沈阳市2020年高考物理一轮专题： 第14讲 实验：验证牛顿运动定律(II)卷

沈阳市2020年高考物理一轮专题：第14讲实验：验证牛顿运动定律（II）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单选题 (共1题；共2分)
1. （2分） (2017高二下·连云港会考) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置，关于平衡摩擦力的操作过程，下列说法中正确的是（）
A . 应将长木板带滑轮的一端垫高
B . 应将砝码盘通过细绳与小车相连
C . 应将纸带穿过打点计时器并与小车相连
D . 应使小车在长木板上做匀加速直线运动
二、实验探究题 (共12题；共58分)
2. （4分） (2017高一上·金台期末) 图1为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A 为小车，B为装有码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz 交流电．小车A的质量为mA ，小桶B（及砝码）的质量为mB ．
（1）
下列说法正确的是（多选）
A . 本实验mB应远小于mA
B . 实验时应先释放小车后接通电源
C . 每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
D . 用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象
（2）
实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a﹣F图象2，可能是图中的图线________．（选填“甲”、“乙”或“丙”）
（3）
如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小________ m/s2．（结果保留二位有效数字）
3. （4分）(2018·银川月考) 在水平固定的长木板上，小潘用物体A、B分别探究了加速度随外力变化的关系，实验装置如图甲所示(打点计时器、纸带图中未画出).实验过程中小潘用不同的重物P分别挂在光滑的轻质动滑轮上，使平行于长木板的细线分别拉动长木板上的物体A、B由静止开始加速运动(纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略)，实验后进行数据处理，小潘得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧测力计弹力F的关系图象分别如图乙中的A、B所示.
（1）由图甲判断下列说法正确的是（）
A . 一端带有定滑轮的长木板不水平也可以达到实验目的
B . 实验时应先接通打点计时器电源后释放物体
C . 实验中重物P的质量应远小于物体的质量
D . 弹簧测力计的读数始终为重物P的重力的一半
（2）小潘仔细分析了图乙中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA________mB(选填“大于”“等于”或“小于”)；两物体与木板之间动摩擦因数μA________μB(选填“大于”“等于”或“小于”).
4. （4分） (2017高一上·淄博期末) 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图甲为实验装置简图．
（1）
他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是．
A . 实验时要平衡摩擦力
B . 实验时不需要平衡摩擦力
C . 钩码的重力要远小于小车的总重力
D . 实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）
如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点，L1=1.00cm，L2=3.50cm，L3=7.50cm，L4=13.00cm．相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则打B点时小车的速度为vB=________m/s，小车的加速度a=________m/s2．
5. （5分） (2018高二上·峨山期末) 甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。

他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做________运动。

另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m________小车的质量M。

（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。

②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。

下图是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。

根据以上数据，可以算出小车的加速度a=________m/s2。

（结果保留三位有效数字）
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a—图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。

于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。

那么，该同学的修正方案可能是________．
A．改画a与的关系图线
B．改画a与的关系图线
C．改画 a与的关系图线
D．改画a与的关系图线
6. （3分）(2020·广东模拟) 如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“验证牛顿第二定律”的实验。

（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，操作方法是把长木板右端用垫木垫高，在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，让小车拖着纸带在长木板上运动，通过纸带判断小车是否做匀速运动，若实验中发现打点计时器在纸带上打的点如图所示，通过纸带可判断小车并不是做匀速直线运动，可通过以下措施进行改进（____）
A . 若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可
B . 若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向左平移适当位置即可
C . 若是纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可
D . 若纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向右平移适当位置即可
（2）采取合理的措施平衡摩擦力后开始进行实验，图是正确进行实验操作后打点计时器所打的纸带的一部分，在纸带上每隔四个点选一个点作为计数点，A、B、C、D和E为纸带上五个计数点。

已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，则AC间的距离为________cm，可得小车的加速度a=________m/s2（计算结果保留两位有效数字）
7. （6分） (2019高一下·通海月考) 为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示。

