疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手…——2020 高考物理第 11 题答案解析

2020_江苏卷

2020 江苏 第 11 题 解答题 区分题
2020_江苏卷

11.疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如题图1所示。


图1


图 2

(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是

(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把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球,从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能,开始摄像

(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 $\frac { 1 } { 6 } \mathrm { { s } }$ ,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为$\mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ C

(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,\_\_ \_\_\_(选填“仍能”或“不能”)用③问中的方法测出重力加速度。

参考答案

(1) 小钢球; (2) ①; (4) ② ③. 9.61(9.5\~9.7) (4). 仍能

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【答案】 (1). 小钢球 (2). ①③④② ③. 9.61(9.5\~9.7) (4). 仍能

【解析】

【详解】(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响,所以密度大体积小的小钢球最适合;

(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上,安装好三脚架,调整好手机摄像头的位置;因为下落时间很短,所以一定要先打开摄像头开始摄像,然后在将小球从刻度尺旁静止释放,故顺序为①③④②;

> ③由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm,26.50cm,77.20cm;小球做自由落体运动,根据 $\Delta x = g T ^ { 2 }$ 可得

$$ g = { \frac { \Delta x } { T ^ { 2 } } } = { \frac { \left( 7 7 . 2 0 - \ 2 6 . 5 0 \right) ^ { \prime } \ 1 0 ^ { - 2 } - \ \left( 2 6 . 5 0 - \ 2 . 5 0 \right) ^ { \prime } \ 1 0 ^ { - 2 } } { \mathsf { R e } \breve { \frac { \omega } { \omega } } } } { \mathsf { R e } \breve { \frac { \omega } { \omega } } } { \mathsf { R e } \breve { \frac { \omega } { \omega } } } = 9 . 6 1 \mathrm { m / s ^ { 2 } } $$

(4)因为就算小球偏离了竖直方向,但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动,对实验结果无影响,故仍能用前面的方法测量出重力加速度。

[选修3-5]

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