案为：（1）0.36，0.40，偏大；（2）B；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。【点评】考查对匀变速直线运动规律的理解和实验能力，属于基础知识，需熟悉实验原理。15．（2024秋•红桥区校级月考）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图1所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。（1）在本实验中，保持力不变，探究加速度与质量的关系，这种研究方法叫做A。A.控制变量法B.等效替代法C.理想化方法（2）下列做法正确的是AD（多选）。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.在探究加速度与力的关系时，作a﹣F图象应该用折线将所描的点依次连接C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度（3）下列是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是B（选填字母）。（4）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a﹣F关系可用图中的C表示（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。（5）如图2是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB＝0.15m/s，木块的加速度a＝0.60m/s2。（结果保留两位有效数字）【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】（1）A；（2）AD；（3）B；（4）C；（5）0.15；0.60【分析】（1）（2）（3）根据实验中的注意事项判断正确的做法，根据平衡摩擦力的方法判断；（4）根据平衡摩擦力对实验结果的影响判断；（5）根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小【解答】解：（1）在探究加速度与作用力和质量的关系实验中，因为加速度与作用力和质量有关，保持力不变，探究加速度与质量的关系，采用控制变量法，故A正确，BCD错误；故选：A。（2）A.细线与木板平行，才确定拉力不变，故A正确；B.作a﹣F图象时，应尽量画出一条直线，不能画折线，故B错误；C.凡涉打点计时器的操作均应先通电再释放木块，故C错误；D.平衡摩擦力只需要平衡一次即可，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确；故选：AD。（3）平衡阻力的方法是在不挂砂和桶的情况下，拖着纸带能在倾斜的木板上恰好做匀速直线运动，由图来看，故AC错误，B正确；故选：B。（4）把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，则无需砝码时，小车也有加速度，故C正确，ABD错误；故选：C。（5）相邻计数点间还有四个点未画出，则相邻两点的时间为T＝5×0.02s＝0.1s，根据匀变速直线运动规律可知vB=xAC2根据逐差法可知加速度为a=xDF-xBD故答案为：（1）A；（2）AD；（3）B；（4）C；（5）0.15；0.60【点评】解答本题要求同学们能根据速度图象求出物体的加速度，能根据牛顿第二定律列式求解质量，难度适中。16．（2024秋•西青区校级月考）某班第1学习小组用图1实验装置“探究加速度与力、质量的关系”：（1）下列实验操作正确的是AB。A.调整定滑轮使细线与长木板平行B.补偿阻力时小车需连接纸带C.让桶和砂质量远大于小车的质量D.先释放小车后接通电源（2）如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，现测出各计数点到A点之间的距离，如图2所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量a＝1.0m/s2（结果保留两位有效数字）（3）该班第2学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。图3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板面平行，传感器可直接显示绳上拉力的大小。实验中将长木板水平放置，操作得到如图小车加速度a与拉力传感器示数F的图像，横轴、纵轴截距分别为F0与﹣a0，依据a﹣F图像可求得小车质量M＝2F0【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】（1）AB；（2）1.0；（3）2【分析】（1）根据平衡摩擦力的正确操作及实验操作规范分析作答；（2）根据逐差法求加速度；（3）根据牛顿第二定律得到a﹣F图像表达式进行分析。【解答】解：（1）A．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故A正确；B．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故B正确；C．为了让绳子拉力近似等于砂桶重力，应使让桶和砂质量远小于小车的质量，故C错误；D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故D错误；故选：AB。（2）根据逐差法可知加速度为a=xCE-xAC（3）根据牛顿第二定律有2F＝Ma解得a=根据图像斜率可知2解得M故答案为：（1）AB；（2）1.0；（3）2【点评】本题考查了探究加速度与力的关系的实验，要明确实验原理，掌握平衡摩擦力的方法，掌握牛顿第二定律的运用，能够正确处理实验数据，能够正确进行实验误差分析。17．（2023秋•达州期末）某实验小组利用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律。（1）关于该实验，下列说法正确的是C。A．打点计时器需要接直流电源B．实验时需要先释放小车再接通电源C．需要适当垫高长木板左端来平衡阻力（2）实验中打出的一条纸带如图所示，在纸带上依次标上1、2、3、4、5计数点，已知电源的频率是50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得x1＝11.50cm、x2＝13.70cm、x3＝15.90cm、x4＝18.10cm。