2024版新教材高考物理一轮复习特训卷-考点29实验-探究平抛运动的特点.docx

考点29实验：探究平抛运动的特点1用图示装置“探究平抛运动的特点”，甲图中，M、N为相同的斜槽，且都固定在背板上，开关同时控制两斜槽上电磁铁的通断P为一可以在横杆上左右移动的电磁铁，K为一光控开关(控制P的通断，当铁球经过此处时K断开)，Q为倾斜挡板，背板与底座(如图乙)垂直步骤如下：调节高度旋钮，使两水平仪中气泡均处于中央；移去Q，接通电源，闭合S，让斜槽M、N上的电磁铁分别吸住两铁球，断开S，观察现象；再闭合S，让P及M的电磁铁分别吸住两铁球，断开S，观察现象改变P的位置，重复上述操作；将一坐标纸和复写纸固定在背板上，装上Q闭合S，让M的电磁铁吸住小球，断开S，钢球落到Q上，挤压复写纸，在纸上留下印迹上下调节Q，重复此过程，记录多个印迹：断开电源，取下坐标纸，根据印迹进行分析(1)调节左侧水平仪的目的是_；(2)步骤观察到现象是_，说明了_；(3)图丙中a、b、c、d为小球在平抛运动途中的几个位置，小方格的边长L2.5 cm，则a点_(选填“是”或“不是”)抛出点，初速度v0_m/s(取g10 m/s2)；(4)某次实验中，底座上右侧水平仪如图丁所示，若不计阻力，则可能出现的误差有_；A因背板上端向纸面外侧倾斜，导致v0测量值偏小B因背板上端向纸面外侧倾斜，导致v0测量值偏大C因背板上端向纸面内侧倾斜，导致v0测量值偏小D因背板上端向纸面内侧倾斜，导致v0测量值偏大22022·浙江1月，节选在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图1所示在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0).(1)下列说法正确的是_(单选).A实验所用斜槽应尽量光滑B画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据(2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0_(单选).ABCx0Dx0(3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_32023·福建福州三模采用如图甲所示的装置研究“平抛物体运动”的实验中丙(1)某同学得到如图乙中的三个痕迹点，坐标纸每小格边竖直方向长为5 cm，当地重力加速度g9.8 m/s2，从图中可以判断出A点_(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点该小球从槽口末端水平抛出的初速度v0_m/s(保留2位有效数字).(2)另一同学建立的直角坐标系如图丙所示，他在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初速度的测量值为v0_(已知重力加速度为g)，测量值比真实值要_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).42023·江苏泰州3月模拟用如图甲所示装置研究平抛运动的轨迹将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的木板上钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在竖直挡板MN上由于竖直挡板与竖直木板的夹角略小于90°，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点每次将竖直挡板向右平移相同的距离L，从斜槽上同一位置由静止释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点(1)实验前需要检查斜槽末端是否水平，正确的检查方法是_；(2)以平抛运动的起始点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立坐标系将钢球放在Q点，钢球的_(选填“最右端”“球心”或“最下端”)对应白纸上的位置即为坐标原点；(3)实验得到的部分点迹a、b、c如图乙所示，相邻两点的水平间距均为L，ab和ac的竖直间距分别是y1和y2，当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为_钢球运动到b点的速度大小为_5利用频闪仪给运动物体拍照是研究物体做变速运动常用的实验手段在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点根据平抛运动规律分析下列问题(g取10 m/s2).(1)下面说法正确的是_(填选项前的字母).A使用密度大、体积小的小球B必须测出平抛小球的质量C斜槽轨道末端切线水平D尽量减小小球与斜槽之间的摩擦力(2)图乙中，频闪仪B所拍摄的频闪照片为图乙中的_(选填“a”或“b”).(3)测得图乙(a)中OP距离为45 cm，(b)中OP距离为30 cm，小球在P点速度大小应为_m/s.