实验四 探究加速度与力、质量的关系
1.学会用控制变量法研究物理规律.
2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.
3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律．
1．实验原理(见实验原理图)
(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系． (2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． (3)作出a －F 图象和a －1
m
图象，确定其关系．
2．实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．
3．实验步骤
(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m ′和小车的质量m .
(2)安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑． (4)操作：①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码．
②保持小车的质量m 不变，改变砝码和小盘的质量m ′，重复步骤①.
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a . ④描点作图，作a －F 的图象．
⑤保持砝码和小盘的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤①和③，作a －1
m
图象．
【规律方法总结】 1．注意事项
(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．
(2)不重复平衡摩擦力． (3)实验条件：m ?m ′.
(4)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．
2．误差分析
(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．
(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．
3．数据处理
(1)利用Δx ＝aT 2
及逐差法求a .
(2)以a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．
(3)以a 为纵坐标，1
m
为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m
成反比．
高频考点一 实验原理与实验操作
例1．某实验小组利用下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，分别得到如图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)对木块由牛顿第二定律得：
F －μmg ＝ma
即a ＝1
m
F －μg 。
由上式与题图结合可知： 1
m 甲>
1
m 乙
，μ
甲
g >μ
乙
g 。
即：m 甲 甲 >μ乙 答案： (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于 【变式探究】利用如图2所示装置可以做力学中的许多实验． 图2 (1)以下说法正确的是( ) A ．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 B ．用此装置“研究匀变速直线运动”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 C ．用此装置“探究加速度a 与力F 的关系”时，必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D ．用此装置“探究加速度a 与力F 的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 (2)本装置中要用到打点计时器，如图3所示为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是( ) 图3 A ．交流220 V B ．直流220 V C ．交流4～6 V D ．直流4～6 V (3)在利用此装置“探究加速度a 与力F 的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图4所示．已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为________m/s.(结果保留2位有效数字) 图4 答案 (1)CD (2)A (3)0.53 (3)打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为v A ＝0.021 0.04 m/s≈0.53 m/s. 学 【举一反三】(1)我们已经知道，物体的加速度a 同时跟合外力F 和质量m 两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是_____________________． (2)某同学的实验方案如图5所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施： 图5 a ．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是______________________． b ．使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于______________． (3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种： A ．利用公式a ＝2x t 2计算； B ．根据a ＝Δx T 2利用逐差法计算． 两种方案中，你认为选择方案________比较合理． 答案 (1)控制变量法 (2)a.平衡摩擦力 b ．砂桶的重力 (3)B 【变式探究】某实验小组利用图6所示的装置探究加速度与力、质量的关系． 图6 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7所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m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ 甲 、μ 乙 ，由图可知，m 甲____m 乙，μ 甲 ____μ 乙． (选填“大于”、“小于”或“等于”) 图7 2018年高考物理试题及答案 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一 项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能A．与它所经历的时间成正比 B．与它的位移成正比 C．与它的速度成正比 D．与它的动量成正比 15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是 A． B． C． D． 16．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，ca= 4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量 的比值的绝对值为k，则 A．a、b的电荷同号， 16 9 k= B．a、b的电荷异号， 16 9 k= C．a、b的电荷同号， 64 27 k= D．a、b的电荷异号， 64 27 k= 17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，O M与轨道接触良好。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则B B ' 等于 第43节 电场综合题 1. 2012年物理上海卷 20．