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2021年高考物理一轮基础复习专题08牛顿第二定律试题含答案解析.doc
年级:高中
难度:偏难
更新时间:2020-10-21
下载:114次
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一、实验,探究题(共20题)
1.

如图(a)为某同学设计的“探究加速度与小车所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长木板.在实验中可认为细线对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上的点求得。

(1)关于该实验,下列说法中正确的是________

A.用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差

B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把长木板D的左端适当垫高

C.使用电火花计时器时先使纸带运动,再接通电源

D.长木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与长木板的表面平行

(2)实验中获取的一条纸带的一部分:01234是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图(b)所示,由纸带求出小车的加速度a________m/s2(加速度a的计算结果保留两位有效数字)

(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度a与对应的质量M,数据如下表:

次数

1

2

3

4

5

小车的加速度a/(m·s2)

1.25

1.00

0.80

0.50

0.40

小车的质量M/kg

0.400

0.500

0.625

1.000

1.250

小车质量的倒数M1/kg1

2.50

2.00

1.60

1.00

0.80

利用上表数据,在图(c)的坐标纸上选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映aM关系的图象。从图线可得到的结论是________________________________

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组卷:147次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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2.

用如图所示的装置研究作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量m的关系,某位同学设计的实验步骤如下:

A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量;

B.按图装好实验器材;

C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶;

D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;

E.保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的m值,重复上述实验;

F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;

G.作am关系图象,并由图象确定am关系.

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在________步实验之后.

(2)在上述步骤中,有错误的是________,应把________改为________

(3)在上述步骤中,处理不恰当的是________,应把________改为________

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组卷:100次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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3.

用如图所示装置,探究“加速度与力、质量的关系”的活动中:

(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中错误或不妥之处:

______________________________

(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验。如图是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度a________m/s2

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组卷:184次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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4.

在探究加速度与力、质量的关系的实验中。

(1)某组同学用如图甲所示装置,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力的关系,下列措施中不需要和不正确的是    

A.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

B.平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动

C.每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

E.实验中应先放小车,然后再打开打点计时器的电源

(2)根据实验得出的数据,画出aF图象如图乙所示,正确的aF图线应如图乙中的图线1所示,有同学作出的图线如图中的图线2所示,其实验过程中不符合实验要求的是   ,有同学作出的图线如图中的图线3所示,其实验过程中不符合实验要求的是  (选填项目序号)

A.实验中未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力(或倾角过小)

B.实验中平衡摩擦力时木板垫得过高(或倾角过大)

C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D.实验中小车质量发生变化

E.实验中未满足塑料桶总质量m远小于小车总质量M的条件

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难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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5.

某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,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)该实验中小车所受的合力    (选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?    (选填“需要”或“不需要”)

2)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l,光电门12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12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的关系式是       

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组卷:109次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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6.

图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系

(1)完成下列实验步骤中的填空:

平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。

按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。

打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m

按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤

在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距x1x2,求出与不同m相对应的加速度a

以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出 ­m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则m应成________(填“线性”或“非线性”)关系。

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_____________________

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为x1x2x3a可用x1x3Δt表示为a________。图乙为用米尺测量某一纸带上的x1x3的情况,由图可读出x1________mmx3________mm,由此求得加速度的大小a________m/s2

(ⅲ)图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________

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组卷:186次
难度:偏难
知识点:牛顿第二定律
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7.

某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”。图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2。(重力加速度g10 m/s2

1)下列说法正确的是(  )

A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验中应满足m2远小于m1的条件

D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作am1图象

2)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图乙所示。若牛顿第二定律成立,则小车的质量为________kg(结果取2位有效数字),小盘的质量为________kg(结果取1位有效数字)。

3)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为_______m/s2

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组卷:126次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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8.

某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系:

1)下列做法正确的是              (填字母代号)

A、调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B、在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上

C、实验时,先放开木块,再接通打点计时器的电源

D、通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量          (填远大于远小于,或近似等于)远小于木块和木块上砝码的总质量。

3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度与拉力的关系,分别得到图中甲、乙两条直线,设甲、乙用的木块质量分别为,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为,由图可知,      小于        (填大于小于等于

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组卷:146次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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9.

某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出细线中拉力大小,传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量,每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块(含遮光条)总质量为M,导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

(1)如图乙,实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为d________ cm。某次实验中,由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t,  由力传感器记录对应的细线拉力大小为F,则滑块运动的加速度大小应表示为a________(用题干已知物理量和测得物理量字母表示)

(2)下列实验要求中不必要的是________

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节至水平

D.应使细线与气垫导轨平行

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组卷:140次
难度:容易
知识点:牛顿第二定律
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10.

如图甲所示是研究小车加速度与力的关系的实验装置。木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受的拉力大小F,改变砂桶中砂的质量并多次实验。请回答下列问题:

(1)实验中需要________

A.测量砂和砂桶的总质量

B.保持细绳与长木板平行

C.保持小车的质量不变

D.满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

(2)如图乙所示为实验中得到的一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,打点计时器所接电源的频率为50 Hz,则打B点时小车的速度大小为________ m/s,小车的加速度大小为________ m/s2

(3)实验中描绘出a­F图像如图丙所示,图像不过原点的原因是__________________________

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组卷:114次
难度:容易
知识点:牛顿第二定律
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11.

