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高一物理必修一复习题：实验探究加速度与力
1．探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律〞，他们在实验室组装了一套如下列图的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力〔图中未画出〕．

〔1〕由图甲中的刻度尺测得两个光电门中心之间的距离为S，由图乙中的游标卡尺测得遮光条的宽度d=_________cm。

〔2〕该实验是否________〔填〞需要〞或〞不需要〞〕 满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?
〔3〕实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离为s，某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2〔小车通过光电门2后，砝码盘才落地〕，滑块的加速度的表达式a=_________________。〔以上表达式均用题中字母表示〕重力加速度为g，那么该实验要验证的式子是______________ 。
2．探究加速度与力的关系装置如下列图。带滑轮的长木板水平放置，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接，细线与桌面平行．将木块放在靠近打点计时器的一端，缓慢向沙桶中添加细沙，直到木块开场运动，记下木块运动后弹簧秤的示数F，通过纸带求出木块运动的加速度a。将木块放回原处，向沙桶中添加适量细沙，释放木块……获取多组a、F数据。

〔1〕关于该实验的操作，以下说法正确的选项是
A.实验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放小车
B.通过缓慢添加细沙，可以方便地获取多组实验数据
C.每次添加细沙后，需测出沙及沙桶的质量
D.实验过程要确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量
〔2〕某同学根据实验数据做出了两个a-F图象如下列图，正确的选项是 ；由图象可知，木块所受的滑动摩擦力大小大小为
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；假设要作出木块的加速度与合力的关系，需要对图象进展修正。修正后的横坐标F合应该等于 〔用F、F0表示〕。

3．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面〔如图〕、小车、计时器一个、米尺。

⑴填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤〔不考虑摩擦力的影响〕：
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开场下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。
②用米尺测量A1与A2之间的距离s，那么小车的加速度a＝ 。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，那么小车所受的合外力F＝ 。
④改变 ，重复上述测量。
⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，那么可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一规律。
⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。
②进展⑴中的各项测量。
③计算与作图时用〔h－h0〕代替h
对此方案有以下几种评论意见：
A．方案正确可行。
B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是 。
4．(6分)利用以下列图装置可以做力学中的许多实验，

〔1〕以下说法正确的选项是__ ___。
A．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
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B．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
C．用此装置还可以用来探究“恒力做功与动能改变量的关系〞
D．用此装置“探究加速度a与力F的关系〞应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
〔2〕本装置中要用到打点计时器，如下列图为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是 。

A．交流220V B．直流220V
C．交流4 - 6V D．直流4 - 6V
〔3〕在利用此装置“探究加速度a与力F的关系〞时，实验中按标准操作打出的一条纸带的一局部如以下列图。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，那么此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为 m/s。〔结果保存2位有效数字〕

5．〔6分〕利用以下列图装置可以做力学中的许多实验

〔1〕以下说法正确的选项是__ __。
A．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
B．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
C．用此装置“探究加速度a与力F的关系〞 每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力
D．用此装置“探究加速度a与力F的关系〞应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
〔2〕本装置中要用到打点计时器，如下列图为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是 。
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A．交流220V B．直流220V C．交流4 - 6V D．直流4 - 6V
〔3〕在利用此装置“探究加速度a与力F的关系〞时，实验中按标准操作打出的一条纸带的一局部如以下列图。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，那么此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为 m/s。〔结果保存2位有效数字〕

6．用如下列图的装置“探究加速度与力和质量的关系〞，带滑轮的长木板水平固定，跨过小车上定滑轮的两根细线均处于水平。

(1)实验时，一定要进展的操作是_______。(填步骤序号)
A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数；
B．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
C．用天平测出砂和砂桶的质量
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)以拉力传感器示数的二倍F(F=2)为横坐标，以加速度为纵坐标，画出的图象如以下列图所示，那么可能正确的选项是____________。

(3)写出两条减小实验误差的措施：_____________________。
7．某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系〞实验．
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甲
力传感器
光电门
挡光片
1
2
3
cm
乙
丙

〔1〕图乙是实验桌上的一把游标卡尺，该同学应该用游标卡尺____ ___局部〔填字母代号〕测量小车上挡光片的宽度。测量结果如图丙所示，那么挡光片的宽度为 cm；
〔2〕实验中通过调节让小车匀速下滑，目的是 ；然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车每次都从同一位置释放，此位置距光电门距离为l，设挡光片的宽度为d，光电门记录的挡光时间为t，那么小车加速度的表达式a = ；
〔3〕实验中屡次改变所挂重物的质量，测出对应的加速度a，通过力传感器读出拉力F，那么以下列图像中能正确反映小车加速度a与拉力F关系的是 ．
F
a
O
F
a
O
F
a
O
F
a
O
A
B
D
C