利用以上数据可知，打下计数点3时小车对应的速度大小v3＝1.5m/s；本次实验小车对应的加速度大小a＝2.2m/s2；（3）实验小组在打出如图乙所示纸带的过程中从弹簧测力计上读出示数F＝4.4N，则此次试验小车的质量为2.0kg；重物的质量为1.0kg（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）。【考点】探究加速度与力、质量之间的关系；打点计时器打出纸带的数据处理．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；推理论证能力．【答案】（1）C；（2）1.5；2.2；（3）2.0；1.0【分析】（1）实验时首先要正确安装器材，然后测量，最后整理仪器，据此分析作答；（2）根据匀变速直线运动规律解得速度，根据逐差法求加速度；（3）根据牛顿第二定律分析解答。【解答】解：（1）A．打点计时器需要接交流电源，故A错误；B．实验时需要先接通电源再释放小车，故B错误；C．需要适当垫高长木板左端来平衡阻力，故C正确。故选：C。（2）打下计数点3时小车对应的速度大小v3本次实验小车对应的加速度大小a=（3）对小车F＝Ma对重物mg-解得M＝2.0kg，m＝1.0kg故答案为：（1）C；（2）1.5；2.2；（3）2.0；1.0【点评】本实验的原理是根据纸带求加速度，注意牛顿第二定律的应用。18．（2024秋•常州期中）在高中阶段，我们学习了多种测量物体加速度的方法。（1）某兴趣小组采用如图甲所示实验装置测量小车运动过程中的加速度，除图甲中所示的器材之外，还必须使用的是BD；A．1.5V直流电B．220V交流电C．秒表D．毫米刻度尺E．弹簧测力计F．天平（2）图乙是物体做匀加速直线运动时，电火花打点计时器打出的一条纸带。图中A、B、C、D、E是按每隔4个点选一个计数点的方式选出的，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。请用尽量准确的方法，求出计数点C对应物体的瞬时速度vC＝0.68m/s，请采用逐差法求出物体运动过程中的加速度a＝1.57m/s2。（上述计算结果请保留两位小数）（3）采用打点计时器做完实验后，通过示波器发现打点计时器电源的实际频率略高于50Hz，则第（2）问计算出的加速度与真实值相比偏小（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。（4）采用光电门同样可以测量物体的加速度。如图丙所示，滑块上安装了宽度为d的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间为t1，通过第二个光电门的时间为t2，两个光电门之间的距离为L，试则滑块的加速度a＝d22【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】（1）BD；（2）0.68；1.57；（3）偏小；（4）d2【分析】（1）根据实验原理分析所需的器材；（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解打下C点的瞬时速度，根据逐差法求加速度；（3）根据加速度的加速公式，结合交流电的频率分析实验误差；（4）遮光条经过光电门的时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，根据运动学公式求加速度。【解答】解：（1）AB.电火花计时器使用220V交流电源，故A错误，B正确；C.打点计时器本身具有计时的功能，因此不需要秒表，故C错误；D.本实验需要刻度尺测量相邻计数点之间的距离，故D正确；EF.本实验不需要弹簧测力计测绳子的拉力，也不需要天平测量钩码和小车的质量，故EF错误。故选：BD。（2）相邻计数点之间的时间间隔T根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下C点的瞬时速度v根据逐差法，加速度a=（3）若该同学所用交流电的频率大于50Hz，则实际周期较小，依据公式a=x3+x4（4）滑块通过光电门1的瞬时速度v滑块通过光电门2的瞬时速度v根据运动学公式v解得加速度a=故答案为：（1）BD；（2）0.68；1.57；（3）偏小；（4）d2【点评】本题主要考查了打点计时器测量速度和加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式即可完成分析。19．（2024•永春县校级模拟）某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合力的关系，一细绳通过定滑轮连接两个小桶A和B，A桶中放有若干个质量均为m的钩码，B桶中装有适量细沙，打点计时器固定在铁架台上，已知重力加速度为g。（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是②①④③①从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a。②给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀。③根据所得数据，作出相关图像，得出结论。④重复步骤①的操作，得到多组数据。（2）打点计时器的打点周期为T，实验打出的一段纸带如图乙所示，5个点为连续打出的点，1、3点间距为x1，1、5点间距为x2，则桶的加速度大小为x2-（3）实验小组测得多组数据，以B桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k的倾斜直线.若牛顿第二定律成立，则两桶及所有钩码和桶内沙子的总质量M＝2kg（用k、g表示）.【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】见试题解答内容【分析】（1）熟练实验原理及操作要求可进行判断；（2）由逐差公式求加速度；（3）根据做功与动能定理求解；（4）因为绳子摩擦力做功导致合外力对系统做的功W并不等于PQ系统动能的增加量。【解答】解：（1）根据实验原理设计操作顺序，先要平衡两边的重力，使A和B中的重力相同，对整个系统合力就为零，然后拿一个砝码放入B桶中，此时系统受的合力就是一个砝码的重力。测出加速度后，再重复上述步骤，最后处理数据，所以顺序是②①④③；（2）根据逐差公式求加速度a=x（3）由上述操作过程，若AB和其中的砝码和沙的总质量为M，若从A中拿一个砝码m放入B中，则此时系统受到的合力为砝码的重力mg的2倍，根据牛顿第二定律有：a=2mgM，变形后有：m=M2g×a，m﹣a故答案为：（1）②①④③；（2）x2-2x【点评】熟练掌握实验的操作原理，判断摩擦力做功，根据纸带计算瞬时速度可求得动能，再进行验证即可。