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必修部分力学实验最新模拟题冲刺
专题5 验证牛顿第二定律
1. (2024 天津宁河区期末)学校某物理实验小组用如图1 所示的实验装置来验证“当物体的质量一定时，加
速度与所受合外力成正比”的实验。
（1）实验时，下列操作中正确的是_______
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
C.为了实验准确，每次改变砂桶中砂的质量后，都要重新平衡摩擦力
D.平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，在小车后端连纸带且穿过打点计时器，小车前端不需要悬挂砂桶
（2）如图2 所示是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4 个点没有画出），
已知打点计时器的打点频率为
，该小车的加速度
_______
。
（3）若保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组拉力传感器的示数F 和对应纸带求出的加速
度a 的数值，并根据这些数据，绘制出如图3 所示的
图像，分析此图像不过原点的原因可能是
________，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车的质量为_______
。
2.. (2024 山西晋城名校联考)某同学利用图1 所示装置验证牛顿第二定律。
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实验步骤如下：
（1）将气垫导轨一侧用升降台（图中未画出）垫高，固定弹簧测力计一端，另一端用细线拉住滑块，滑
块静止在气垫导轨的某一位置，调整细线与气垫导轨平行，记下弹簧测力计的示数
如图2 所示，则
__________N。
（2）保持滑块质量不变，撤去细线，让滑块由静止开始下滑，设滑块受到的合外力为F，则
F=_______N。某次实验中通过速度传感器得到滑块运动的v-t 图像如图3 所示，可知滑块的加速度为
_________m/s²（结果保留2 位有效数字）。
（3）改变气垫导轨的倾角，重复上述步骤可测出多组F、a 数据，作出a—F 图像如图4 所示，由图可知该
滑块的质量为___________kg（结果保留2 位有效数字）。
3. （2024 浙江舟山期末）某兴趣小组用如图1 所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）除了图1 中所给器材以及学生电源、导线外，还必须使用的器材有______。（多选）
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A.秒表 B.刻度尺 C.铁架台 D.天平
（2）关于本实验，下列说法正确的是______。
A.每次释放小车
位置必须相同
B.槽码的质量应远小于小车的质量
C.实验时，应先释放小车再接通打点计时器的电源
D.补偿阻力时，应将悬挂槽码的细绳通过定滑轮拴在小车上
（3）图2 是实验打出纸带的一部分，A、B、C、D、E 是5 个计数点，相邻计数点之间均有4 个点未画出。
已知打点计时器接在频率为
的交流电源上，则小车运动的加速度大小为______
（结果保留两位
有效数字）。
（4）在探究加速度a 与小车质量M 的关系时，保持槽码的质量m 不变，在正确补偿阻力的情况下，由实
验测得a 和
的关系如图3 实线所示。
较大时，图线明显偏离直线的主要原因是______。
A.此时测得的加速度存在较大误差
3
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B.此时测得的小车质量存在较大误差
C.此时小车所受合力与
较小时相比偏小
4. （2024 浙江金华期末） 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中
（1）为了减少实验误差，图甲A、B 两套装置中更为合适的是______（选填“A”或“B”）。
（2）下列是该实验的部分操作步骤：
A.释放小车
B.安装纸带
C.固定打点计时器
D.接通电源
以上步骤的正确操作顺序是______（填步骤前的选项字母）
（3）在实验过程中，得到一条纸带如图乙所示，打点计时器打点的时间问隔为
，选取
六个计数点，两相邻计数点间有四个打点未标出。从图中读出
的位置
______
；该小车的加速度大小
______
（计算结果保留两位有效数字）。
（4）根据实验收集的数据作出的
图线如图丙所示，结合终甲所示的实验装置，请你计算小车的质量
4
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______
（计算结果保留两位有效数字）。
5．（2024 安徽六校教育研究会第二次素养测试）某探究小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与
物体质量的关系。首先平衡小车所受的摩擦力，保持砂和砂桶的质量一定。接通电源，释放小车。多次改
变小车的质量，利用位移传感器测出所有对应的位置x 并描绘x－t 图象。
(1)图乙为小车质量M＝0.4 kg 时位移传感器记录下描绘的x－t 图象。由图象可知，此时小车的加速度a＝
________ m/s2。
(2)该小组根据数据作出了加速度a 的倒数和小车质量M 的图象如图丙，图丙中图线没有过原点，小组讨论
后认为图线确实不应该过原点。请用所学知识分析，图丙中c＝________，利用题中信息求出实验中砂和
砂桶的质量m＝________ kg。(结果保留1 位有效数字，当地重力加速度g＝10 m/s2)
6. （2024 宁夏银川一中第六次月考）某实验小组用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系，实验装置如
图甲所示。
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（1）该实验中用螺旋测微器测量遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度为______mm。
（2）在某次试验中，光电门所在位置对应刻度尺的读数为2.10cm，滑块由静止释放时遮光条所在位置对
应刻度尺的读数为102.10cm，遮光条的遮光时间为
，则本次实验滑块的加速度为______
。
（3）已知钩码的质量为
，滑块以及遮光条的质量为
，重力加速度为
，若牛顿第二定律成立，则拉
力传感器的示数
______（用含
、
、
的代数式表示）。
7. （2024 黑龙江哈尔滨重点高中质检）某实验小组用如图所示装置验证牛顿第二定律，水平轨道上安装
两个光电门，两个光电门中心距离为L，小车上的挡光板宽度为d，小车上装有力的传感器，小车和力的传
感器总质量为M，细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上物块。实验时，保持轨道水平，当物块
质量为m 时，小车恰好匀速运动。
（1）该实验过程中，__________（填“不需要”或“需要”）物块质量远小于车的质量；
（2）某次实验测得小车通过光电门1、2 时，挡光时间分别为t1和t2，计算出小车的加速度a=__________
（3）保持M 不变，改变物块质量，得到多组力的传感器示数F，通过计算求得各组加速度，描出a-F 图像，
下列图像可能正确的是（ ）
A.
B.
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C.
D.
8. （2024 河南驻马店期末）学校物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。在水平气垫导
轨上固定一光电门，挡光片通过光电门的时间可由光电计时器（图甲中未画出）测出。质量为
的重物与
质量为
的滑块（含固定在滑块上宽度为d 的挡光片）通过一根跨过定滑轮的轻质细线连接。
（1）实验时，先按住滑块使滑块静止在距光电门一定距离处，再松手，测出滑块通过光电门的时间。若
某次滑块通过光电门的时间为
，则滑块通过光电门时的速度大小为___________（用d、
表示）。
（2）多次改变滑块释放点到光电门的距离
，测出对应的挡光时间，根据得到的数据，以
为纵坐标，
得到一条斜率为
的过原点的直线，如图乙所示，则图乙中的横坐标为___________（填“ ” ”“
”
或“
”），滑块的加速度大小为___________（用d、
表示）。
（3）已知当地的重力加速度大小为___________
，若满足关系式（用
、
、
、d 与
表示），则
牛顿第二定律得到验证。
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