题目内容

(6分)某同学用光电门和数字计时器测量自由落体的重力加速度,实验装置如图所示:

①将光电门A、B和电磁铁安装在支架上,调整它们的位置使三者在一条竖直线内.当电磁铁断电释放小球后,小球能顺利通过两个光电门.
②实验时先接通电磁铁电源吸住小球,再切断电磁铁电源,小球落下,此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门A、B的时间TA、TB
③测出从小球下落过程中从光电门A到光电门B的距离h及小球的直径D,则小球通过光电门A时的速度为      ,当地重力加速度g的表达式是                  (用已知量和测量量表示).

(每空3分,共6分)     

解析试题分析:小球通过光电门时由于速度较大,光电门较小,可认为小球匀速通过,所以速度为,由运动学公式可知
考点:考查测量自由落体的重力加速度
点评:本题难度中等,本实验采用的光电门的模型,具有的特点时小球经过光电门时看做匀速运动,用一种估算的方法确定瞬时速度大小

练习册系列答案
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如图甲所示的光电门传感器是测定瞬时速度大小的仪器,其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端,当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时,和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t,则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小.精英家教网
(1)为了减小测量瞬时速度的误差,应该选择宽度比较
 
(选填“宽”或“窄”)的挡光板.
(2)如图乙所示是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置,他将该光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,小车每次都从同一位置A点由静止释放.精英家教网
①如图丙所示,用游标卡尺测出挡光板的宽度d=
 
mm,实验时将小车从图乙中的A点由静止释放,由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光的时问间隔△t=0.02s,则小车通过光电门时的瞬时速度大小为
 
m/s;
②实验中设小车的质量为m1,重物的质量为m2,则在m1与m2满足关系
 
时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等;
③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间血,并算出小车经过光电门时的速度△t,通过描点作出线性图象,研究小车的加速度与力之间的关系.处理数据时应作出
 
(选填“v-m2”或“v2-m2,”)图象;
④某同学在③中作出的线性图象不过坐标原点,其可能的原因是
 

(1)某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器.实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2.为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明.

①(单选)选出下列还需要的实验测量步骤

A.用天平测出运动小物体的质量m

B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h

C.测出小物体释放时离桌面的高度H

D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t

②若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足________________________关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的.

(2)①为测量某电阻丝R的电阻值,某同学用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“     ”档位(选填“×100”或“×1”),然后进行           ,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右图所示,则此段电阻丝的电阻为       Ω.

②如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:

U(V)

1.2

1.0

0.8

0.6

I(A)

0.10

0.17

0.23

0.30

I.R0的作用是                   

II.用作图法在坐标系上作出U-I图线;

III.利用图线,测得电动势E=         V,内阻r =        Ω。(结果保留两位有效数字)

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