20．（2023秋•盐城期末）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某研究小组设计了两种方案。【方案1】实验装置如图1所示，在满足所挂钩码质量远小于小车质量的前提下，进行实验数据测量、计算和分析。（1）除小车、钩码、打点计时器（含纸带、复写纸）、刻度尺、导线、开关等器材外，在下列器材中，必须使用的有BC。（填选项字母）A．电压合适的直流电源B．电压合适的交流电源C．天平D．秒表（2）在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，根据纸带可求得小车的加速度为1.98m/s2（结果保留3位有效数字）。（3）根据测量数据，作出小车的加速度随细线拉力变化的a﹣F图线，如图3所示。你认为在实验过程中可能存在的问题是B。（填选项字母）A．先释放小车，后接通电源B．补偿阻力时木板右端垫得不够高C．先接通电源，后释放小车D．电源电压过高造成小车加速度测量值偏大【方案2】实验装置如图4所示，力传感器可直接测出轻绳中拉力的大小。已知小车的质量为M，力传感器的质量为m1，钩码的质量为m。（4）实验时，不需要进行的操作是D。（填选项字号）A．将图中长木板左端适当垫高，以补偿小车所受的阻力B．应该先接通打点计时器电源，再释放小车C．释放前，小车要靠近打点计时器放置D．实验中要求钩码的质量m远小于小车的质量M（5）在完成补偿阻力工作之后，某同学以力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图线如图5所示，图线与横坐标轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则下列关于小车的质量M与这些测量量关系中正确的是B（填选项字母）。A．MB．MC．MD．M【考点】探究加速度与力、质量之间的关系．【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题；实验探究能力．【答案】（1）BC；（2）1.98；（3）B；（4）D；（5）B。【分析】（1）根据实验原理选择实验器材；（2）根据逐差法求加速度；（3）根据牛顿第二定律和实验操作过程分析误差的原因；（4）根据实验正确操作和注意事项分析作答；（5）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a﹣F图来说，图像的斜率表示小车总质量的倒数。【解答】解：（1）AB．打点计时器的工作电源是交流电，故A错误，B正确；C．实验需要测量重物质量，需要天平，故C正确；D．打点计时器为计时的仪器，故不需要秒表，故D错误。故选：BC。（2）相邻计数点的时间间隔T根据逐差法，加速度a（3）若补偿阻力不够，根据牛顿第二定律F﹣f＝Ma化简得a结合图3可知，图线不过原点原因是补偿阻力时木板右端垫得不够高，故ACD错误，B正确。故选：B。（4）A．实验中平衡摩擦力时，是在未吊沙桶时，将长木板右端适当垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，故A正确；BC．为了避免纸带留下大量的空白段，实验开始时，小车尽量靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故BC正确；D．拉力传感器可记录绳子拉力大小，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量，故D错误。本题选择错误的说法。故选：D。（5）由牛顿第二定律F＝（M+m1）a解得a结合a﹣F图像斜率的含义，a﹣F图像斜率为k解得小车质量M由于不知道横、纵坐标的标度是否相同，不能确定斜率k与tanθ是否相同，故ACD错误，B正确。故选：B。故答案为：（1）BC；（2）1.98；（3）B；（4）D；（5）B。【点评】解决实验问题首先要掌握实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；要知道a﹣F图像，图像不过坐标原点的可能原因以及图像的斜率的含义。

考点卡片1．质点【知识点的认识】（1）定义：用来代替物体的有质量的点．①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量．②质点没有体积或形状，因而质点是不可能转动的．任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点．③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点．同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析．（2）物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点．（3）突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法．质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型．【命题方向】（1）第一类常考题型是对具体事例进行分析：在物理学研究中，有时可以把物体看成质点，则下列说法中正确的是（）A．研究乒乓球的旋转，可以把乒乓球看成质点B．研究车轮的转动，可以把车轮看成质点C．研究跳水运动员在空中的翻转，可以把运动员看成质点D．研究地球绕太阳的公转，可以把地球看成质点分析：当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．解答：A、研究乒乓球的旋转时，不能把乒乓球看成质点，因为看成质点的话，就没有旋转可言了，所以A错误．B、研究车轮的转动是，不能把车轮看成质点，因为看成质点的话，就没有转动可言了，所以B错误．C、研究跳水运动员在空中的翻转时，不能看成质点，把运动员看成质点的话，也就不会翻转了，所以C错误．D、研究地球绕太阳的公转时，地球的大小对于和太阳之间的距离来说太小，可以忽略，所以可以把地球看成质点，所以D正确．故选D．点评：考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能看成质点时的条件，看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，物体的大小体积能否忽略．