（1）下图1是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示．则OD间的距离为________cm．图2是根据实验数据绘出的s—t2图线（s为各计数点至同一起
点的距离），则加速度大小a=________m/s2（保留三位有效数字）
（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为________。

8. （2分） (2017高二下·黑龙江期末) 某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：
A．按图甲所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）
对于上述实验，下列说法正确的是．
A . 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B . 弹簧测力计的读数为小车所受合外力
C . 实验过程中砝码处于超重状态
D . 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）
实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2．（结果保留2位有效数字）（3）
由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象（如图丙），与本实验相符合的是________．
9. （6分） (2017高一上·北京期中) 如图所示，是某同学在探究小车做匀变速直线运动规律时用打点计时器打得纸带的一部分，纸带上标注了几个计数点O、A、B、C、D、E、F，并且相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，纸带旁还给出了最小刻度为1mm的刻度尺，已知打点计时器所用交流电频率为50Hz，即打点周期为0.02s．
（1）
请根据图中信息，写出计数点 A对应刻度尺上的读数________cm；
（2）
由纸带可以计算出小车的加速度是________m/s2（结果保留三位有效数字）；
（3）
对应于纸带上的A点，小车的瞬时速度vA=________m/s（结果保留三位有效数字）．
10. （7分） (2019高三上·吉林月考) 在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。

图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

（1）在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使________;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量________ (选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较，是因为________ 实验次数小车拉力F/N位移X/cm
1Ⅰ0.1
Ⅱ0.246.51
2Ⅰ0.229.04
Ⅱ0.343.63
3Ⅰ0.341.16
Ⅱ0.444.80
4Ⅰ0.436.43
Ⅱ0.545.56
（3）实验中获得数据如表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为400g。

在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，表中空格处测量结果为________cm，通过分析可知表中第________次实验数据存在明显错误，应舍弃。

11. （7分） (2018高三上·揭阳期末) 如图是某小组验证动能定理的实验装置，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上，通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电门安装在B处。

测得滑块（含遮光条和拉力传感器）质量为M、钩码的总质量为、遮光条的宽度为，当地的重力加速度为。

当气垫导轨充气后，将滑块在图示A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为。

（1）实验中是否要求钩码总质量远小于滑块质量M？________（填“是”或“否”）；
（2）测得AB之间的距离为L，则对滑块验证动能定理的表达式为________（用以上对于物理量的符号表示）；
（3）为减少实验误差，可采取的方法是（）
A . 增大AB之间的距离
B . 减少钩码的总质量
C . 增大滑块的质量
D . 减少遮光条的宽度
12. （5分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。

图中A为质量为M 的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码P的质量为m，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

（1）在实验过程中，________（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。

（2）乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为f，由纸带可得小车的加速度表达式为a=________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）。

（3）实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

13. （5分） (2020高三上·和平期末) 在进行力学实验时，需要结合实验原理开掌握实验的有关要求，不能死记硬背，利用如图所示的装置，可完成多个力学实验，附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在滑块上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使滑块在钩码的牵引下运动。

①利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是________，还要求钩码的质量远小于滑块的质量，这样做的目的是________。

A．避免在滑块运动的过程中发生抖动
B．使滑块获得较大的加速度
C．使细线的拉力等于滑块受到的合外力
D．使滑块最终能匀速运动
E．使纸带上点迹清晰，便于进行测量
F．使钩码重力近似等于细线的拉力
②若用此装置做“研究匀变速直线运动”实验，实验中必须的措施是（________）A．与滑块连接的部分细线必须与长木板平行
B．滑块的质量远大于钩码的质量
C．先接通电源再释放滑块
D．倾斜木板以平衡滑块与长木板间的摩擦力
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、
2-3、
3-1、
3-2、
4-1、
4-2、
5-1、
6-1、
6-2、
7-1、7-2、8-1、8-2、8-3、9-1、9-2、9-3、10-1、10-2、10-3、11-1、11-2、11-3、12-1、12-2、
12-3、13-1、。