高中物理_人教版必修一_42_实验：探究加速度与力、质量的关系_同步测试卷有答案

高中物理人教版必修一 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
同步测试卷
一、单选题（共10题；共30分）
1. 在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（）
A.控制变量法
B.等效替代法
C.理论推导法
D.理想实验法
2. 关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是（）
A.本实验采用的方法是控制变量法
B.探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
C.探究加速度与力的关系时，作a−F图像应该用线段依次将各点连接起来
D.探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a−M图像
3. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（）
A.实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车
B.平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
C.改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力
D.砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力
4. 图(a)为“利用DIS研究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a−F的关系如图(b)所示。

则实验过程中需满足的条件为（）
A.小车质量较大且不变
B.小车质量较小且不变
C.钩码质量较大且不变
D.钩码质量较小且不变
5. 实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成如图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（）
A.在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响
B.在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量
C.在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后要重新平衡摩擦力
D.在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行
6. 在“探究加速度滑轮纸带与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（）
①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力；
②平衡摩擦力的方法是，在小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动；
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力；
④实验中通过在小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力；
⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源；
⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行．
A.①④⑤
B.②③⑥
C.①③⑥
D.①④⑥
7. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．下列说法中正确的是（）
A.垫高长木板一端，调节倾角，直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力
B.在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
图像C.在探究加速度a与拉力F的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a−1
F
D.当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小
8. 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
9. 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．下列说法中正确的是（）
A.小车释放时应靠近定滑轮
B.平衡摩擦力时应将砝码盘与小车相连
C.电磁打点计时器应实验低于6V的直流电源供电
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
10. 某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，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关系可用下列哪个图象表示？（图中a 是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）（）
A. B.
C. D.
二、多选题（共6题；共24分）
在探究加速度与合外力和质量的关系实验中，以小车为研究对象，下列说法正确的是()
A.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
B.要保证砂和砂桶的总质量远小于小车和车上物体的总质量
C.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
D.平衡小车受到的摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在小车上
探究加速度与力、质量的关系实验时下列器材肯定不需要的是()
A. B.
C. D.
小明用如图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．实验时，下列操作必要且正确的是
________。

．
A.吊上砂桶时将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动;
B.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，同时记录传感器的示数;
C.改变砂和砂桶质量，重复步骤B，打出几条纸带;
D.用天平测出砂和砂桶的质量;
E.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
利用图示装置“探究加速度与力、质量的关系”，下列说法正确的是（）
A.打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置
B.需要用天平测出小车的质量
C.平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳系在小车上
D.为了使小车受到的拉力近似等于钩码的重力，应使小车质量远大于钩码的质量
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．则下列说法中正确的是()
A.本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系
B.在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C.在探究加速度与质量的关系时作出a−1
m
图像容易更直观判断出二者间的关系
D.无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．
如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验方案之一，通过位移的测量来代替
加速度的测量，即a1
a2=x1
x2
，用这种替代成立的操作要求是（）
A.实验前必须先平衡摩擦力
B.必须保证两小车的运动时间相等
C.两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动
D.小车所受的水平拉力大小可以认为是砝码（包括小盘）的重力大小
三、填空题（共5题；共26分）
在探究加速度和力、质量的关系的实验中，测量长度的工具是：________，精度是________ mm，测量时间的工具是________，测量质量的工具是________．
在探究”加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示，已知打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为________m/s2（结果保留两位有效数字）。

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
①在探究物体的加速度与力的关系时，应保持________不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a。

②在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持________不变，分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a。

③本实验采用的探究方法是________（填字母序号）
A、转换法
B、类比法
C、控制变量法
D、等效替换法
图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，实验中平衡摩擦力的方法是反复调节木板的倾斜度，使小车在________（填“受”或“不受”）牵引时能拖动纸带沿木板做匀速运动，若平衡摩擦力时分析发现小车在做加速运动，应调节垫块稍向________（填“左”或“右”）移动，重新平衡摩擦力。

