题目内容

（10分）某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图所示，实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等，小钢球的初始位置与标度O平齐，O、A、B、C、D、E间距相等，竖直杆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，光电门可以在竖直杆上移动．

(1) 某同学用游标卡尺测量小钢球的直径，如图所示，读数为______ cm.

(2) 先将光电门夹在A处，光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t，量出OA的距离为h，小钢球的直径为d，则小钢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)．
(3) 该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验，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t，此时光电门应固定在位置________(填“B”“C”“D”或“E”)处．

(1) 0.750 cm  (3分)   (2)  (2分)  　 (2分)   (3)  D     (3分)

解析试题分析：（1）注意游标卡尺主尺的最小单位是mm，先读出mm再换算成cm
（2）由于钢球较小，认为小球通过光电门的瞬时速度就是（小球通过光电门的平均速度）；根据
算出当地重力加速度；
（3）当通过的时间为，则运动速度为经过A点时速度的2倍，根据，说明下落的高度为OA的4倍，因此光电门应固定在位置D处。
考点：自由落体运动

练习册系列答案
相关题目

小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整。

（1）他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为　   mm。
（2）他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择开关旋至电阻挡“×10”挡位；
②将红、黑表笔短接，调节　　　旋钮（填图乙中的“A”或“B”或“C”），使欧姆表指针对准电阻的　　　　　　处（填 “0刻线”或“∞刻线”）；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图丙所示；
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡　　　　挡位（填“×1”或“×1k”），重新进行　　　　　              ；
⑤重新测量得到的结果如图丁所示，则金属丝的电阻为　　　　　Ω。
（3）他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值，他用如图所示的装置进行测量，其中部分器材的规格为：电源E（两节干电池，3V），电流表（量程0.6A，内阻约1Ω），电压表（量程3V，内阻约10kΩ），滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流1 A）。要求滑动变阻器采用限流式接法，为了减小实验误差，请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。

在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，已知交变电流的频率f=50Hz。从0点开始，每5个点取一个计数点，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：x1=1.85cm，x2=3.04cm，x3=4.25cm，x4=5.48cm，x5=6.68cm，x6=7.90cm。

（1）在计时器打出计数点4时，小车的速度v4=      cm/s（结果保留3位有效数字）。
（2）加速度a =      m/s2。（结果保留3位有效数字）。

如图所示为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略不计）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空。

实验步骤如下：
（1）将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；
（2）测出挡光条的宽度L和两光电门中心之间的距离s；
（3）将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
（4）读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；
（5）用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；
（6）滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=　 　 和Ek2=　 　 ；
（7）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少ΔEp=　　；（重力加速度为g）
（8）如果满足关系式　 　 ，则可认为验证了机械能守恒定律。

橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实际都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是______。

A．NB．mC．N/mD．Pa
（2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a应该是___      。（选填“螺旋测微器”或“游标卡尺”）
（3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=     N/m(结果保留两位有效数字)

（4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=      .(结果保留一位有效数字)

有同学利用如图（甲）所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，在三段绳上分别挂上三组钩码，每个钩码的重量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力，回答下列问题：

（1）（多选题）改变钩码个数，实验能达到平衡的是：
A．钩码的个数
B．钩码的个数
C．钩码的个数
D．钩码的个数
（2）（多选题）达到平衡后，需要记录的是：
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．记下各组钩码的个数
D．用天平测出钩码的质量
（3）（单选题）该学生根据测量数据在白纸上画出了图（乙）
所示的五个力，以验证力的平行四边形定则，则：

A．是的平衡力
B．、的合力是
C．、大小一定相等
D．和不重合，说明实验失败

某学习小组探究“功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示。图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出。通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系”。

①实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是______。
A．防止小车不能被橡皮筋拉动  
B．便于小车获得较大的弹射速度
C．防止纸带上点迹不清晰
D．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
②关于橡皮筋做功，下列说法正确的是______。
A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量         
B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍
③如图是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是______m/s。

在“利用单摆测重力加速度”的实验中：

（1）甲同学测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度值，造成这一情况的可能原因是____；

A．测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成摆长
B．测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表并记为第1次，此后摆球第50次通过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为t，并由计算式求得周期
C．开始摆动时振幅过小
D．所用摆球的质量过大
（2）乙同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用卡尺测得摆球直径如图甲所示为_______cm，然后用秒表记录单摆完成全振动50次所用的时间，从图乙可读出时间为____________s，当地的重力加速度g=________m/s2。（重力加速度的计算结果保留三位有效数字）
（3）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，丙同学设计了一个巧妙的方法而不用测量摆球的半径。具体作法如下：
①第一次悬线长为L1时，测得振动周期为T1；
②第二次增大悬线长为L2时，测得振动周期为T2；
③根据单摆周期公式可求得重力加速度为g=__________________。（用题给符号表示）

贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻．所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．
(1)珊珊连接了一个如下图所示的电路，她接下来的操作是：

①将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S1.
请你解答下列问题：

图甲所示电阻箱的读数为________Ω，图乙所示的电压表读数为________V．由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω(计算结果保留三位有效数字)．
(2)在完成上述操作后，珊珊继续以下的操作：
将S2切换到a，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的图线．
由此可求得电源电动势E＝________ V，电源内阻r＝________Ω.

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