高中物理人教（新课标）必修1同步练习：第二章匀变速直线运动的研究实验探究测定重力加速度-在线组卷题库

1. 疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。

(1)、家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是。

(2)、下列主要操作步骤的正确顺序是。（填写各步骤前的序号）

①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像

(3)、停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为

\frac{1}{6} s

，刻度尺的分度值是

1mm

，由此测得重力加速度为

m / s^{2}

。

(4)、在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。

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2. 某活动小组利用图甲所示装置测定重力加速度．钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，小球的直径d。

(1)、小球通过光电门A的速度是，通过光电门B的速是；

(2)、测得重力加速度为。（用题中字母表示）

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3. 丁丁同学想通过频闪照相研究小球的自由落体运动，从而计算重力加速度。如果得到的频闪照片如图，单位是厘米。频闪的时间间隔T=0.04 s.，利用这些数据：

①根据照片可以判断小球做匀加速直线运动，理由是（请用文字描述）；

②由第一问的方法求当地重力加速度g的表达式为；

③若所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，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：。

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4. 小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f，当地重力加速度为g。

(1)、要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量（填选项前的字母）。

A、墙砖的厚度d B、小球的直径D C、小球的质量m

(2)、照片中A位置（“是”或“不是”）释放小球的位置。

(3)、如果表达式（用题设条件中给出的物理量表示）在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。

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5. 同学们利用如图所示方法估测反应时间．

首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间．当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为 $x$ ，则乙同学的反应时间为（重力加速度为 $g$ ）．

基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4s，则所用直尺的长度至少为cm（ $g$ 取10m/s²）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的（选填“相等”或“不相等”）.

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6. 用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示。当纸带在钩码带动下向下运动时，打点计时器在纸带上打下一系列的点。

(1)、该实验中，下列方法有助于减小实验误差的是___________.

A、应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算 B、选用的钩码的质量应尽可能小些 C、操作时，应先释放纸带，后接通电源 D、打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上

(2)、某同学在正确操作下，选取了一条点迹清晰的纸带，并测得连续三段相邻点的距离，但不小心将该纸带撕成了三段，并丢失了中间段的纸带，剩余的两段纸带如图所示，其中A、B 两点的距离x₁ = 9.8 mm，C、D两点的距离x₂=17.6 mm.已知电源的频率为50 Hz.在打点计时器打下C、D两点的过程中，钩码的平均速度v= m/s.

(3)、实验测得当地的重力加速度g=

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7. 某同学用如下图所示的装置测定重力加速度：

(1)、电火花计时器的工作电压为；频率为

(2)、打出的纸带如图所示，实验时纸带的（填“甲”或“乙”）端应和重物相连接.

(3)、纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为m/s².

(4)、当地的重力加速度数值为9.8 m/s² ，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因。

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8. 某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图1所示，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铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．

(1)、先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间△t₀ ，量出小球释放点距A的距离为h₀ ，测出小球的直径d（d远小于 h₀）．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 g= ．（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0.5△t₀ ，请你判断此时光电门距A处的距离△h= ．（用（1）中所给字母表示）

(3)、由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点P（图中未画出）之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间△t．移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验．利用实验数据绘制出如图2所示的图象，已知图象斜率为k，纵截距为b，根据图象可知重力加速度g=

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9. 某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐.

(1)、根据图中的数据，请你读出小球运动到照片中第5个相点时，下落的高度为 m；

(2)、若所用照相机的曝光频率为f ，照片上1、3相点距离和1、5相点距离分别为s₁、s₂ ，则相点2所对应小球的速度v＝，小球自由下落的加速度a＝.

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10. 自由落体仪如图所示，其主体是一个有刻度的立柱，其上装有磁式吸球器、光电门1、光电门2、捕球器、小钢球(直径d＝1 cm)，利用自由落体仪测量重力加速度实验步骤如下：

①将自由落体仪直立于水平地面上，调节水平底座使立柱竖直，固定好吸球器．

②适当调节两光电门1、2的位置，由刻度尺读出两光电门的高度差为h₁ ，用吸球器控制使小球自由下落，由光电计时器读出小球从光电门1到光电门2的时间，重复数次，求出时间的平均值为t₁.

③光电门1不动，改变光电门2的位置，由刻度尺读出两光电门的高度差为h₂ ，用吸球器控制使小球自由下落，由光电计时器读出小球由光电门1到光电门2的时间，重复数次，求出时间的平均值为t₂.

④计算重力加速度值g.

请回答下列问题：

(1)、在步骤③中光电门1保持不动的目的是 ________.

A、保证小球每次从光电门1到光电门2的时间相同 B、保证小球每次通过光电门1时的速度相同 C、保证小球每次通过光电门1时的重力加速度相同

(2)、用测量的物理量表示重力加速度值g＝.