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A 和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则 （ ） （A ）m A 一定小于m B （B ）q A 一定大于q B （C ）v A 一定大于v B （D ）E kA 一定大于E kB 答案：ACD 解析：分别对A 、B 进行受力分析，如图所示 两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等，与带电量的大小无关，因此B 选项不对， 对于A 球：g M θcos T ,F θsin T A A A ==11 对于B 球：g M θcos T , F θsin T B B B ==22 联立得：21θtan g M θtan g M F B A == ，又θ1＞θ2， 可以得出：m A 实验：探究加速度与力、质量的关系练习题 1. 某组同学利用如图(1)所示的简易装置，探究了加速度与力和质量的关系。试说明他们的实验方法及实验步骤。 图(1) 图(2) 2．关于由小车实验得出牛顿第二定律F ＝ma 的下列说法中，符合实际的是（ ） A 、同时改变小车的质量M 及受到的拉力F ，得出加速度、力、质量三者间的关系 B 、保持小车的质量不变，只改变小车拉力，就得出加速度、力、质量三者的关系 C 、保持小车的受力不变，只改变小车质量,就得出加速度、力、质量三者间的关系 D 、保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系；最后得到加速度、力、质量三者间的关系 3.质量为m 的物体放在A 地的水平面上，用竖直向上的力F 拉物体，物体的加速度a 与拉力F 的关系如图线①所示，质量为m ′的另一物体在B 地做类似实验，测得a －F 关系如图线②所示，设两地的重力加速度分别为g 和g ′，则 A.m ′＞m ，g ′=g B.m ′＜m ，g ′=g C.m ′=m ，g ′＞g D.m ′=m ，g ′＜g 答案： 1. 在本次探究中其实也可以不测量加速度的具体数值，这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系。因此，测量不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值就可以了。 由于，2 2x a t =，如果测出两个初速度为0的匀加速度运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，位移之比就是加速度之比，即 1122a x a x = 。如果我们能控制物体的运动时间相同，找出相 同时间内的位移，便可用位移代替加速度进行实验。 2. D 3.分析：该题要求学生利用牛顿第二定律培养借助数学图像分析问题的能力。 在A 地，由牛顿第二定律：F-mg=ma 有a= m F -g=m 1F-g 同理：在B 地 a=m ' 1F-g ′ 这是一个a 关于F 的函数 m 1 (或m ' 1)表示斜率，-g(或-g ′)表示截距 由图线可知 m 1＜m '1g=g ′故m ＞m ′,g=g ′选 项B 正确 1 b 2018年普通高等学校招生全国统一考试（卷Ⅰ） 物 理 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项 符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能 A ．与它所经历的时间成正比 B ．与它的位移成正比 C ．与它的速度成正比 D ．与它的动量成正比 【答案】B 15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P ，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F 作用在P 上，使其向上做匀加速直线运动。以x 表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x 之间关系的图像可能正确的是 【答案】A 【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。 由牛顿运动定律，F-mg-F 弹=ma ，F 弹=kx ，联立解得F=mg+ma + kx ，对比题给的四个图象，可能正确的是A 。 【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。 16．如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab=5cm ，bc=3cm ，ca =4cm 。小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。设小球 a 、 b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则 A B C D A．a、b的电荷同号， 16 9 k=B．a、b的电荷异号， 16 9 k= C．a、b的电荷同号， 64 27 k=D．a、b的电荷异号， 64 27 k= 【答案】D 【解析】本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。 对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和b对c的库仑力，a对c的库仑力为排斥力，ac的电荷同号，b对c的库仑力为吸引力，bc电荷为异号，所以ab的电荷为异号。设ac与bc的夹角为θ，利用平 行四边形定则和几何关系、库仑定律可得，F ac F bc=k tanθ=3/4，tanθ= F bc / F ac，ab电 荷量的比值k k=64/27，选项D正确。 【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。 17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程I）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加 到B'（过程II）。在过程I、II中，流过OM的电荷量相等，则B B ' 等于 A．5 4 B． 3 2 C． 7 4 D．2 【答案】B 【解析】本题考查电磁感应及其相关的知识点。 过程I回路中磁通量变化△Φ1 πR2，设OM的电阻为R，流过OM的电荷量Q1=△Φ1/R。过程II回路中磁 通量变化△Φ2（B’-B）πR2，流过OM的电荷量Q2=△Φ2/R。Q2=Q1，联立解得：B’/B=3/2，选项B正确。【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。 18．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab 相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用， 自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为 P 2 实验：探究加速度、力、质量之间的关系 【学习目标】 1．掌握在研究三个物理量之间关系时，常用的控制变量法 2．理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关 3．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系 4．根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论 5．会分析数据表格，利用图象寻求物理规律 【要点梳理】 要点一、怎样测量（或比较）物体的加速度 1．物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式22xat?算出加速度。 2．可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。 3．也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。根据22xat?，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移比就是加速度之比，即1122axax?。 要点二、怎样提供和测量物体所受的恒力 在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？ 