8．以下几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系〞实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系〞的实验和“验证机械能守恒定律〞实验装置图。其中探究“验证机械能守恒定律〞实验装置图是 〔填写“甲〞、“乙〞、“丙〞〕；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量 小车的质量〔填写“大于〞、“小于〞、“远大于〞、“远小于〞〕；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时纸带____挂上小车并穿过限位孔〔填写“需要〞、“不需〞〕；这三个实验都使用了打点计时器，打点计时器用_____电源〔填写“直流〞、“交流〞、“交直流均可〞〕。

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利用图丙这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如下列图．使用交流电的频率为f，那么计算重锤下落的加速度的表达式a＝________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)

9．如图1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m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。

⑴以下说法正确的选项是＿＿＿＿＿。
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时假设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，应作图象
⑵实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得，作出图像，他可能作出图2中＿＿＿＿＿ (选填“甲〞、“ 乙〞、“ 丙〞)图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是＿＿＿＿＿。
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态
C．砝码盘和砝码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
⑶实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，假设轨道水平，他测量得到的图像，如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，那么小车与木板间的动摩擦因数＿，钩码的质量＿＿。
10．在物理学的开展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的表达正确的选项是 〔 〕
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A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法
B.在探究加速度、力和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，该实验采用了假设法
C.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，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为900的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法
11．利用以下列图装置可以做力学中的许多实验，〔1〕以下说法正确的选项是__ ___。

A．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
B．用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
C．用此装置“探究加速度a与力F的关系〞 每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力
D．用此装置“探究加速度a与力F的关系〞应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
〔2〕本装置中要用到打点计时器，如下列图为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是 。

A．交流220V B．直流220V C．交流4 - 6V D．直流4 - 6V
〔3〕在利用此装置“探究加速度a与力F的关系〞时，实验中按标准操作打出的一条纸带的一局部如以下列图。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，那么此次实验中打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为
m/s。〔结果保存2位有效数字〕

12．如图是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f，直杆质量不可忽略。一质量为m的小车以速度撞击弹簧，最终以速度弹回。直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面的摩擦。那么

小车
直杆
0

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A．小车被弹回时速度一定小于
B．直杆在槽内移动的距离等于
C．直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止
D．弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力
13．某同学做“探究加速度与力、质量的关系〞实验，如下列图是他正要释放小车时的情形，对此另一同学提出了实验应改进的几点建议，其中合理的是( )

①应把长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦阻力
②应调整滑轮高度使细绳与长木板外表平行
③应将打点计时器接在直流电源上
④应使小车离打点计时器远些
A．①② B．①④ C．②③ D．①②④
14．在“探究加速度与力、质量的关系〞实验中，某同学使用了如下列图的装置．在实验过程中：
〔1〕为了探究加速度与质量的关系，应保持________不变〔选填“m〞、“ a〞、“ F〞〕；为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作________图象〔选填“〞、“〞〕 ．
〔2〕该同学如下列图的实验操作中，还需要改进的地方有：
a
b

15．〔8分〕．在“探究加速度与力和质量的关系〞的实验中，采用如下列图的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
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〔1〕假设取M＝0.4 kg，改变m的值，进展屡次实验，以下m的取值不适宜的一个是_______．
A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g
〔2〕以下列图为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是，距离如图，单位是cm，小车的加速度是________m/s2〔结果保存3位有效数字〕。

〔3〕如图〔a〕，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，图线有纵截距的原因是________．

〔4〕乙、丙两同学用同一装置做实验，取一样的标度画出了各自得到的a－F图线，如图〔b〕所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？________________________
16．在用如下列图的装置“探究加速度与力、质量的关系〞的实验中

〔1〕实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高，这样做是为了______ ___ .
〔2〕在探究加速度与力、质量的关系得实验中，某同学得到以下画个实验图线。a，b，其中描述加速度与质量的关系图线是 ，加速度与力的关系图线是 。

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17．为了探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计如图甲所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上，通过细线跨过定滑轮与重物相连，木块与纸带相连，在重物牵引下，木块向左匀加速运动，重物落地后，木块做匀减速运动，打出的纸带如图乙所示，不计纸带所受到的阻力。交流电频率为50Hz，重力加速度g取10m/s2。

