《2025年高中总复习优化设计高中物理》

1. 某同学为探究加速度a与物体所受合力F的关系，设计了如图甲所示实验装置，A为小车，B为电火花计时器，C为质量为m₀的挂盘（可放砝码），D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验所用电源的频率为50Hz。
　　　　　
(1)关于实验的要点，下列说法正确的是______。
A. 与小车相连的细线与长木板一定要平行
B. 为了使小车受到的合外力等于细线上的拉力，应平衡摩擦力
C. 为了使细线上的拉力近似等于挂盘和盘中砝码的总重力，应使挂盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量
D. 平衡摩擦力的方法为调节挂盘中砝码的质量，使小车能匀速滑动
(2)按规范操作进行实验，在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），根据纸带可求出打点“3”时，小车的速度大小为______ m/s，求出小车的加速度大小为______ m/s²。（结果均保留三位有效数字）
　　
(3)严格遵守实验要求，多次改变挂盘中砝码的质量，进行多次实验，记录每次实验时挂盘中砝码的质量m及对应的小车的加速度a，作出a - mg图像，得到的图像应是______。
　

答案：
(1)ABC　
(2)0.578　0.882　
(3)A

2.（2024山东聊城模拟）研究性学习小组利用图甲装置测定滑块与平直长木板间的动摩擦因数。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)实验过程如下：
①将长木板固定在水平桌面上，其右端安装定滑轮，左端固定位移传感器；总质量为m₀的滑块（含拉力传感器）在长木板上紧靠位移传感器放置，拉力传感器通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重物连接，调节长木板右端定滑轮使细绳与长木板平行；
②由静止释放滑块，记录拉力传感器和位移传感器的数据，用计算机拟合得到滑块位移x随时间t变化的图像如图乙所示，该图线的函数表达式是x = 0.60t²(m)，可得滑块加速度a = ______ m/s²（计算结果保留三位有效数字）。
(2)当滑块的加速度为a时，拉力传感器示数为F，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ = ______（用F、m₀、m、a表示）。
(3)本实验中______（选填“需要”或“不需要”）满足滑块质量远大于重物质量。

答案：
(1)1.20　
(2)$\frac{m(F - m_{0}a)}{m_{0}(F + ma)}$　
(3)不需要

3. 某探究学习小组的同学用如图甲所示装置测量滑块和木板间的动摩擦因数。装置由弹簧测力计、两个光电门、滑块、长木板和砝码盘（含砝码）等组成。光电门可以测出滑块上的遮光条依次通过两个光电门的时间Δt₁、Δt₂，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，不计滑轮的质量和摩擦。

(1)测量d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______ cm。
(2)改变砝码盘中的砝码，记录弹簧测力计的示数F和用所测数据求出滑块对应的加速度a。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图像是一条直线，直线与横坐标的截距为b，直线的斜率为k，重力加速度为g。则滑块与木板间的动摩擦因数可表示为______（用b、k、g表示）。
(3)如果换成表面更加粗糙的木板重新进行实验，则得到的a - F图像的斜率k将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

答案：
(1)1.140　
(2)$\frac{kb}{g}$　
(3)不变