可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。 要点三、平衡摩擦力 依据上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力并不等于钩码的重力。这是由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。 如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？ ①使用光滑的木板； ②平衡滑动摩擦力。将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。 ③平衡摩擦力后，当小车的质量发生改变时，不用再平衡摩擦力。这是由于sincosmgmg????，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。 要点四、如何处理实验数据 本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法： 1．计算法 测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足 2121FFaa?、1221mmaa? 2．图象法 测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是 河北省衡水中学2018届高三第十次模拟考试理科综合物理试题 二、选择题： 1. 2017年11月17日，“中国核潜艇之父”----黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法措施的是 A. 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B. 重核裂变反应前后一定有质量亏损 C. 式中d=1 D. 铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小 【答案】D 【解析】目前核潜艇是利用重核裂变提供动力，选项A正确；重核裂变要释放核能，则反应前后一定有质量亏损，选项B正确；根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应中的d=2，选项C错误；铀核不如裂变后生成的新核稳定，可知铀核的比结合能比裂变后生成的新核的比结合能都小，选项D错误；此题选项错误的选项，故选CD． 2. 由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理问题时可以将它们进行类比，例如电场中反应各点电场强度的物理量是电场强度，其定义式为，在引力场中可以用一个类似的物理量来反应各点引力场的强弱，设地球质量为M，半径为R，地球表面处重力加速度为g，引力常量为G，如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处的某点，则下列表达式中能反应该点引力场强弱的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】类比电场强度定义式 该点引力场强弱 由万有引力等于重力得 在地球表面： 位于距地心2R处的某点： 由以上两式可得：，故D正确。 点晴：此题考查从题意中获取信息的能力，知道引力场强的定义式，进而结合万有引力定律进行求解。3. 如图所示，每级台阶的高和宽均相等，一小球向左抛出后从台阶上逐级弹下，在每级台阶上弹起的高度相同，落在每级台阶上的位置边缘的距离也相同，不计空气阻力，则小球 A. 与每级台阶都是弹性碰撞 B. 通过每级台阶的运动时间逐渐缩短 C. 除碰撞外，水平方向的速度保持不变 D. 只要速度合适，从下面的某级台阶上向右抛出，它一定能原路返回 【答案】C 【解析】A项：由图可知，小球每次与台阶碰撞弹起的高度都比落下时的度度更低，所以每次碰撞都有能量损失，故A错误； B项：由小球每次反弹起的高度相同，每级台阶的高度相同，所以通过每级台阶的运动时间相同，故B错误； C项：除碰撞外，水平方向做匀速直线运动，故C正确； D项：从下面的某级台阶上向右抛出，在竖直方向小球匀减速直线运动，从上面某级台阶上向左抛出在竖直方向上做匀加速直线运动，所以小球不能原路返回，故D错误。 4. 如图所示，一端固定在地面上的杆与水平方向夹角为θ，将一质量为M的滑块套在杆上，滑块通过轻绳悬挂一质量为m的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ，先给滑块一个沿杆方向的初速度，稳定后滑块和小球一起以共同的加速度沿杆运动，此时绳子与竖直方向的夹角为β，且β>θ，不计空气阻力，则滑块的运动情况是 A. 沿着杆减速下滑 高一物理【4.2实验：加速度与力、质量的关系】 【学习目标】 1．能独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。 2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。 3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法；学习科学家的严谨态度。 【重点难点】 1.体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论. 2.初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧. 3.初步了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法. 4.会对实验误差作初步分析. 预习案 【知识梳理】 1.探究加速度与力、质量的关系 （1）物体运动状态变化的快慢，也就是物体____________的大小，与物体的____________有关，还与物体____________有关. （2）物体的质量一定时，受力越大，其加速度就____________；物体的受力一定时，质量越小，加速度就____________. （3）控制变量法：探究加速度与力的定量关系时，应保持物体____________不变，测量物体在____________的加速度，分析加速度与力的关系；探究加速度与质量的关系时，应保持物体__________不变，测量不同质量的物体在____________下的加速度，分析加速度与质量的关系。这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法。2.制定实验方案时的两个问题 （1）测量物体的加速度可以用刻度尺测量____________，并用秒表测量____________，由公式____________算出.也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸带，根据____________来测量加速度. （2）在这个实验中也可以不测加速度的具体数值，这是因为我们探究的是____________关系. 3．在本探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成 2018年高考物理全国一卷 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18 题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能 A．与它所经历的时间成正比 B．与它的位移成正比 C．与它的速度成正比 D．与它的动量成正比 15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x 表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是 A B． C D． 16．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc= 3 cm，ca= 4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设 小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则 A．a、b的电荷同号， 16 9 k= B．