平衡摩擦力后某次实验时测得小车运动的加速度大小为5.0m/s2，小盘和重物的总重力大小________（填“会”或“不会”）近似等于小车运动时受到的拉力大小。

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（部分）．两个质量相等的小车，放在光滑的水平桌面上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码．两个小车后端也各系一条细线，用黑板擦把两条细线同时按在桌子上，使小车静止．抬起黑板擦，两个小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来．
某次实验时，测得两小车的位移之比为2:1，由此可知两小车的加速度之比为
________．在满足________的条件下，可以认为小盘和砝码的重力等于小车受到的拉力．
四、实验探究题（共3题；共20分）
利用图甲所示装置探究物体的加速度与所受合外力的关系，小车质量约300g，另配置质量20g的钩码5个，质量500g的砝码1个．
（1）实验中，平衡摩擦力的具体做法是：________（选填“挂上”或“移去”）钩码，长木板右端用垫块抬高，调至适当高度，接通电源，轻推小车，使纸带上打出的点间距相等．
（2）实验通过添加钩码改变小车的受力，关于小车，下列说法中正确的有（）
A.当钩码质量远小于小车总质量时，可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等
B.开始实验时，应将砝码放入小车
C.小车内放入砝码后需重新平衡摩擦力
D.实验中不需要测出小车的质量
（3）实验中打出一条纸带，如图乙，从某清晰点开始取计数点，分别标为0、1、2、3、4、5、6，测量点O到点3的距离为d1，点O到点6的距离为d2，已知相邻计数点间的时间间隔均为T，则加速度a=________．
（4）实验小组由小车受到的拉力F和对应的加速度a，作出a−F图线，如图丙中实线所示，下列对实验图线偏离直线的原因分析，正确的是（）
A.测量不准确引起的，属于偶然误差
B.实验原理方法引起的，属于系统误差
C.加速度大，空气阻力作用更加明显
D.滑轮与轴间有摩擦
某物理兴趣小组利用图示实验装置做“验证牛顿运动定律”的实验．
（1）在平衡摩擦力后，要使细线的拉力可以近似认为等于砝码盘及盘中砝码受到的总重力，小车的质量M和砝码盘及盘中砝码的总质量m应满足的条件是________．
（2）下列实验操作中，正确的是（）．（填正确选项前的字母）
A.调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.每次小车都要从同一位置开始运动
C.实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源
D.平衡摩擦力后，通过增减小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦
力．
在探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量．（滑轮质量不计）
（1）实验时，一定要进行的操作是________．
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.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，同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/ s2（结果保留两位有效数字）．
（3）甲同学以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是图线1为一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为（）
A.2tanθ
B.1
tanθC.2
k
D.k
（4）乙同学以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是图线2，造成该结果的原因可能为________．
参考答案与试题解析
高中物理人教版必修一 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
同步测试卷
一、单选题（共10题；共30分）
1.
【答案】
A
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
牛顿第二定律的概念
加速度
【解析】
在实验的过程中涉及到加速度、质量以及力三个变化量，故在实验中需要控制其中一个物理量保持不变，在剩下的两个物理量中其中一个发生变化，研究第三个物理量的变化情况，此种方法称为控制变量法．
【解答】
由于涉及多个变量，探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；
探究加速度与质量的关系时，控制力不变而改变质量，实验应用了控制变量法，故A符合题意．
故答案为：A．
2.
【答案】
A
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
了解该实验的实验原理．
能够运用数学图像处理物理数据，找出变量之间的关系．
【解答】
解：A．本实验研究加速度与质量、力之间的关系，所以采用的方法是控制变量法，故A正确．
B．探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变，故B错误．
C．探究加速度与力的关系时，作a−F图像应该将点拟合成一条倾斜的直线，故C错误．
D．在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图
图像，故形．探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a−1
M
D错误．
故选A．
3.
【答案】
A
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
加速度与力的关系图象
误差
【解析】
实验前中，首先需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不要悬挂砝码盘，但小车应连着纸
带且接通电源；然后在实验中，需要先接通电源，再放开小车，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；当砝码及砝码盘
的总质量大于于小车的质量时，我们不能认为小车的合力大小等于砝码及砝码盘的重
力大小，只有当砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量时才可以认为小车的合力大
小等于砝码及砝码盘的重力大小．
【解答】
实验时，应先接通电源，再放开小车．由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于采集和处理数据，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故A符合题意；平衡摩擦力时，不要县挂砝码盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻推动小车，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B不符合题意；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C不符合题意；当砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量时，我们才可以认为小车的合力大小等于砝码及砝码盘的重力大小，故D不符合题意．
故答案为：A．
4.
【答案】
A
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
加速度与力的关系图象
万有引力定律及其应用
【解析】
研究加速度和外力的关系要保持小车质量不变，钩码质量较小．
【解答】
研究加速度a和合力F的关系时，要保证小车的质量M不变；为了使得钩码的重力等于
小车的拉力，则要求小车的质量远大于钩码的质量，即小车的质量较大且不变．
故答案为：A．
5.
【答案】
D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
利用打点计时器研究匀变速直线运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
AB．在“研究匀变速直线运动”时，只需小车做匀变速直线运动，无需考虑摩擦力，也
不需考虑小车受到的合力是否等于绳子的拉力，故也不需要使砂和砂桶总质量远小于
小车的质量，故AB错误；
C．在“探究加速度a与小车质量M关系”实验过程中，在平衡摩擦力时，利用重力沿斜
面向下的分力来平衡摩擦力，即
质量抵消，所以每次改变小车质量之后不要平衡摩擦力，故C错误；
D．在“探究加速度a与力F关系”时为了使得细线对小车的拉力等于小车受到的合力，
要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行，故D正确。