〔1〕木块加速阶段的加速度为 m/s2
〔2〕木块与木板间的动摩擦因数μ=
〔3〕某同学发现在实验中未平衡木块与木板间的摩擦力，接着他应该 ，将木板右端垫高，使木块沿木板匀速下滑。
18．如下列图,x轴与水平传送带重合,坐标原点0在传送带的左端,传送带OQ长 L=8m,传送带顺时针速度V。=5m/s， —质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xp=2m 的P点,小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点。小物块与 传送带间的动摩擦因数μ．=0．5,重力加速度g= 10m/s2,求：

〔1〕N点的纵坐标；
〔2〕假设将小物块轻放在传送带上的某些位置,小物块均能沿光滑圆弧轨道运动〔小物块始终 在圆弧轨道运动不脱轨〕到达纵坐标yM=0．25m的M点,求这些位置的横坐标范围。
19．如下列图的装置,可用于验证牛顿第二定律。在气垫导轨上安装两个光电门，小车上固定遮光板,细线一端与小车相连,另一端跨过定滑轮挂上．沙桶．，实验首先调整气垫导轨，通过调整使小车未挂沙桶时能在气垫导轨上做勾速运动,然后再进展后面的操作，并在实验中获得以下测量数据:小车和挡光板的总质量M，遮光板的宽度d，两光电门的中心的距离s。那么
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〔1〕该实验要保证小车的合力近似等于沙桶的重力应满足的条作是
〔2〕实验需用游际卡尺测量遮光板的宽度d，如下列图 d= rnrn
〔3〕某次实验过程中测得：沙桶的质量为m,小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为t1，t2A〔小车通过第二个光电门后．沙桶才落地〕，重力加速度为g 那么对该小车实验要验证的表达式是 ;
20．某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。

〔1〕由图乙，AB两点间的距离为S1，AC两点间的距离为S2，小车此次运动经B点时的速度vB= m/s，小车的加速度a = m/s2；〔保存三位有效数字〕

〔2〕要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用 来测量出 。
21．用如下列图装置做“验证牛顿第二定律〞的实验。实验中小车及砝码的总质量为m1，钩码质量为m2，并用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用纸带测出小车运动的加速度。

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(1)以下说法正确的选项是( )
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验中m1应远大于m2
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应用图象
(2)以下列图为实验中打出的一条纸带的一局部，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都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如以下列图所示。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，那么此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝________ m/s2。(结果保存两位有效数字)

(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如下列图.此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是( )
A．小车与平面轨道之间存在摩擦 B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大 D．所用小车的质量过大
22．做以下四个学生分组实验：
A．验证力的平行四边形定那么 B．验证牛顿第二定律
C．验证机械能守恒定律 D．探究动能定理
①必须用到天平的实验有
②需要用到打点计时器的实验有
23．〔1〕以下有关高中物理实验的描述中，错误的选项是 。
A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动〞的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B．在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C．在“验证牛顿第二定律〞的实验中，必须要用天平测出运动小车的总质量
D．在“验证机械能守恒定律〞的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
24．〔1〕在做?探究加速度与力、质量的关系?实验时，某同学发现长木板不是水平的，其中一端固定了一个的垫片，另一头固定了一个橡胶皮套，如下列图。

问：垫片的作用是______________________，橡胶皮套的作用是
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____________________；
〔2〕该同学打印了一条纸带如下列图，那么小车通过点B点时的速度为___________m/s；小车的加速度为__________________m/s2 (保存两位有效数字)

25．〔4分〕用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力。

〔1〕某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上。把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开场沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？
答：
〔2〕如果这位同学按正确方法平衡好了摩擦力，然后不断改变对小车的拉力F，他得到在M〔小车质量〕保持不变情况下的a —F图线是以下列图中的 〔将选项代号的字母填在横线上〕。

26．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系〞实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如下列图．小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
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答复以下问题：
〔1〕按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填“是〞或“否〞)．
〔2〕实验中打出的其中一条纸带如下列图，由该纸带可求得小车的加速度a＝_______ m/s2〔保存两位有效数字〕.
〔3〕某同学将有关测量数据填入他所 设计的表格中，如表，他根据表中的数据画出a－F图象(如上图)．图中a－F图象斜率的物理意义： ,造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是： ，该图线延长线在横轴截距的数值表示__________。
次数
1
2
3
4
5
砝码盘中砝码的重力F/N

小车的加速度a/(m·s－2)

27．(10分)某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。
(1)做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间(遮光条的遮光时间)分别为、；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。那么滑块经过光电门1时的速度表达式=＿＿＿；经过光电门2时的速度表达式=＿＿＿，滑块加速度的表达式a=＿＿＿。(以上表达式均用字母表示)。如图乙所示，假设用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为＿＿＿。