a、b的电荷异号， 16 9 k= C．a、b的电荷同号， 64 27 k= D．a、b的电荷异号， 64 27 k= D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 20．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 A．质量之积 B．质量之和 C．速率之和 D．各自的自转角速度21．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是 A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。 第33~38题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共129分。 22.（5分）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺 由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为____ 实验：探究加速度与力、质量的关系 [实验目的] 通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系 [实验原理] 1、控制变量法： ⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系 ⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系 2、物理量的测量： （1）小车质量的测量：天平 （2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力，必须： ①平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔， ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。点拨：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力. ②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量远小于小车的总质量 ．．．． ．．．．．．．绳子的拉 ．．．．．．．．．．．．．．．．．时，可近似认为 /g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g，只有当m/＜力等于 ．．．沙和小桶的重力。 ．．．．．．．．推导：实际上m ＜m时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。点拨：平衡摩擦力后， 每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的 条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等. 在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的 图线与理论图线不重合，会向下弯折。 （3）加速度的测量： ①若v0 = 0 ，由x = v0 t + a t2 /2 得：a = 2 x / t2 , 刻度尺测量x，秒表测量t ②根据纸带上打出的点来测量加速度，由逐差法求加速度。 ③可以只测量加速度的比值a1/a2 = x1/x2 ，探究a1/a2 = F1/F2，a1/a2 = m2/m1. [实验器材] 一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺 [实验步骤] ⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。 ⑵按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面 ⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力 ⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节 ．．．．．．．．．．．．．．。 ．．．定滑轮的高度使细线与木板平行 ⑸将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注 A B M N 绝密★启用前 2018年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷） 理科综合 物理部分 理科综合共300分，考试用时150分钟。 物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至7页，共120分。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2．本卷共8题，每题6分，共48分。 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS ）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是 A ．14 7N 俘获一个α粒子，产生178O 并放出一个粒子 B ．2713Al 俘获一个α粒子，产生30 15P 并放出一个粒子 C ．11 5B 俘获一个质子，产生84Be 并放出一个粒子 D ．63Li 俘获一个质子，产生3 2He 并放出一个粒子 2．滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB 下滑过程中 A ．所受合外力始终为零 B ．所受摩擦力大小不变 C ．合外力做功一定为零 D ．机械能始终保持不变 3．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M 点和N 点的电势分别为φM 、φN ，粒子在M 和N 时加速度大小分别为a M 、a N ，速度大小分别为v M 、v N ，电势能分别为E p M 、E p N 。下列判断正确的是 A ．v M ＜v N ，a M ＜a N B ．v M ＜v N ，φM ＜φN C ．φM ＜φN ，E p M ＜E p N D ．a M ＜a N ，E p M ＜E p N 《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计 一、教学内容分析 1．内容与地位 普通高中课程标准试验教科书，物理1必修模块第四章《牛顿运动定律》的第二节《实验：探究加速度与力、质量的关系》 《实验：探究加速度与力、质量的关系》是学习牛顿第二定律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用． 2．教学重点、难点 ①教学重点：引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程 ②教学难点：通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式 3．教学目标 ①知识目标： 1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程，得出加速度与力和质量的关系 ②能力目标 1）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力． 2）了解控制变量法、图像法等科学研究方法的应用． ③情感态度价值观 让学生亲身感受物理的科学探究活动，学习探索物理世界的方法和策略，培养学生的思维。 二、教法和学法设计的中心思想 探究性学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念，其宗旨是改变学生的学习方式，突出学生的主体地位，物理教师不但应该接受这一理念，而且必须将这一理念体现到教学行为中去。对学生而言，学习也是一种经历，其中少不了学生自己的亲身体验，老师不能包办代替。物理教学要重视科学探究的过程，要从重视和设计学生体验学习入手，让学生置身于一定的情景，去经历、感受。 探究式教学是美国教育学家布鲁纳在借鉴了杜威的学习程序理论的基础上首先提出的，主要可分为两类：①引导发现式：创设情景——观察探究——推理证明——总结练习；②探究训练式：遇到问题——搜集资料和建立假说——用事实和逻辑论证——形成探究能力。