某实验小组用光电计时器测量重力加速度，实验装置如图所示。实验步骤如下：①测量小钢球的直径D；②让钢球吸附器通电吸附小钢球，用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h；③将断开钢球吸附器的开关，让小钢球由静止释放，记录小钢球通过光电门所用的时间t；④改变光电门的位置，重复步骤②和③，记录多组关于h、t的数据。请回答下列问题：

1. 某实验小组用光电计时器测量重力加速度，实验装置如图所示。实验步骤如下：

①测量小钢球的直径D；

②让钢球吸附器通电吸附小钢球，用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h；

③将断开钢球吸附器的开关，让小钢球由静止释放，记录小钢球通过光电门所用的时间t；

④改变光电门的位置，重复步骤②和③，记录多组关于h、t的数据。

请回答下列问题：

(1) 根据步骤①②③可知，小钢球通过光电门时的速度为（结果用题中所给的字母表示）；

(2) 以h为纵坐标，以 $\text{[math]}$ 为横坐标，根据实验测得的数据在坐标纸上描点，拟合图线，得到的图像最合理的是______； A.

B.

C.

D.

(3) 根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，则重力加速度的表达式为 $\text{[math]}$ ；

(4) 一小组成员经过分析发现，由于小钢球的直径不是足够小，利用光电门求得的速度实际上不是小钢球通过光电门的平均速度，分析可知，用上述实验方法得到的重力加速度值小于真实值，这种误差属于（选填“系统”或“偶然”）误差。

【考点】

匀变速直线运动规律的综合运用; 重力加速度;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某同学用如图所示的装置测量重力加速度的大小，实验操作步骤如下：

（1）将直尺竖直固定在铁架台的横杆上，将光电门1和光电门2固定在直尺的适当位置；

（2）测得两个光电门之间的竖直高度差为 $\text{[math]}$ ；

（3）用游标卡尺测得圆柱形重锤的高度为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 相比 $\text{[math]}$ 很小）；

（4）接通光电门电源；将重锤从光电门1正上方由静止释放，让重锤下落并穿过两个光电门；

（5）若重锤通过光电门1时，光电门记录的时间为 $\text{[math]}$ ，重锤通过光电门2时，光电门记录的时间为 $\text{[math]}$ 。

（6）通过上述相关物理量可得，重锤通过光电门1时的速度大小为 $\text{[math]}$ ，重锤通过光电门2时的速度大小为 $\text{[math]}$ ，计算重力加速度的表达式为 $\text{[math]}$ 。（用 $\text{[math]}$ 表示）

实验探究题普通

2. 某同学用如图1所示的装置测定重力加速度(交流电频率 $\text{[math]}$ 赫兹)

（1）打出的纸带如图 $\text{[math]}$ 所示，实验时纸带的端应和重物相连接．(选填“甲”或“乙”)

（2）纸带上取连续的 $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 点为计数点，由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度为 $\text{[math]}$ (结果保留三位有效数字)

（3）当地的重力加速度数值为 $\text{[math]}$ ，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

实验探究题普通

3. 某同学以竖直墙面为背景，使用手机频闪照相功能拍摄小球自由下落过程，通过对频闪照片的研究，粗略测定当地的重力加速度大小。请回答下列问题：

(1) 下列说法正确的是___________。 A. 应选用密度大的小铁球而不是密度小的泡沫球做实验 B. 实验中必须要测出小球的质量 C. 实验中需要测出小球的直径

(2) 图为该同学拍得的频闪照片的一部分，该同学发现每次频闪照相时小球相对于所在砖的位置均相同，若测得上、下相邻两块砖的上边缘距离为d，频闪照相机的频率为f，则小上球到达位置“2”时的速度大小 $\text{[math]}$ ，当地的重力加速度大小g=。（均用已知的物理量符号表示）

实验探究题普通