(2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲)。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h〞的正确操作方法是＿＿＿。
A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变．
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
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D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
28．实验题 用如下列图的实验装置验证牛顿第二定律．

〔1〕完成平衡摩擦力的相关内容：
〔i〕取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源， 〔选填“静止释放〞或“轻轻推动〞〕小车，让小车拖着纸带运动．
〔ii〕如果打出的纸带如下列图，那么应 〔选填“增大〞或“减小〞〕木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹 ，平衡摩擦力才完成．

〔2〕如下列图是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点〔每打5个点取一个计数点〕，其中L1=3．07cm, L2=12．38cm, L3=27．87cm, L4=49．62cm。那么打C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度是 m/s2。〔计算结果均保存三位有效数字〕

〔3〕用该实验装置来探究“恒力做功与动能变化之间的关系〞，假设实验得到的纸带仍如〔2〕中图所示，且：砂桶质量为m，小车质量为M，B计数点速度为VB，D计数点速度为VD，BD之间的距离为L，重力加速度为g，请根据的这些条件，用字母写出本实验最终要验证的表达式为 _______________________________________.
〔4〕用图示装置做?探究做功与物体速度变化关系?的实验时(重力加速度g取10m/s2)，以下说法正确的选项是：

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
E．该实验操作前必须要平衡小车受到的摩擦力
29．在用DIS实验研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图〔a〕所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器〔发射器〕随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器〔接收器〕固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据。
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〔1〕在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；
〔2〕从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是_____ ____；
〔3〕如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，如图〔b〕所示。是否仍要满足小车质量M远大于重物的质量m_______〔填“需要〞，或“不需要〞〕。
30．某同学设计了如下列图的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一适宜的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d．开场时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开场运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t．

(1)木块的加速度可以用d、t表示为a＝________．
(2)改变瓶中水的质量，重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系．以下列图象能表示该同学实验结果的是________．