经教学实践，形成以“引导——探究式”为主要框架，比较适合国内的实用教学模式。他是以解决问题为中心，注重学生独立钻研，着眼于思维和创造性的培养，充分发挥学生的主动性，仿造科学家探求未知领域知识的途径，通过发现问题、提出问题、分析问题、创造性地解决问题等去掌握知识，培养创造力和创造精神。 三、教学媒体 小车、细线、钩码、带滑轮的长木板、气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、金属片、黄沙、小桶、托盘天平、打点计时器、纸带、坐标纸、刻度尺四、案例设计 （一）复习导入 教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么? 学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因． 教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快； 绝密★启用前 2018年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的。 1．生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是 A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶 B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏 C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道 D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶 2．生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是 A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物 B．真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有 C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶 D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶 3．下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是 NO A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和 3 B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象 理科综合试题第1页（共15页） 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 一、知识结构 二、教学目标 1.学会用控制变量法研究物理规律. 2.会测量加速度、力和质量，能做出物体运动的a-F、a-1m图象. 3.会通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．. 三、新知全解 知识点控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系 1．实验原理： 2．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、夹子、细绳、低压交流电源(使用电火花打点计时器时不用低压交流电源)、导线、天平(带有一套砝码)、小盘、刻度尺． 控制变量法 当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法． 3．实验步骤： (1)称量质量：用天平测出小车和砝码的总质量m，小盘和砝码的总质量M. (2)安装器材：按照如图把实验器材安装好，注意此时先不要把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力． (3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡． (4)操作： ①把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． ②保持小车和砝码的质量m不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量M记录下来，重复步骤①. ③保持小盘和砝码的总质量M不变，改变小车和砝码的质量m，重复以上步骤． 待测物理量器材 小车与其上砝码的总质量m天平 小盘和盘内砝码的总质量M天平 小车的加速度a 打点计时器 4.数据处理： (1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号物理量 12345 6 作用力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a-F图象，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a与F的关系． (2)把不同质量的小车(小车和钩码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中： 实验序号12345 6 2018年高考理科综合物理单科模拟试题 绝密★启封并使用完毕前 2018年普通高等学校招生全国统一考试(Ⅱ卷) 理科综合能力测试(物理部分) 第Ⅰ卷（选择题共126分） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出 的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用 水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所 示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中 A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小 【答案】A 【解析】动态平衡问题，F与T的变化情况如图：可得：''' F F F →→↑ →→↑ ''' T T T 【考点】物体平衡 15．如图，P 是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a ，b a ，c a ，速度大小分 别为 a v ，b v ，c v ，则 A ．a b c a c b a a a v v v >>>>， B ．a b c b c a a a a v v v >>>>， C ．b c a b c a a a a v v v >>>>， D ．b c a a c b a a a v v v >>>>， 【答案】D 【解析】由库仑定律可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为 b c a F F F >>，由 F a m = 合，可知b c a a a a >>，由题意 可知，粒子Q 的电性与P 相同，受斥力作用结合运动轨迹，得a c b v v v >> 【考点】牛顿第二定律、库仑定律、电荷间相互作用。 16．小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点． 1 F P a b c 2018年普通高等学校招生全国统一考试（卷Ⅰ） 物 理 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项 符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能 A ．与它所经历的时间成正比 B ．与它的位移成正比 C ．与它的速度成正比 D ．与它的动量成正比 【答案】B 15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P ，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F 作用在P 上，使其向上做匀加速直线运动。