故选D。

6.
【答案】
D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；平衡摩擦力的方法是小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车
一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故②错误；
每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③错误；
实验中通过在小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的，故④正确；
实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；
实验中绳子拉力方向跟平板平行，故⑥正确，故D正确．
故选D．
7.
【答案】
D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，让小车做匀速直线运动，托盘和砝码不能挂在小车上，故A错误；B．在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故B错误；
C．在研究两个变量之间的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出直线图形，探究加速度与拉力的关系时，为了直观地判断两者间的关系，应作出a−F图像，故C错误；
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力
大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，故D正确．
故选D．
8.
【答案】
C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
平衡摩擦力时使得重力沿斜面向下的分力等于摩擦力的大小，使得小车在不挂砝码的情况下，做匀速直线运动．
【解答】
A、应将长木板远离滑轮的一端适当垫高，故A错误；
B、平衡摩擦力时，不要挂砝码盘，故B错误；
C、应将纸带穿过打点计时器并与小车相连，如果纸带上打出的点间隔相等，则摩擦力完全被平衡了，故C正确；
D、平衡摩擦力后，轻推小车，小车在长木板上做匀速直线运动，故D错误；
9.
【答案】
D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
加速度与力的关系图象
牛顿第二定律的概念
【解析】
知道打点计时器须使用交流电源，实验前应先平衡摩擦力，为了提高纸带的使用率，释放小车前小车要靠近打点计时器且先接通电源后释放纸带，为使绳子的拉力等于砝码和砝码盘的重力，砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量．
【解答】
A、为了提高纸带的使用率，释放小车前小车要靠近打点计时器即远离滑轮一端，故A 错误；
B、实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力时不应挂砝码盘，故B错误；
C、打点计时器须使用交流电源，不能使用直流电源，故C错误；
D、根据牛顿第二定律得：
设砝码的质量为m，小车的质量为M，则对砝码分析：mg−F
加
=ma对小车M分析：
F
加
=Ma
解得：F
加=mMg
m+1
当M>m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力才近似
等于重物的总重力，故应保证砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量，故D正确．故选：D
10.
【答案】
C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
在探究加速度与力、质量的关系时，应平衡摩擦力，平衡摩擦力时如果木板垫得过高，平衡摩擦力过度，小车受到的合力大于拉力，a−F图象在a轴上有截距；如果没有平
衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于拉力，a−F图象在F轴上有截距．【解答】
A、图象过原点，恰好平衡摩擦力，木板高度合适，故A错误；
B、在拉力较大时，图象发生弯曲，这是由于小车质量没有远大于砂桶质量造成的，故B错误；
C、a−F图象在a轴上有截距，是由过平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力时木板垫的过高，
故C正确；