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11. 某同学用图所示的装置测定重力加速度 (电源频率为50Hz)

(1)、电火花打点计时器的工作电压为V，打点周期是s。

(2)、纸带中间选取连续的几个点（A点至E点），测出它们到第一个点O点间的距离，由纸带上所给的数据可计算出实验时重锤的加速度为m/s²（结果保留三位有效数字）。

(3)、当地的重力加速度数值为9.80m/s² ，请列出测量值与当地重力加速度的实际值有差异的一个原因。

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12. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始在桌面上做匀加速直线运动，重物落地后，物块再做匀减速直线运动一段距离才停在桌面上（尚未到达滑轮处)。

(1)、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轻推小车。

C ．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。

D ．把打点计时器固定在水平玻璃板的一端。

E .让纸带穿过限位孔，并使纸带位于复写纸的上方。

上述实验步骤的正确的先后顺序是：，所列步骤有一项存在错误，它是(用字母填写)。

(2)、在打点清晰的纸带上选取了如图乙所示的一系列计数点，两相邻计数点间还有四个点未画出，所以交流的的频率是50Hz，则纸带上相邻两计数点间的时间间隔为s；

(3)、由纸带算出打下计数点4时对应的速度大小v₄=m/s(计算结果留三位小数)；

(4)、以计数点1为计时起点，利用描点法在图丙中画出物块的v-t图象如图所示，由图象：

①算得重物落地前物块的加速度大小是m/s²

②在图丙中标出重物刚落地时刻对应的点(保留作图痕迹) 。

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13. 利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要先调整好仪器，重物下落时打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。

(1)、为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有________。(填正确选项前的字母)

A、天平 B、秒表 C、刻度尺

(2)、实验所用的电源是（_______）

A、4-6V的交流电 B、4-6V的直流电 C、220V的交流电 D、220V的直流电

(3)、该实验装置中的一处不妥之处：

(4)、某同学改正装置后在实验中得到了一条如图所示的纸带，下列正确的是 _________

A、纸带的左端是与重物相连的 B、纸带的右端是与重物相连的 C、实验时先松开纸带，再接通电源打点 D、实验时先接通电源打点，再松开纸带

(5)、若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：。

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14. 对于落体的运动规律的研究，历史上有两位著名的科学家做出了具大的贡献，他们是亚里士多德和伽利略．关于他们的研究工作，回答以下问题：

(1)、对“落体运动快慢”问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的研究方法和观点．请完成下表：

	亚里士多德	伽利略
研究问题的方法	思辨
观点		物体下落快慢与物体轻重无关

(2)、科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等．伽利略对落体的运动规律探究过程如下：

A．伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里斯多德的观点．

B．伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点．

C．为“冲淡”重力，伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况．

D．伽利略换用不同质量的小球，沿同一斜面从不同位置由静止释放，并记录相应数据．

E．伽利略改变斜面的倾角，重复实验，记录相应数据．

F．伽利略对实验数据进行分析．

G．伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面的倾角增大到90°时．

①与上述过程中B步骤相应的科学探究要素是．

②与上述过程中F步骤相应的科学探究要素是．

(3)、伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，但在伽利略时代无法直接测出物体运动的速度．伽利略借助于数学方法，通过数学推理，巧妙地将研究“速度与时间的关系”转换为研究“位移与时间的关系”，解决了这一难题．接着，伽利略用一条刻有光滑凹槽的长木板做成一个斜面，让小球沿斜槽滚下，同时使用水钟测量时间．下表是伽利略手稿中记录的一组实验数据．

时间单位t	1	2	3	4	5	6	7
距离单位s	32	130	298	526	824	1192	1600

(4)、伽利略将研究“速度与时间的关系”转换为研究“位移与时间的关系”的研究方法叫做“转换法”．下面给出的四个实例，其中采取的研究方法与上述研究方法相同的是

A、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体 B、在研究力和运动的关系时，为消除摩擦力的影响，伽利略用理想实验的方法对这一问题进行研究 C、在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系；然后再保持力不变研究加速度与质量的关系 D、在“探究弹性势能的表达式”的探究活动中，我们通过研究“拉力做功与弹簧的劲度系数k和弹簧伸长量l的关系”，得出了弹性势能的表达式

(5)、写出伽利略得出的位移与时间的关系．（提示：自由落体运动初速度为0）

(6)、

上表的实验数据能验证伽利略得出的位移与时间的关系吗？如果能，请简要写出你的理由，并在下列坐标纸中作出能直观反映这一结论正确的图象．如果不能，请说明理由．

（如有需要可利用上表中的空格，作图时请标明横轴的意义．）

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高中物理人教（新课标）必修1同步练习：第二章 匀变速直线运动的研究 实验探究 测定重力加速度

一、实验探究题

高中物理人教（新课标）必修1同步练习：第二章匀变速直线运动的研究实验探究测定重力加速度