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．
A．可以改变滑动摩擦力的大小 B．可以更方便地获取更多组实验数据
C．可以更准确地测出摩擦力的大小 D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
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参考答案
1．〔1〕〔2〕不需要〔3〕，
【解析】〔1〕游标卡尺读数为：； 〔2〕有力的传感器，可直接测力，不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；〔3〕由得：，需验证
考点：游标卡尺的读法、牛顿第二定律的验证。
2．〔1〕AB；〔2〕B，2F0，2F-2F0。
【解析】
试题分析：〔1〕纸带长度有限，假设先释放小车，再闭合开关时重物已下落一段距离，纸带的打点长度可能就很短，不利于测量，而先闭合开关，再释放小车，保证纸带充分利用，故A正确；缓慢添加细沙，改变小车受到的拉力，可以获取多组实验数据，故B正确；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，因而不用测量沙及沙桶的质量，故C错误；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，不用沙及沙桶的重力代替，故可以不用考虑“确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量〞这一条件，故D错误。
〔2〕根据牛顿第二定律，得，可知随拉力的增大，加速度恰为零时，应满足摩擦力，修正后应让图线过坐标系的原点，图线向左平移，。
考点：实验：探究加速度与力的关系
3．(1)② ③ ④斜面倾角〔或填h的数值〕 (2)C
【解析】
试题分析：⑴由初速为0的匀加速运动有，，联立两式可得；小车所受的合外力大小为重力沿斜面方向的分量大小，设斜面倾角为，故有；通过改变斜面倾角可以使小车获得不同大小的合外力，以便获取不同加速度下的实验数据； (2) 设小车所受摩擦力为f，小车与斜面间摩擦系数为，那么，故小车所受摩擦力会随着斜面倾角的增大而减小，故C合理。
考点：此题考察了探究物体运动的加速度与它所受的合外力规律的实验
4．〔1〕CD〔2〕A〔3〕(0.51-0.52)m/s
【解析】
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试题分析：〔1〕用此装置“研究匀变速直线运动〞时，没必要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，也没有必要使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，选项AB错误；用此装置可以探究“探究功与速度变化的关系〞实验，但必须平衡小车运动中所受摩擦力的影响，选项C正确；在用此装置“探究加速度a与力F的关系〞时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，这样才可认为细绳对小车的拉力等于盘和盘内砝码的重力，选项D正确；〔2〕甲是电火花计时器，可直接接220V交流电源，应选A ；〔3〕打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为。
考点：打点计时器的使用、验证牛顿第二定律
5．〔1〕BD〔2〕A〔3〕(0.62-0.63)m/s
【解析】
试题分析：〔1〕用此装置“研究匀变速直线运动〞时，没必要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，选项A 错误；用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行，选项B正确；用此装置“探究加速度a与力F的关系〞 每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，选项C错误；在用此装置“探究加速度a与力F的关系〞时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，这样才可认为细绳对小车的拉力等于盘和盘内砝码的重力，选项D正确；〔2〕甲是电火花计时器，可直接接220V交流电源，应选A ；〔3〕打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为v。
考点：打点计时器的使用、牛顿第二定律、匀变速运动
6．〔1〕AB；〔2〕C；〔3〕将木板适当垫高以平衡摩擦力；多进展几次实验，每次实验时多测量几组数据，以减小偶然误差．
【解析】
试题分析：〔1〕打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故A正确；改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故B正确；此题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶〔包括砂〕的质量远小于车的总质量，故CD错误．应选：AB；
〔2〕小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a-F图象是一条倾斜的直线，由实验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，那么画出的a-F图象在F轴上有截距，故C正确．应选：C；
〔3〕减小实验误差的措施有：将木板适当垫高以平衡摩擦力；多进展几次实验，每次实验时多测量几组数据，以减小偶然误差；
考点：探究加速度与力和质量的关系
7．〔1〕A ；； 〔2〕平衡摩擦力；； 〔3〕B
【解析】
试题分析:〔1〕测档光片的宽度，应该用游标卡尺中的外测量爪A；此卡尺分度值为，主尺：，游标尺对齐格数：3个格，读数：3×，所以宽度为：。
〔2〕实验中通过调节让小车匀速下滑，目的是为了平衡摩擦力；
遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：，根据速度位移关系得：
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。
〔3〕牵引力通过传感器测出，是准确值，不需要满足小车的质量远远大于重物的质量，所以a与F成正比，故B正确，A、C、D错误
考点：探究加速度与物体受力的关系
8．丙；远小于；需要；交流
【解析】
试题分析：探究“验证机械能守恒定律〞实验装置图是丙图；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时纸带需要挂上小车并穿过限位孔；打点计时器用交流电源；根据匀变速运动的规律可知：；，那么
考点：验证机械能守恒定律；验证牛顿第二定律.
9． ⑴D ⑵丙，C ⑶，
【解析】
试题分析：〔1〕小车与长木板间的粗糙情况与小车质量无关，所以在同一个实验中，每次改变小车质量，不需重新平衡摩擦力，故A错误．实验时应先接通电源，后释放小车，故B错误．根据牛顿第二定律得，，那么绳子的拉力，当钩码的总质量远小于小车及砝码的总质量时，绳子的拉力才等于钩码的重力，故C错误．由牛顿第二定律可知，当F一定时，a与成正比，所以作出图象，故D正确．应选：D.
〔2〕由于没有平衡摩擦力，故当钩码的拉力到达一定值时小车才会有加速度，故图线与F轴有截距，应选丙图；造成AB段明显偏离直线的原因是实验中没有保证钩码的质量远小于小车和砝码的质量之和，即砝码盘和砝码的总质量太大，应选C.
〔3〕因为假设有摩擦力，那么，而，变形可得：，故，，解得：；
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考点：探究加速度与力、质量的关系。
10．D
【解析】
试题分析：在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫建立理想化模型的方法，故A错误；在探究加速度、力和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，该实验采用了控制变量法，故B错误；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，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C错误；伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故D正确
考点：考察了物理研究方法
11．〔1〕BD〔2〕A〔3〕
【解析】
试题分析：〔1〕此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误；用此装置“研究匀变速直线运动〞时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行．故B正确；用此装置“探究加速度a与力F的关系〞 每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，选项C 错误；在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系〞时，设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有mg=〔m+M〕a; 解得
以M为研究对象有绳子的拉力，显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．故D正确； 应选：BD．
〔2〕甲装置是电火花打点计时器，直接接220V交流电源；应选：A
〔3〕根据中间时刻的速度等于平均速度得：
考点：探究加速度a与力F的关系；打点计时器的使用.
12．BD
【解析】
试题分析:抑制摩擦力做功，小车的动能减小，所以小车被弹回时速度v一定小于v0，故A错误；整个过程应用动能定理：fx=△Ek，直杆在槽内移动的距离，故B正确；开场小车速度比杆的大，故C错误；当弹力等于最大静摩擦力时杆即开场运动，此时车的速度大于杆的速度，弹簧进一步被压缩，弹力就大于最大静摩擦力，故D正确。