2025高中物理题库01直线运动必113 自由落体测量重力加速度1.pdf
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1、1.如图甲,某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度,小球的直径为 d。小球被电磁铁吸住时,球心到光电门的距离为 h,小球通过光电门的时间为t,画出如下21ht图像,下列说法正确的是()A.实验中可以选密度较小的泡沫球B.实验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源C.dt比小球球心通过光电门的真实速度偏大D.若图乙中直线斜率为 k,则重力加速度22kdg【答案】D2.如图甲,某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度,小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时,球心到光电门的距离为h,小球通过光电门的时间为t,画出21ht图像,如图乙,下列说法正确的是()A.实验中可以选密度较小的泡沫球B.实
2、验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源C.若图乙中直线斜率为k,则重力加速度2gkdD.dt比小球球心通过光电门的真实速度偏小【答案】D2025高中物理题库01直线运动 必113 自由落体测量重力加速度13 用如图甲的装置研究自由落体运动规律,已知打点计时器的工作频率为 50Hz。(1)下列有关操作的叙述正确的是_A应先释放纸带,然后接通电源B将电磁打点计时器与 220V 交流电源连接C安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上(2)部分实验步骤如下:A测量完毕,关闭电源,取出纸带B接通电源,待打点计时器工作稳定后放开重锤C重锤停靠在打点计时器附近,重锤与纸带相连D把打点计时器固定在
3、夹板上,让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是:_(填写字母)。(3)图乙中标出的相邻两计数点之间还有 4 个计时点未画出,则计数点 C 对应的瞬时速度大小 vC=_m/s。(4)根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小 a=_m/s2。(计算结果保留两位有效数字)【答案】.C.DCBA.2.2.9.94 在研究自由落体运动的加速度实验中,接通电源后将纸带释放,重物便拉着纸带下落,纸带被打出一系列点。其中一段纸带如图所示,在纸带上取 O、A、B、C、D、E 计数点,每两个相邻计数点间时间间隔为 T、每两个相邻计数点间的位移依次为1x、2x、3x、4x、5x,下列说法正确的是()A.打点计时器先
4、打出纸带上的 O 点,后打出 E 点B.打下纸带上的 O 点时,该时刻重物的速度不一定为零C.利用232xxT可以求纸带上 B 点的速度D.利用54322()()2xxxxT可以求纸带加速度【答案】ABC5.在利用重锤自由下落测量重力加速度的实验中:(1)若实验中打下的纸带如下图所示,已知打点计时器频率为 50Hz,则相邻计数点时间间隔为_。(2)由纸带测量的数据可得相邻相等时间内的位移差BCAB_,CDBC_,由此可得出的结论是自由落体运动是_运动,(3)求重锤在位移 AD 内的平均速度为:_,重锤经过 B 点时的瞬时速度为:_,重锤经过 C 点时的瞬时速度为:_,并测得其自由落体运动的加速
5、度为_(结果保留两位有效数字)。【答案】.0.02s.3.89mm.3.87mm.匀加速直线.0.88m/s.0.79m/s.0.98m/s.9.7m/s26 某兴趣小组利用如图所示的实验装置来测量重力加速度。铁架台竖直放置,上端固定电磁铁 M,A、B 为位置可调节的光电门,均与数字计时器 N 相连。实验步骤如下:接通 M 的开关,吸住小球;将 A 固定在小球下方某一位置,调节 B 的位置并固定,测出 A 和 B 之间的距离1h;断开 M 的开关,小球自由下落,记录小球从 A 到 B 的时间,重复测量 3 次对应于1h的时间,平均值为1t;保持 A 位置不变而改变 B 的位置并固定,测出 A
6、和 B 之间的距离2h,重复测量 3 次对应于2h的时间,平均值为2t。完成下列问题:(1)本实验所有器材:铁架台、电源、电磁铁、光电门、数字计时器、小球和_(填入正确选项前的字母);A天平B刻度尺C秒表(2)重力加速度大小可表示为g _(用1h、1t、2h、2t表示);(3)另一组同学也利用该装置测量重力加速度,如果实验过程中保持 B 的位置不变而改变A 位置,那么该组同学_(选填“能”或“不能”)正确测得重力加速度。【答案】.B.1212122()hhtttt.能7 实验小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度,请完成下列实验步骤中的填空:(1)按图甲装配好器材:跨过滑轮的不可伸长的光滑轻