以x 表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x 之间关系的图像可能正确的是 【答案】A 【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。 由牛顿运动定律，F-mg-F 弹=ma ，F 弹=kx ，联立解得F=mg+ma + kx ，对比题给的四个图象，可能正确的是A 。 【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。 16．如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab=5cm ，bc=3cm ，ca =4cm 。小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则 O F x A O F x B O F x C O F x D A．a、b的电荷同号， 16 9 k=B．a、b的电荷异号， 16 9 k= C．a、b的电荷同号， 64 27 k=D．a、b 的电荷异号， 64 27 k= 【答案】D 【解析】本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。 对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和b对c的库仑力，a对c的库仑力为排斥力，ac的电荷同号，b对c的库仑力为吸引力，bc电荷为异号，所以ab的电荷为异号。设ac与bc的夹角为θ，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得，F ac=k’，F bc=k’，tanθ=3/4，tanθ= F bc / F ac，ab电荷量的比值k=，联立解得：k=64/27，选项D正确。 【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。 17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程I）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加 到B'（过程II）。在过程I、II中，流过OM的电荷量相等，则B B ' 等于 A．5 4 B． 3 2 C． 7 4 D．2 【答案】B 【解析】本题考查电磁感应及其相关的知识点。 过程I回路中磁通量变化△Φ1=BπR2，设OM的电阻为R，流过OM的电荷量Q1=△Φ1/R。过程II回路中磁通量变化△Φ2=（B’-B）πR2，流过OM的电荷量Q2=△Φ2/R。Q2=Q1，联立解得：B’/B=3/2，选项B正确。【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。 18．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab 相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用， 自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其 轨迹最高点，机械能的增量为 a b c R P M 2 2017年普通高等学校招生全国统一考试 物理试题及答案（新课标1卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 I 127 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略） A ．30kg m/s ? B ．5.7×102kg m/s ? C ．6.0×102kg m/s ? D ．6.3×102kg m/s ? 15．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是 A ．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B ．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C ．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D ．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 16．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c 。已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A ．a b c m m m >> B ．b a c m m m >> 本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。教材中实验的基本思路是采用控制变量法。本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 （1）测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由 a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。 （2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。 4．物理量的测量 本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。 （1）质量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即： x 1 x 2= a 1 a 2 这样，测量加速度就转换成测量位移了。 （2）力的测量 现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。 那么，如何测小车所受合外力F合？ 我们通过下面具体实验来说明。 二、实验设计 实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。 2．实验步骤 2018 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 二、选择题：本题共8 小题，每小题 6 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有一项符合题目要求，第19～21 题有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得0 分。 14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列 车的动能 A．与它所经历的时间成正比B．与它的位移成正比 C．与它的速度成正比D．与它的动量成正比 解析：列车做初速度为零的匀加速直线运动规律，列车动能： 1 2 E k mv ，又因为： 2 1 v at ，所以 2 2 E k ma t ，动能跟速度平方成正比， A 选项错误；根据动能定理 2 E k W合mas ，故动能与位移成正比， B 选项正确；动能与速度平方成正比，故 C 选项错误；由E k 2 p 2m ，可知动能与动量的平方成正比， D 选项错误。正确答案： B。 考点：匀变速直线运动，动能和动量数值关系，动能定理 15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处 F 于静止状态。现用一竖直向上的力 F 作用在P 上，使其向上做匀加 P 速直线运动。以x表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前， 下列表示 F 和x 之间关系的图像可能正确的是 F F F F O x O x O x O x A B C D 解析：物块静止时受到向上的弹力和向下的重力，处于平衡状态有：kx0 mg ，施加拉力 F 后，物块向上做匀加速直线运动，有牛顿第二定律有： F k( x0 x) mg ma ， 理科综合试题第 1 页（共13 页）2018年全国卷1高考物理试题及答案
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