题目内容
4．如图1所示，某同学将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置测定重力加速度．
（1）所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需（填字母代号）中的器材．
A．直流电源 B．天平及砝码 C．4-6V交流电源 D．毫米刻度尺
（2）该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源后释放纸带与重物．请指出图中该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①打点计时器接在直流电源上，②开始时重物离打点计时器太远．
（3）下列做法中，正确的是D
A．重物应选择体积大、质量小的物体
B．必需使用天平测出重物的质量
C．必需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
（4）得到的纸带如图2所示，数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为cm；物体在打下点D时的速度大小为1.48m/s．物体的加速度大小为9.63m/s2．该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力．（计算结果保留三位有效数字）
分析 （1）根据用打点计时器测重力加速度的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材；
（2）本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题；
（3）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
（4）刻度尺为毫米刻度尺，需要进行估读，故在读数时应保留到十分之一毫米位，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，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，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．
解答 解：（1）电磁打点计时器需接4-6V交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要毫米刻度尺，故AB错误，CD正确．
故选：CD．
（2）打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远；
（3）A、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，故A错误．
B、因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量，故B错误．
C、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表．故C错误．
D、纸带上两点迹间的距离，就是重物相应的下落高度，故D正确．
故选：D．
（4）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位，这五个数据中不符合有效数字读数要求的是：2.0，应改为2.00cm．
ABCDEF是打点计时器连续打出的点，因此计数点之间的时间间隔为：T=0.02s；
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为：
vD=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{10.32-4.39}{2×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s=1.48 m/s
根据逐差法有：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{10.32-4.39-4.39}{0.0{2}^{2}×4}×1{0}^{-2}$ m/s2=9.63 m/s2，
由于重物下落的过程中不可避免的存在摩擦力及空气的阻力，因此所测重力加速度比实际的要小．
故答案为：（1）CD；
（2）①打点计时器接在直流电源上；②开始时重物离打点计时器太远．
（3）D；
（4）2.00； 1.48； 9.63；实验中存在摩擦力及空气的阻力．
点评 知道毫米刻度尺读数时要进行估读，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，要注意单位的换算．
阅读快车系列答案
如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，板的右端到荧光屏的距离为b，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．
风洞是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备．某学习小组开展风洞研究性学习活动，如图所示，在长为L=1.44m的竖直玻璃管中加竖直向上的风力，甲球从上管口正上方以速度υ0=4m/s进入玻璃管，经过时间t=0.4s从下管口落出．当甲球进入玻璃管的同时，在玻璃管旁、距离上管口h=0.5m处，乙球开始做自由落体运动，g取10m/s2．求：| A． | 甲、乙通过的位移不相等 | B． | 甲的平均速度一定比乙小 | ||
| C． | 甲的平均速度一定比乙大 | D． | 甲的瞬时速度一定比乙大 |
| A． | 物体由于做圆周运动而产生一个向心力 | |
| B． | 向心力不改变做匀速圆周运动物体速度的大小 | |
| C． | 做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力 | |
| D． | 做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力 |
如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦），在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 物体A也做匀速直线运动 | |
| B． | 物体A做匀加速直线运动 | |
| C． | 绳子对物体A的拉力等于物体A的重力 | |
| D． | 绳子对物体A的拉力大于物体A的重力 |
如图所示，两平行金属板（开始时不带电）水平放置，在板间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）．某带正电的离子以大小为v0的初速度水平向右贴着上板进入板间，刚好下板边缘射出，射出时速度方向与下板成60°角．若撤去磁场，在两平行金属板间加竖直向下的匀强电场，使该离子以原来的初速度进入该区域，也恰好从下板边缘射出，不计离•子的重力，下列判断正确的是（ ）| A． | 匀强电场的电场强度大小为$\frac{4}{3}$Bv0 | |
| B． | 匀强电场的电场强度大小为$\frac{2\sqrt{3}B{v}_{0}}{3}$ | |
| C． | 离子穿过电场和磁场的时间之比为$\frac{3\sqrt{3}}{2π}$ | |
| D． | 离子穿过电场和磁场的时间之比为$\frac{2\sqrt{3}π}{9}$ |