7、绳两端分别与钩码和力传感器相连,力传感器可测出轻绳的拉力。重物用轻绳挂在动滑轮上,其下端与纸带相连,让纸带穿过固定好的打点计时器上的限位孔;(2)接通电源,释放钩码后重物上升,打点计时器在纸带上打出一系列的点,如图乙所示,记下此过程中力传感器的示数 F。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,此次实验打 D 点时重物的速度Dv _m s,重物的加速度a_2m s;(计算结果保留 2 位有效数字)(3)改变钩码的质量,多次重复实验步骤(2),得到多组 a、F 数据;(4)实验得到重物的加速度 a 与力传感器示数 F 的关系如图丙所示,当地的重力加速度g _
8、(用图丙中给出的字母表示)。(5)本实验中主要的误差来源是_。A动滑轮的重力B钩码 M 的质量远大于重物 m 质量的一半C空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力【答案】.0.61.2.0.b.C8 某研究性学习小组用图甲装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:(1)安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;(2)打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间 t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度 h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度 v;(3)保持光电门 1 的位置不变,改变光电门 2 的位置,重复的操作,测出多组(h,t)
9、,计算出对应的平均速度 v;(4)画出 v-t 图象;请根据实验,回答如下问题:设小铁球到达光电门 1 时的速度为 v0,当地的重力加速度为 g。则小铁球通过两光电门间平均速度 v 的表达式为_。(用 v0、g 和 t 表示)实验测得的数据如下表:实验次数123456h(cm)10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1190.1590.1950.2260.255v(ms1)1.451.681.892.052.212.36请在乙坐标纸上画出 v-t 图象;_根据 v-t 图象,可以求得当地重力加速度 g=_ m/s2,根据测出重力加速度数据,计算小球初始
10、位置到光电门 1 的距离约为_ cm。(以上结果均保留两位有效数字)如改用直径相等的木球做实验,从理论上分析,测量值与真实值相比,测量值_真实值。(填“大于”、“等于”、“小于”)。【答案】.012vvgt.9.7(0.1).6.5(0.2).小于9 用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频 50Hz。电火花打点计时器必须接_(填“220 交流”、“低压交流”或“低压直流”)电源。部分实验步骤如下:A测量完毕,关闭电源,取出纸带。B接通电源,待打点计时器工作稳定后放开重锤。C扶着重锤停靠在打点计时器附近,重锤与纸带相连。D把打点计时器固定在夹板上,让纸带穿过限位孔。上述实验步
11、骤的正确顺序是:_(用字母填写)。图乙中标出的每相邻两点之间还有 4 个记录点未画出,则相邻两计数点的时间间隔T=_s。计数点 C 对应的瞬时速度大小为 vC=_m/s。根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小 a=9.85m/s2【答案】.220 交流.DCBA.0.1.2.210 某同学用图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电源频率为 50Hz。在所选纸带上取某点为 0 计数点,然后每 3 个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如图乙所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔):方法一:由2112xxgT,3222xxgT,6552xxgT,取平均值28.667m/s
12、g;方法二:由41123xxgT,52223xxgT,63323xxgT,取平均值28.673m/sg。从数据处理方法看,在1x、2x、3x、4x、5x、6x中,对实验结果起作用的,方法一中有_;方法二中有_。因此,选择方法_(选填“一”或“二”)更合理,这样可以减少实验_(选填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有(试举出两条)。_【答案】.16,x x.1x、2x、3x、4x、5x、6x.二.偶然.纸带与限位孔间有摩擦力,长度测量等11 某同学学习了“自由落体运动”后,想到既然自由落体也是匀变速直线运动,那就可以设计一自由落体运动来测量自由落体加速度 g。于是和同学合作,按照如图