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图(a)所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

(1)实验时,一定要进行的操作是________

A.用天平测出砂和砂桶的总质量

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,同时记录力传感器的示数

D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M

(2)甲同学在实验中得到如图(b)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50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2(结果保留三位有效数字)

(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a­F图线是一条直线,如图(c)所示,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M________

(4)乙同学根据测量数据作出如图(d)所示的a­F图线,该同学做实验时存在的问题是___________

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组卷:166次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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12.

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图甲为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。

 (1)图乙为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50 Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________ m/s,小车的加速度大小为________ m/s2(结果均保留两位有效数字)

(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图像(如图丙所示)。请继续帮助该同学作出坐标系中的图像。

       

(3)在“探究加速度a与合力F的关系”时,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图丁,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因。

答:_________________________________________________________________

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组卷:130次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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13.

用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。

(1)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点ABC,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度vB________ m/s。多测几个点的速度做出v­t图像,就可以算出小车的加速度。

(2)为研究加速度和力的关系,要保证________的总质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。

(3)在研究加速度与质量的关系时,要保证砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足条件mM,由实验数据作出a的图线,则图线应如下图中的________所示(选填正确选项的字母)

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组卷:101次
难度:中等
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14.

某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一段与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:

1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。

2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n各钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a

3)对应于不同的na值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。

n

1

2

3

4

5

0.20

0.58

0.78

1.00

4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。

5)利用an图像求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m·s–2)。

6)若以保持木板水平来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项前的标号)

Aan图线不再是直线

Ban图线仍是直线,但该直线不过原点

Can图线仍是直线,但该直线的斜率变大

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组卷:143次
难度:偏难
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15.

(2019·云南昆明联考)探究加速度与力、质量关系的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带,穿过电火花打点计时器,细线一端连着小车,另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连,拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。

(1)关于平衡摩擦力,下列说法正确的是__________

A.平衡摩擦力时,需要在动滑轮上挂上钩码

B.改变小车质量时,需要重新平衡摩擦力

C.改变小车拉力时,不需要重新平衡摩擦力

(2)实验中___________(选填需要不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。

(3)某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图乙所示,图线不过原点的原因是_________

A.钩码质量没有远小于小车质量

B.平衡摩擦力时木板倾角过大

C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力

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组卷:112次
难度:容易
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16.

某实验小组采用如图甲所示的实验装置来研究加速度和力的关系,其中小车的质量为M,砂桶和砂子的总质量为m,不计所有摩擦。

(1)松开砂桶,小车带动纸带运动,若相邻计数点间的时间间隔T0.1 s,数据如图乙所示,则小车的加速度a________m/s2(结果保留三位有效数字)

(2)改变砂桶内砂子的质量,多次实验,以力传感器的示数F为横坐标、小车对应的加速度a为纵坐标,作出的a­F图像如图丙,可知小车的质量M________kg

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组卷:169次
难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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17.

(2019届高三·烟台模拟)AB两位同学做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验。

(1)实验装置如图甲所示,打出了一条纸带如图乙所示,计时器所用交流电源的频率为50 Hz,从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的加速度为________ m/s2(结果保留两位有效数字)

(2)两同学各取一套图示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到如图丙中AB两条直线,图线斜率为____________,则AB两同学用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μA___________μB(选填“大于”或“等于”)

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组卷:145次
难度:中等
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18.

某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)下列做法正确的是________(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)

(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m____mμ_____μ(选填“大于”“小于”或“等于”)

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组卷:102次
难度:偏难
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19.

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的装置图进行实验:

(1)实验中,需要在木板的右端垫上一个小木块,其目的是:__________________

(2)实验中,已知测出小车的质量为M,砝码(包括砝码盘)的总质量为m,若要将砝码(包括砝码盘)的总重力大小作为小车所受拉力F的大小,这样做的前提条件是________________________________

(3)在实验操作中,下列说法正确的是________(填序号)

A.求小车运动的加速度时,可用天平测出小盘和砝码的质量Mm,以及小车质量M,直接用公式ag求出

B.实验时,应先接通打点计时器的电源,再放开小车

C.每改变一次小车的质量,都需要改变垫入的小木块的厚度

D.先保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;再保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系

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组卷:111次
难度:容易
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20.

某组同学计划用如图甲所示的实验装置,探究加速度a与合外力F及小车质量M之间的关系。

(1)为了平衡小车在运动过程中受到的阻力,必须使木板倾斜恰当的角度θ,若小车和木板之间的动摩擦因数为μ,则tan θ________μ(选填”“”)

(2)实验得到如图乙所示的纸带。O点为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点记为ABCDEFG,他们到O点的距离已标出,则小车的加速度大小为________ m/s2(结果保留两位有效数字)

(3)在处理实验数据时,用m表示砝码和托盘的总质量,用M表示小车的质量,用g表示当地的重力加速度。若用mMg表示小车的加速度,则测量值为________,理论值为________

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组卷:198次
难度:偏难
知识点:牛顿第二定律
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试卷统计
试题总数:
20
总体难度:
偏难
题型统计
大题类型
题目数
占比
实验,探究题
20
100.0%
知识点统计
知识点
题目数
占比
牛顿第二定律
20
100.0%
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