- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

2025届四川省遂宁市蓬溪中学校高三上学期模拟考试物理试卷

某同学用如图所示的装置来测量当地的重力加速度， $\text{[math]}$ 为竖直木板，让小球从 $\text{[math]}$ 点等高处由静止释放，右侧用一束平行光照射小球，小球在下落的过程中便在木板上留下影子。用频闪照相机拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的 $\text{[math]}$ 几个点。现测得 $\text{[math]}$ 点到各点的距离分别为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，回答下列问题：

（1）、为了减小空气对小球的阻力，应选择质量（选填“小”、“大”，下同），体积的小球来做实验。

（2）、由匀加速直线运动的规律可得，影子在 $\text{[math]}$ 点时的速度是在 $\text{[math]}$ 点时的速度的倍。若照相机的闪光周期为 $\text{[math]}$ ，则当地重力加速度的表达式为 $\text{[math]}$ （用 $\text{[math]}$ 中符号表示）。

举一反三

某同学用如图所示装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门A、B，小铁球被吸在电磁铁上，调节光电门的位置，使小球下落时球心正好通过光电门。两光电门与数字计时器相连，能记录小球从光电门A运动到光电门B的时间。

智能手机内置很多传感器，磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件，利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下：

（1）在长直木条内嵌入7片小磁铁，最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图（a）所示。

（2）开启磁传感器，让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器，然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。

（3）以木条释放瞬间为计时起点，记录下各小磁铁经过传感器的时刻，数据如下表所示：

$\text{[math]}$	0.00	0.05	0.15	0.30	0.50	0.75	1.05
$\text{[math]}$	0.000	0.101	0.175	0.247	0.319	0.391	0.462

（4）根据表中数据，在答题卡上补全图（b）中的数据点，并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的 $\text{[math]}$ 图线{#blank#}1{#/blank#}。

（5）由绘制的 $\text{[math]}$ 图线可知，下落高度随时间的变化是{#blank#}2{#/blank#}（填“线性”或“非线性”）关系。

（6）将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的平方 $\text{[math]}$ 的函数关系式为 $\text{[math]}$ 。据此函数可得重力加速度大小为{#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ 。（结果保留3位有效数字）

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{#blank#}1{#/blank#}。

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{#blank#}2{#/blank#}。（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{#blank#}3{#/blank#}m/s，重力加速度为{#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。