13、甲所示的装置来进行试验。(1)实验室中电火花计时器是_仪器。(2)该同学实验时让重物从静止下落,并且测量了第 1、2 点的间距接近_mm,就可以确保重物做的是自由落体运动。(3)做完实验,选择了一条纸带,并截取了中间某一段,如图乙,已知时间间隔为 T。则测量C 点速度 vC=_,重力加速度 g=_。(写表达式)(4)另一同学计算了其中连续 5 个点的速度,如下表,请在图丙中描绘出该运动的 vt 图象_。12345v(1m s)1.0951.3851.4751.6651.855t(s)0.020.040.060.080.10通过图象得出重力加速度 g=_m/s2,产生偏差的原因_。【答案】.计时
14、.2.232xxT.431224xxxxT.9.71.受到阻力的作用12 某同学利用滑块在气垫导轨上的运动测量当地的重力加速度,如图(a)所示,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为 d 的遮光片)、数字计时器、光电门等。导轨下方两支点间的距离为 l。实验步骤如下:(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当光电门 A 记录的遮光时间_(填“大于”“小于”或“等于”)光电门 B 记录的遮光时间时,认为气垫导轨水平;(2)用游标卡尺测量遮光片宽度 d。如图(b)所示,d=_cm;(3)在导轨左支点下加一高度为 h 的垫块,让滑块从导轨顶端滑下,记录遮光片经过 A、B 两处光电门的光时间t1
15、、t2及遮光片从 A 运动到 B 所用的时间 t12,可求出重力加速度g=_(用题中给出的物理量符号表示);(4)分析实验结果发现,重力加速度的测量值比该地的实际值偏小,写出一条产生这一结果的可能原因:_。【答案】.等于.0.304.122111()dlhttt.测量遮光片宽度 d偏小(测量运动时间偏大,或气垫导轨未调水平)13 某小组用如图甲所示的装置测量重力加速度,实验过程如下:用游标卡尺测出小球直径 d,测量结果如图乙所示;将铁架台竖直架稳,将电磁铁和与光电计时器相连的光电门自上而下依次固定,调节电磁铁的位置,使小钢球由静止释放后球心恰好能通过光电门中心;将毫米刻度尺竖直固定在铁架台上,
16、使被磁铁吸住的小球球心与刻度尺 0 刻度恰好对齐,读取并记录光电门中心对应的刻度尺读数 l;断开电磁铁电源,小球下落,读取光电计时器记录下的挡光时间 t;调整光电门高度重复实验。请回答下列问题:(1)小球直径 d=_cm;(2)当地的重力加速度大小 g=_(用实验中所测物理量字母表示);(3)若实验中操作不当,导致小球下落过程球心并没有通过光电门中心,光电计时器仍记录下了挡光时间,则该操作会导致测得的重力加速度值_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。【答案】.1.050.222dlt.偏大14 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。一个四边都为 d 的等宽“口”字型铁片、一个光电
17、门和游标卡尺等器材。(1)如图乙,用游标卡尺测得“口”字型铁片遮光宽度 d=3.30mm,该读数是游标尺中第 6格刻度线与主尺第_mm 刻度线对齐得到的;(2)测出铁片上下两边中线间距离 L(Ld);(3)用丝线将铁片悬挂于光电门正上方,让铁片平面与光电门发射接收方向垂直,烧断悬线,铁片自由下落;(4)读出铁片通过光电门时第一次挡光时间t1和第二次挡光时间t2;(5)“口”形铁片下边通过光电门的速度近似为 v=_(用 L、d、t1、t2中的字母表示)(6)由此可测得当地的重力加速度 g=_(用 L、d、t1、t2中的字母表示)。【答案】.9.1dt.22211()()2ddLtt15 利用图中
18、所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的点(1)本实验采用电火花计时器,所接电源电压应为_V 的频率为 50Hz 的交流电,打点的时间间隔是_s。(2)为了减小误差,重物应选_(填入正确选项前的字母)A木块B铁块C塑料块(3)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有_(填入正确选项前的字母)A天平B秒表C刻度尺(4)取下纸带,取其中的一段标出计数点如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为 x12.60 cm,x24.14 cm,x35.69 cm,x47.22 cm,x58.75 cm,x610.29 c
19、m,已知打点计时器的打点间隔 T0.02 s,则重锤运动的加速度计算表达式为 a_,代入数据,可得加速度 a_m/s2。(计算结果保留三位有效数字)(5)实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:_。【答 案】.220.0.02.B.C.654321236xxxxxxT.9.60.下降过程中重物受到空气阻力、纸带受到摩擦力16 某兴趣小组设计了如图(a)所示的实验,利用电磁打点计时器、重物和纸带测量当地的重力加速度。多次实验之后挑选出一条纸带如图(b)所示,O、A、B、C、D 为五个相邻的计时点,用毫米刻度尺测得2
