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专题3.3 本专题实验【练】
1、（2022·天津·耀华中学一模）某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中
小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为f=50Hz。
（1）本实验中____________（需要或不需要）满足m<”“<”或“=”）；
（3）实验时，关于实验研究对象的选取下列说法正确的一项是______。
A．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
B．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
C．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
D．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
10、（2022·湖北·襄阳五中模拟预测）某学习小组利用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的
实验，图中大的轻质定滑轮可绕水平轴转动，绕过定滑轮的轻绳两端分别系有钩码和弹簧测力计，弹簧测力计下端挂装有细砂的小桶并在外壳上固定一金属片。实验的主要步骤如下：
①用螺旋测微器测量A处金属片的厚度d，其示数如图乙所示。
②用手控制钩码不动，读出弹簧测力计的示数为F
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③释放钩码后，读出弹簧测力计的示数为F ，记下金属片通过光电门的遮光时间t
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④钩码下方再挂一个钩码，用手控制钩码，调整金属片的位置仍在A处静止不动，释放钩码后，
读出弹簧测力计的示数为F ，记下金属片通过光电门的遮光时间t
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⑤重复步骤④，进行多次实验。
请回答下列问题：
（1）d=___________mm。
（2）要完成本实验，下列物理量中还必须要测量的是：___________。
A．金属片与光电门间的高度差h
B．钩码的总质量M
C．弹簧测力计、金属片、砂和小桶的总质量m
（3）若用F表示钩码释放后弹簧测力计的示数，则能正确反映“质量一定时，加速度与合外力
的关系”的是___________。
A． B．
C． D．
（4）要“验证牛顿第二定律”，即验证第（3）问中所选图像的斜率与___________是否相等
（用（2）中选择的量以及d，F ，g表示）
011、（2022·广东·模拟预测）某同学欲利用如图所示的装置探究质量一定时，加速度与合力的关
系，其中A为滑块，B为电火花计时器，C为力传感器（可以测量细绳的拉力大小），D为一端
带有定滑轮的气垫导轨，E为小桶，小桶系在轻小动滑轮的下端，可装砂，动滑轮两侧的细绳竖
直。主要实验步骤如下：
①正确安装好实验器材，气垫导轨正常工作，接通电火花计时器的电源后由静止释放滑块，滑块
向右运动，读出力传感器的示数，取下纸带，计算出滑块的加速度大小；
②增加小桶中砂的质量，重复步骤①，获得多组力传感器的示数F和滑块的加速度大小a的数据，
以a为纵坐标、F为横坐标，用描点法画出 图像。
（1）在步骤①中，关于气垫导轨的调节，下列做法正确的是___________。（填正确答案标号）
A．气垫导轨调成水平
B．气垫导轨左端垫高，以平衡摩擦力
C．气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力
（2）在步骤②中，增减小桶中砂的质量时，小桶与砂的总质量___________（填“一定远小于”、
“一定等于”或“可能大于”）滑块的质量。
（3）按正确操作进行实验，下列 图像可能正确的是___________。
A． B． C．
（4）将滑块从图示位置由静止释放，在滑块向右运动的过程中，小桶的加速度大小 与滑块的
加速度大小 间的关系为 ___________。
12、（2022·山西·太原五中二模）某同学用如图所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，
将长木板水平固定在桌面上，调节长木板左端定滑轮的高度及力传感器固定在竖直墙上的位置，
使滑块上的动滑轮两边的细线均与长木板平行。打点计时器所接交流电的频率为50Hz，重力加速
度为g。（1）调节砂桶中砂的质量，轻推物块。如果打点计时器打出的纸带上的点间隔逐渐变小，应适
当___________（填“增大”或“减小”）砂桶中砂的质量，直到打点计时器打出的纸带上的点
间隔均匀，这时力传感器的示数为 ，滑块及滑块上动滑轮的质量为 M，则滑块与长木板间的动
摩擦因数μ=___________。
（2）用该装置验证牛顿第二定律。加大砂和砂桶的质量，释放滑块，打点计时器打出的纸带如
图乙所示，图中各点为计数点，每相邻两计数点之间还有 4个点（图中未标出），根据图中数据
计算出滑块运动的加速度大小a=___________ （结果保留两位有效数字）。若这时力传感器
的示数为F，则表达式___________（用F、 、M及a表示）成立，则牛顿第二定律得到验证。
13、（2022·浙江·高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，
长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和
计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度
为______m/s2（保留两位有效数字）。
②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。
A．换成质量更小的小车 B．调整长
木板的倾斜程度
C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角
（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，
①下列说法正确的是______；
A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮
条结点拉到O点。
14、（2022·山东·高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量
的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等
器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于 O点。A点到O点的
距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所
示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑
块与加速度传感器的总质量为________kg。
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待
测物体的质量为________kg。
15、（2021·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、
实验操作、数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图 1 所示。则该金属管的内径为
_______mm。
（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2所示，
B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时
器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度vC = ________m/s（结果保留
小数点后两位）。（3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等
于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量 m比小车质量
M小得多。请分析说明这个要求的理由。（ ）
16、（2020·浙江·高考真题）在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体
速度变化的关系”实验中
（1）都是通过分析纸带上的点来测量物理量，下列说法正确的是______
A．都需要分析打点计时器打下的第一个点 B．都不需要分析打点计时器打下的第
一个点
C．一条纸带都只能获得一组数据 D．一条纸带都能获得多组数据
（2）如图是两条纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点
之间还有4个打出的点未画出。其中图_____（填“甲”或“乙”）所示的是用橡皮筋“探究做功
与物体速度变化的关系”的实验纸带。“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度
大小a=_____m/s2（保留2位有效数字）。
（3）在用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，平衡阻力后，小车与橡皮筋组成
的系统在橡皮筋恢复形变前机械能_____（填“守恒”或“不守恒”）。
