2020年高考物理实验题强化专练-用自由落体测重力加速度含答案

实验题强专练-用自由落体测力加速度一、实验题（本大题共小，共分）某究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速,图甲所示框架上装有可上下移动位置的光电门1固定不动的光电门2框架竖直部分紧贴一刻度尺零刻度线在上端可以测量出两个光电门到零刻度线距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的铁,铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐切电磁铁线圈的电流,铁块由静止释放,小铁块先后经过两个光电门时,

与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和小成员多次改变光电门位置得到多组和的线,得出图线的斜率．

建立如图乙所示的坐标系并描点连当地的重力加速度为用表．若选择光电门在高度为零势能为_用题中物理量的字母表示．

则小铁块经过光电门时机械能表达式关于光电门位置,

下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误______A.

尽量靠近刻度尺零刻度线B.

尽量靠近光电门2C

既不能太靠近刻度尺零刻度也不能太靠近光电门．

某研究性学习小组用图1所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；第1页，共8页0000打开试管夹由静止释放小铁球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；保持光电门位置不变，改变光电门2的置，重复②的操作，测出多ht，计算出对应的平均速度；④画出vt

图象．请根据实验，回答如下问题：（1设小铁球到达光电门1时速度为，当地的重力加速度为．则小铁球通过两光电门间平均速度的达式为_．（用、g和t（2实验测得的数据如表：

表示）实验次数()t)v(/)

请在图标纸上画出-

图象．（3根据-

图象，可以求得当地重力加速度＝m/2

，小球通过光电门的速度/．（以上结果均保留两位有效数字）3.

如图甲所示,

光滑小钢球从电磁铁下边缘自由下,经过小球竖直下方的光电门的水平细激光束毫秒计时器记录下小球的挡光时间Δ测出小球直径d以及释放前小球球心到光电门光孔的竖直距离为,芳希望能精确测量当地的重力加速甲

乙如乙所示为测量小球直径的放大小球的直径d.在次测量中

测得小球通过光电门的时间为Δt=2.0,球下落高度=0.84.根据这些数可求得的重力加速度=____ms(保留三位有效数该量结果与当地的重力加速度有较大的误小芳同学通过反思后提出了四种原因你认为合理的是____.

小球下落时受到了空气阻力小球下落后受到铁芯的引力小球下落的高度不够大第2页，共8页D

小球通过光电门时球心偏离细光束经讨论后小芳改变测量方:她重新设置光电测量小球从释放到触及光电门光线的时间,

并测量小球每次释放时到光电门光孔的高度h并计算出每次下落的平均速度,

得到数据见表在坐标系中作t

图象,

根据图象可得重力加速度为/s保留两位有效数)./

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0t/s

0.350ms)

某同学用如图示的装置测定重力加速度：图电磁打点计时器的工作电压为，交流，频率50打出的纸带如图2所示，实验时纸带________(选“甲”或“乙”)端应和重物相连接．图(3)实验中在纸带上连续打出点12、34、……，如图所，由纸带所示数据可算出实验时的加速度m/2

(保留两位有效数字．

某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实,验装置如图示

实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等，铁架台上端固定一个电磁,通电时小球被吸在电磁铁上,

断电时小球自由下落．第3页，共8页0000（1先将光电门固定在处,

光电计时器记录下小球经过光电门的时间,

量出小球释放点距A的离为h,出小球的直径d(d远小于)则小球运动到光电门处的瞬时速度v=当地的重力加速度为用题中所给字母表示,（2若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,你判断此时光电门距A的距离

______(用（1）中所给字母表（3直尺的长度限,同学改测光电门位置与其正上方固定点(图中未画出之间的距离h

并记录小球通过光电门的时间移动光电门在竖直杆上的位,行多次实验利用实验数据绘制出如图2所示的图已知图象斜率为k纵截距为

根据图象可知重力加速度=______。第4页，共8页12212211211.【答案】

答案和解析C【解析】解：（1）以0度线为零势能面，小铁块从光电门动到光电门过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：-mgx=2-mgx整理得：v-v

2

=2（x-x）所以图象的斜率k=2，解得：g=；（2小铁块经过光电门1时机械能等于小铁块经过光电门的动能加上势能，则有：E=mv

（-x）（3用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的间较实际值大，引起误差，故应适当增大两光电门A、间的距离，使位移测量的相对误差减小，所正确．故选：故答案为：）；）；3．小铁块从光电门1运动到光电门2过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律列式，结合图象即可求解重力加速度；小铁块经过光电门的机械能等于小铁块经过光电门的动能加上势能；（3靠近刻度尺零刻度会影响经过光电门1的间，靠近光电门会影响高度差的测量．解答实验题首先要理解实验原理，知道如何减小实验误差，能从图象中得出有效信息，本题的关键是根据机械能守恒定律列出方程，难度适中．2.【答案】（）；（2；（31.1【解析】【分析】本题考查了测定重力加速度；本题的关键知道极短时间的平均速度等于瞬时速度的大第5页，共8页00小，并能熟练应用运动学公式求解。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度求解通过两光电门间平均速度v；根据数据作出vt

图象，根据vt

图象的斜率物理意义求解重力加速度。【解答】（1根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：小铁球通过两光电门间平均速度的达式为：

；（2根据数据作出vt

图象：；（3小铁球通过两光电门间平均速度的达式为

；所以vt

图象的斜率表示；所以当地重力加速度g=2=9.7/；根据vt

图象得出v/，即小球通过光电门的速度为1.1ms，故答案为：）；2（3）；1.13.【答案】（）（2D如图所示9.8第6页，共8页【解析】【分析】游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门的瞬时速度，结合速度位移公式求出重力加速度。根据实验的原理和注意事项确定误差产生的原因。根据自由落体运动的位移时间公式推导出平均速度和时间的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度。对于基本测量仪器如游标卡尺旋测微器等要了解其原理能确使用这些基本仪器进行有关测量；对于图线问题，一般采取的思路是得出物理量间的关系式，结合图线的斜率或截距进行求解。【解答】（1游标卡尺的主尺读数为mm游标读数为0.05×8=0.40，小球的直径d=8.40mm（2小球通过光电门的速度

，则重力加速度。（3）ABC该测量结果与当地的重力加速度有较大的误差，测量值比真实值偏大，而受到空气阻力到铁芯的引力都导致测量值偏小球下落高度不够大测误差，但是不一定会导致测量值偏大，故ABC误。D.

小球通过光电门时球心偏离细光束小速度的测量值偏大导致测量值偏大，故D正。故选D。（4根据

得，，知图线的斜，作出图线如图所示，则故填：（）；210.5（）；（）如图所示；9.84.【答案】（）（2乙（39.4【解析】【分析】解决本题的关键掌握纸带的处理方法通过纸带求解瞬时速度和加速度关键是匀变第7页，共8页00000000速直线运动两个重要推论的运用。纸带在重物的拉动下速度越来越大等时间内位移间隔越来越大从而确定出纸带的哪一端与重物相连，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小。【解答】电磁打点计时器的工作电压为；因为纸带速度越来越快，相等时间内的间隔越来越大，可知纸带的乙端与重物相连；（3根据

得，加速度为：。故答案为：）；2）乙；（）。5.【答案】（）；；）h；3【解析】解：（1）球通过光电门时的速度

．根据vgh解得g

．（2若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5t

，则通过光电门的速度变为原来的倍根据vgh得知下落的高度变为原来的倍因为第一次固定在A处第二次求的是光电门与的距离=3h；