D、图象在F轴上有截距，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D错误；
二、多选题（共6题；共24分）
【答案】
B,C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
牛顿第二定律的概念
加速度
【解析】
实验细节是先接通电源再释放小车；实验要把钩码重力近似为小车的拉力必须满足质量关系；实验时拉力应该与木板平行避免出现分力，平衡摩擦力时不需要挂砂桶．【解答】
小车靠近打点计时器，先接通电源，然后释放小车，A不符合题意；为使小车受到的拉力金近似等于砂和砂桶的重力，需要要保证砂和砂桶的总质量远小于小车和车上物体的总质量，B符合题意；实验前要调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，C符合题意；平衡小车受到的摩擦力时，不能将砂桶通过定滑轮拴在小车上，D不符合题意；
故答案为：BC．
【答案】
A,D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
物理学方法
同步卫星
【解析】
加速度需要打点计时器不需要秒表，质量变化就需要钩码和砝码，但是不需要游标卡尺测量长度．
【解答】
探究加速度与力、质量关系实验时不需要测量物体的长度与运动时间，不需要游标卡尺与秒表，
故答案为：AD；
故答案为：AD．
【答案】
B,C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
加速度与力的关系图象
物体的弹性和弹力
【解析】
（1）平衡摩擦力不用挂上砂桶；实验有测量拉力的仪器不需要测量砂和砂桶的质量；也不需要满足质量要求．
【解答】
A项：实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，平衡摩擦时，不能挂上砂桶和砂，A不符合题意；
B项：为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，B符合题意；
C项：为得出普遍规律，改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，C符合题意；
D项：小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，D 不符合题意；
E项：小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，E不符合题意．
故答案为：BC．
【答案】
B,D
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
牛顿第二定律的概念
力的合成与分解的应用
【解析】
打点计时器应该靠近没有定滑轮一端；实验没有测量合力的工具需要测量钩码的总质量及满足质量关系；平衡摩擦力时不需要挂重物．
【解答】
打点计时器应固定在远离定滑轮的位置，A不符合题意；当拉力一定时，改变小车的质量，测量加速度，所以小车质量是必测的，
故答案为：项B符合题意；平衡摩擦力时，不挂砝码盘，只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，C不符合题意；设钩码的质量为m，小车的质量为M，对钩码与小车组成的
系统，由牛顿第二定律得：a=mg
M+m
，对小车，由牛顿第二定律得：
T=Ma=Mmg
m+M =mg
1+π
M
所以只有当钩码的质量远小于小车质量时，即：m<∠时，小车
受到的拉力近似等于钩码的重力；D符合题意；
故答案为：BD．
【答案】
A,C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
该实验采用控制变量法，先控制小车的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制砝码盘和砝码的总重力不变，研究加速度与质量的关系．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小．
【解答】
解：A、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．故A正确．
B、在探究加速度与外力的关系时，用保持小车的质量不变，改变砝码盘和砝码的总质量．故B错误．
C、在探究加速度与质量的关系时作出a−1
m
图像容易更直观判断出二者间的关系，故
C正确．
D、在小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小．故D错误．
故选：AC．。