某学习小组利用图1所示装置测量小球做自由落体运动的加速度。现有的器材为：铁架台、小球、光电门、刻度尺等。请回答下列问题：

1. 某学习小组利用图1所示装置测量小球做自由落体运动的加速度。现有的器材为：铁架台、小球、光电门、刻度尺等。请回答下列问题：

(1) 用刻度尺测量小球的直径d时示数如图2所示，则其读数为cm；

(2) 将小球从A处由静止释放，数字计时器记录下小球通过光电门的挡光时间为t=1.60×10^-3s，则小球通过光电门时的速度大小为m/s；（结果保留三位有效数字）

(3) 根据现有器材，为了测量小球的加速度，只需要再测量的一个物理量是（用文字表示）。

【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. 某同学利用图甲中的装置研究自由落体运动规律，并得到了几条较为理想的纸带。由于不小心，其中一条纸带被撕断了，已知打点计时器的工作频率为50Hz。

(1) 这几段纸带上均为每5个点取一个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，先后编为0、1、2、3、4、5和6。选项B、C、D中的纸带，与选项A中纸带属于同一条的是。 A.

(2) 该同学又设计了一个研究自由落体运动规律的装置，如图乙，电磁铁和光电门固定在铁架台上。

①先用游标卡尺测得铁球的直径d；

②为了减小实验误差，电磁铁下表面到光电门的高度差要稍大一些；

③给电磁铁通电，将铁球吸附在电磁铁下面，用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门的距离h（ $\text{[math]}$ ，给电磁铁断电，铁球自由下落通过光电门，与光电门连接的数字计时器显示铁球通过光电门的遮光时间t，保持电磁铁的位置不变，多次改变光电门的位置，重复实验，测得多组h、t的值。作 $\text{[math]}$ 图像，则作出的图像应是图丙中的图线（填“a”“b”或“c”），若图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=（用d和k表示）。

实验探究题普通

2. 学校物理兴趣小组在暗室中用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。

实验步骤如下：

A．在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下；

B．用频闪仪发出的光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；

C．用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度；

D．采集数据进行处理。

(1) 在步骤B中，当看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率（填“大于”、“小于”或“等于”）水滴滴落的频率。

(2) 若频闪仪的闪光频率为 $\text{[math]}$ s，读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，第3个水滴此时的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。

(3) 该实验引起系统误差的原因可能是（写出一条即可）。

实验探究题普通

3. 小义同学用光电计时器研究自由落体运动，实验装置如图甲所示。步骤如下：

①测量小钢球的直径D；

②让电磁铁吸附小钢球；

③安装光电门并调节光电门的位置，使小钢球下落通过光电门时，光电门的激光束可以正对小球的球心；

④用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h；

⑤断开电磁铁开关，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；

⑥竖直移动光电门的位置，重复步骤④和⑤，记录多组关于h、t的数据。

(1) 根据实验步骤可知，小钢球通过光电门时的速度为（用题中所给的字母表示）；

(2) 老师指导小义以h为纵坐标、t ⁿ（n=±1，±2）为横坐标在坐标纸上描点作图，图像如图乙所示。为了获得线性的拟合图线，从而更好地观察规律，n应该取（填“-1”、“+1”、“-2”或“+2”），得到的图像最合理的是（填“a”、 “b”或“c”）；

(3) 根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，由可知重力加速度的表达式为g=（用题中所给的字母表示）；

(4) 小义发现，实验测量出来的重力加速度与本地重力加速度的实际值不符合。经过检查发现，其原因是步骤③光电门的位置没有调节好，导致小钢球通过光电门时，球心略微偏离光电门的激光束。则测量的重力加速的值比实际值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

实验探究题普通