物理兴趣小组的同学们用电火花打点计时器测当地的重力加速度，装置如图甲所示。将电火花打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。

1. 物理兴趣小组的同学们用电火花打点计时器测当地的重力加速度，装置如图甲所示。将电火花打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。

(1) 下列实验措施正确的是____（请填选项前的字序号） A. 重物体积要小，材料可以选择塑料球、木球、橡皮球或铁球 B. 必须用天平测出重物的质量 C. 纸带要与限位孔平行，减小纸带与限位孔之间的摩擦 D. 电火花打点计时器需用 $\text{[math]}$ 的低压交流电源

(2) 实验中得到一条点迹清晰的纸带，部分计数点如图乙所示，每两个相邻计数点之间还有两个计时点未画出。纸带的端与重物相连（选填“左”或“右”）。若要充分利用测量的数据，则测得重力加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留3位有效数字）。

(3) 某同学考虑用自由落体运动的位移公式 $\text{[math]}$ 求出重力加速度，其中 $\text{[math]}$ 为计数点 $\text{[math]}$ 之间的距离， $\text{[math]}$ 为计数点 $\text{[math]}$ 之间的时间间隔。该同学的做法是否合理？若合理，请求出重力加速度的值；若不合理，请简要说明理由。

【考点】

自由落体运动; 重力加速度;

【答案】

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实验探究题普通

1. 小明同学在学习完“自由落体运动”的内容后，用手机拍摄物体自由下落的视频，利用逐帧播放功能截取图片，根据图中小球的位置来测量当地重力加速度，实验装置如图1所示。

（1）家中有不同材质的小球，其中最适合用作实验中下落物体的是。

A.小塑料球 B.乒乓球 C.小钢球

（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打开手机摄像功能，开始摄像

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置

④把刻度尺竖直固定在墙上

（3）停止摄像，利用视频逐帧播放，从中截取三帧连续的图片，图片中的小球和刻度如图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 $\text{[math]}$ ，刻度尺的分度值是1mm。由此测得：第2幅图片中小球的下落速度为m/s，重力加速度为 $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。

（4）在实验中，测出的重力加速度比当地实际重力加速度。（填“相等”“偏大”或“偏小”），可能的原因是。

实验探究题普通

2. 某学习小组为了测量当地的重力加速度大小，设计了如图甲所示的实验装置。

(1) 实验时应（填“先接通打点计时器再释放纸带”或“先释放纸带再接通打点计时器”）。

(2) 图乙为按正确的操作完成实验时获得的清晰纸带，纸带上各点均为计时点，已知打点计时器的打点周期为T， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均为已知量，则纸带上打出A点时重锤的速度大小 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。（均用给定的物理量符号表示）

(3) 若实验时打点计时器的实际打点周期偏大，而数据处理时却仍按理论打点周期计算，则通过实验计算得到的加速度相较于真实值（填“偏大”“偏小”或“准确”）。

实验探究题普通

3. 某同学用如图甲所示装置测量当地重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）实验中，下列说法正确的是。（填字母）

A．用秒表测量重物运动的时间

B．安装纸带时应使重物靠近打点计时器

C．先松开上方夹子释放纸带，再接通电源

D．每打完一条纸带应及时切断电源，防止打点计时器过热损坏

（2）按正确的步骤操作多次实验后，该同学得到一条点迹清晰纸带的部分如图乙示，已知打点计时器的工作频率为 $\text{[math]}$ ，图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为相邻的计数点．已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。则在打 $\text{[math]}$ 点时，重物下落的速度大小为 $\text{[math]}$ ，测出当地的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留三位有效数字）

实验探究题普通