《2025年高考帮高中物理》

3.[实验器材的创新/2023豫北名校定位考试]某同学探究质量一定时加速度与合外力的关系的实验装置如图(1)所示. 请回答下列问题.

（1）为保证实验测量的精确度，图(1)所示实验装置中需要调整的地方有____________________（要求写出两处）.
（2）把实验装置完全调整好以后，闭合打点计时器开关，释放小车，读出弹簧测力计的示数$F_1$. 打点计时器打出一条纸带如图(2)所示. 已知打点计时器使用的交流电频率为$50\ Hz$，相邻两个计数点之间还有$4$个点未画出. 根据纸带上测量的数据算出加速度的大小为$a_1 =$______$m/s^2$（结果保留3位有效数字）.

（3）保持小车质量不变，多次改变砂桶中细砂的质量，重复实验，记录每次弹簧测力计的示数$F$以及相应纸带的加速度$a$. 根据实验数据作出小车的加速度$a$随弹簧测力计示数$F$变化的关系图像，如图(3)所示，则小车的质量$M =$______$kg$（结果保留3位有效数字）.

答案：
(1) 见解析；
(2) 2.60；
(3) 0.175

4.[实验方案的创新/2024湖南长郡中学质检]在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图(1)所示的实验装置，小车总质量用$M$表示，重物质量用$m$表示.

（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是______.（填选项前的字母）
A. 四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B. 四组实验都需要平衡摩擦力
C. 四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量$m$远小于小车的总质量$M$的条件
D. 四组实验都需要满足所挂重物质量$m$远小于小车的总质量$M$的条件
（2）按甲同学设计的装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的$a - \frac{1}{M}$图像如图(2)所示，从图像中可以得出，当小车的质量为$0.5\ kg$时，它的加速度大小为______$m/s^2$.（结果保留1位小数）

（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为$a$，则乙、丙、丁同学实验时所用小车质量之比为______.

答案：
(1) BC；
(2) 1.0；
(3) 2 : 1 : 1