（2）第二类常考题型是考查概念：下列关于质点的说法中，正确的是（）A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义B．只有体积很小的物体才能看作质点C．凡轻小的物体，皆可看作质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点分析：物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，同一个物体在不同的时候，有时可以看成质点，有时不行，要看研究的是什么问题．解答：A、质点是一个理想化模型，实际上并不存在，引入这个概念可以简化我们分析的问题，不是没有意义，所以A错误；B、体积大的物体也可以看做质点，比如地球，所以B错误；C、轻小的物体，不一定可以看做质点，要看它的形状对分析的问题有没有影响，所以C错误；D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点，所以D正确．故选：D．点评：考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能看成质点时的条件，看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，物体的大小体积能否忽略．【解题方法点拨】理想模型及其在科学研究中的作用在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义．第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差．把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近．在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物．例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离（约为14960万公里）比地球的半径（约为6370公里）大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计．在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理．在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”．在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理．第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合．这是自然科学中，经常采用的一种研究方法．例如：“理想气体”的状态方程，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了．第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见．例如：在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象．但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍．由此，人们想到：既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故．如果能设法减少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度．后来，实践果然证实了这个预言．人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”．总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚．而采用理想化的客体（即“理想模型”）来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们．2．伽利略对自由落体运动的探究【知识点的认识】1．伽利略对自由落体运动的研究（1）历史的回顾：亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．（2）逻辑的力量．（3）猜想与假设伽利略相信：a．自然界是简单的，自然界的规律也是简单的；b．落体运动一定是一种最简单的变速运动．它的速度应该是均匀变化的．假设：v∝t，v∝x．（4）实验验证伽利略用铜球从阻力很小的斜面的不同位置由静止下落，铜球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时小得多，所以时间容易测出．实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，小球的位置与时间的平方比不变，即由此证明了小球沿光滑斜面下滑的运动是匀变速直线运动；换用不同质量的小球重复实验，结论不变．（5）合理外推如果斜面倾角增大到90°，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了自由落体运动的规律．（6）伽利略科学方法伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来．【命题方向】例1：伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽俐略的斜面实验程序如下：（1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．（2）两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序的号码）（）A．事实2→事实1→推论3→推论4B．事实2→推论1→推论3→推论4C．事实2→推论3→推论1→推论4D．事实2→推论1→推论4→推论3分析：按实验先后次序排列如下：2→3→1→4．其中，2是事实．实际中，小球由于摩擦，在第二个斜面上上升的高度减小，若摩擦力减小，上升的高度增大，设想没有摩擦力，小球将上升到释放时的高度，如将第二斜面放平，小球没有减速的原因，不会停下来，3，1，4均是在没有摩擦的情况作出的推论．解答：实验先后次序排列如下：2→3→1→4．实验中，如果摩擦力越小，小球在第