20、.55cmOA,2.93cmAB,3.71cmCD,3.31cmBC。实验所用电源为50Hz的交流电。(1)电磁打点计时器是使用交流电源工作的计时仪器,当交流电源的频率为50Hz时,该打点计时器每隔_s 打一次点;(2)当打点计时器打下 C 点时,重物下落的速度大小是_m/s(保留 3 位有效数字);(3)通过实验测得当地的重力加速度大小为_2m/s(保留 3 位有效数字);(4)若用其他更准确的方法测得当地的重力加速度大小为29.80m/s,则本实验加速度测量值的相对误差为_。【答案】.0.02.1.76.9.63.1.73%17 如图是某同学研究自由落体运动时打下的一条纸带,(每两点间还有
21、 1 个点没有画出来),以打点 A 为坐标原点,各打点与 A 点之间的距离在纸带上标出。打点计时器的电源频率为50Hz。试根据图中纸带,简述二种计算重力加速度的方法(利用图 1 中的各数据点的坐标位置Ax、Bx、Cx等表示或直接用数据表述),并用其中的一种方法求出重力加速度(保留二位有效数字)方法一:_,方法二:_,a_2m/s。【答案】.2(4)FDDBxxxxaT.以xt为纵轴,t为横轴,作xtt图,求斜率,2ak.9.5#9.6#9.718 某小组同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。在铁架台顶部装一电磁铁,中间装一可上下移动的光电门,左侧装一竖直刻度尺,刻度尺零刻度线与电磁铁下
22、表面对齐;用电磁铁吸住一个质量为 m 的小钢球,调节电磁铁的位置,使小钢球释放后中心位置恰好能通过光电门,光电门可记录小钢球通过光电门的时间 t。(1)用游标卡尺测量小钢球的直径,测量结果如图乙所示,小钢球的直径d _mm(2)将小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门的时间 t 和光电门对应刻度尺的刻度值 x。多次改变光电门的位置,得到多组nx和nt的数据,该小组同学想通过图像求出重力加速度,为了让图线是直线,该小组同学以 x 为横坐标,纵坐标 y 应为_。AtB.2tC.1tD.21t(3)按(2)中建立的坐标系描点并连线成如图丙所示的图线,则图线不过原点的原因是_。(4)若图丙中图线的斜率
23、为 k,则当地的重力加速度大小为_(用题中已知或测得的物理量的符号表示)。【答案】.5.75.D.测量起点不是小钢球球心.22kd19某实验小组用如图所示的实验装置测当地的重力加速度,图中 A、B 是两个光电门,钢球自由下落过程中,先后通过光电门 A、B,钢球通过光电门 A 时与光电门相连的光电计时器开始计时,通过光电门 B 时就停止计时,得到钢球从 A 运动到 B 所用的时间 t,用刻度尺测出 A、B 间的高度 h,保持钢球下落的位置不变,光电门 B 的位置不变,改变光电门 A 的位置,重复前面的实验,测出多组 h、t 的值.(1)根据测得的多组 h、t 的值,算出每组的ht,作出htt图象
24、,则图象应是图中的_.A.B.C.D.(2)图线在纵轴上的截距表示_,要求出重力加速度,必须求出图线的_,若求出的图线的这个量用 k 表示,则当地的重力加速度为_.【答案】.D;.钢球通过光电门 B 时的速度.斜率的绝对值;.2k20 某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度。实验中将铁架台竖直放置,铁架台的上端固定电磁铁 P,在电磁铁下方固定光电门 Q。(1)先用螺旋测微器测量小球的直径 d,测量结果如图乙所示,测d _mm。(2)接通电磁铁 P 的开关 S(图甲中未画出),吸住小球:测出小球与光电门 Q 间的高度差为h hd;断开开关 S,小球由静止下落,记录小球通过光电门 Q 的挡光时间为
25、 t。小球通过光电门 Q 时的速度大小=v_;当地的重力加速度大小可表示为=g_。(结果均用 d、h 和 t 表示)(3)空气阻力的影响使测得的重力加速度_。(填“偏大”或“偏小”)【答案】.1.650#1.649#1.651.dt.222dht.偏小21 小明同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度,光电门 A、B 与光电计时器相连。(1)让小球紧靠固定挡板,由静止释放,光电计时器记录小球经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间1t、2t,测出两光电门间的高度差h,小球直径为d,则测得小球经过光电门 A时的速度为_,测得的重力加速度g _(用测得的物理量的符号表示);(2)将光电计时器记录小
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