(结果可用根号表示)6“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示，小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动，竖直木板上固定有白纸，每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点，通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹(1)如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹，已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为(40 cm，20 cm)，g取10 m/s2，则小球平抛的初速度v0_m/s，若B点的横坐标为xB60 cm，则B点的纵坐标为yB_m；(2)一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点，用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A，将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在模板上留下痕迹B，O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y，则小球抛出时的初速度v0为_ABCD7用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹，一种设计原理如图甲所示物体A以某一初速度从O点水平抛出，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声红外接收装置B，B盒装有B1、B2两个超声红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离(1)为使运动轨迹更接近抛物线，物体A应选用下列哪种小球更合理_A小木球 B小钢球C小皮球(2)如图乙所示，某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，以抛出点O为坐标原点建立坐标系，若还测出了O点到B1、B2的距离，重力加速度未知，则由题中条件可以求出_A物体A的初速度B物体A的位置坐标C物体A的运动时间D物体A此时的速度方向考点29实验：探究平抛运动的特点1答案：(1)使斜槽末端切线水平，小球飞离斜槽后做平抛运动(2)P、M两电磁铁吸住的两铁球同时落地平抛运动的小球竖直方向做自由落体运动(3)不是1.0(4)C解析：(1)调节左侧水平仪的目的是：使斜槽末端切线水平，小球飞离斜槽后做平抛运动(2)步骤观察到现象是：P、M两电磁铁吸住的两铁球同时落地M处的电磁铁经过斜槽末端的光控开关K时，P处的电磁铁电源断开，两球在同一高度同时开始在空中运动，P处小球做自由落体运动，两铁球同时落地说明，平抛运动的小球竖直方向做自由落体运动(3)若a点是抛出点，则因为小球竖直方向做自由落体运动，相等时间内的竖直位移比应为135，但是图丙中各点竖直方向的位移比为123，故a点不是抛出点由图丙可知x2Lv0t，yLgt2，代入数据，联立可得v01.0 m/s.(4)由图丁可知，水平仪气泡偏下，故背板向纸面内倾斜因此图丙中坐标纸竖直方向的距离不是小球实际竖直方向下落的高度，实际竖直方向的分位移应为坐标纸中的距离在竖直方向的投影，即测量值y比实际值偏大，由ygt2可知，相邻两点间的时间的测量值t偏大而水平方向的距离与背板是否倾斜无关，故由xv0t可知，初速度的测量值偏小故选C.2答案：(1)C(2)D(3)确保多次运动的轨迹相同解析：(1)斜槽轨道不需要光滑，只需要从同一位置静止释放小球，使其到达斜槽末端的速度相同即可，故选项A错误；由于描点可能出现误差，因此不是把所有的点都用曲线连接起来，选项B错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，这样误差较小，选项C正确(2)根据平抛运动规律有x0v0t、y0gt2，联立可得v0x0，选项A、B、C错误，D正确(3)为了保证能画出同一个平抛运动轨迹上的多个点，必须要在同一位置由静止释放小球，以确保多次运动的轨迹相同(或“保证小球离开斜槽末端的速度v0相同，从而保证其运动轨迹相同”).3答案：(1)不是1.5(2)x偏大解析：(1)若A点为平抛运动的抛出点，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比应为135，由图可知，不满足此规律，故A点不是平抛运动的抛出点，由AB和BC水平方向位移相等，可知时间也相等，竖直方向水平方向分别列式y2Lgt2，水平方向3Lv0t，代入数据联立解得v01.5 m/s.(2)根据xv0t，ygt2，得v0x，因为坐标原点靠下，造成y值偏小，从而v0偏大4答案：(1)将钢球置于轨道平直段各处，都能静止，说明斜槽末端水平(2)球心(3)L解析：(1)将钢球置于轨道平直段各处，都能静止，说明斜槽末端水平(2)钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(3)由于两段水平距离相等，故时间相等，根据(y2y1)y1gt2解得t ，则初速度为vLb点的竖直速度vbyb点的速度vb.5答案：(1)AC(2)a(3)解析：(1)为了减小空气阻力的影响，使用密度大、体积小的小球，A正确；不必测出平抛小球的质量，B错误；为了使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端切线水平，C正确；因为每次从同一位置释放小球，小球每次运动与轨道的摩擦力都相同，所以不必减小小球与斜槽之间的摩擦力，D错误(2)频闪仪B拍摄小球在竖直方向上的运动，频闪照片为a；(3)根据平抛运动规律得0.45gt2；0.30v0t；vP 解得vP m/s.6答案：(1)20.45(2)B解析：(1)根据yAgt2可得t0.2 s，由xAv0t可得v02 m/s.由xBv0tB可得tB0.3 s，则yBgt0.45 m.(2)根据平抛运动的规律可得x1v0t1，x2v0t2，ygtgt，联立解得v0 ，故A、C、D错误，B正确7答案：(1)B(2)BD解析：(1)为减小空气阻力的影响，应选用小钢球更合理故选B.(2)设A点坐标为(x，y)，由几何关系可得ABx2(OB1y)2；ABx2(OB2y)2，由题意可知，AB1、AB2、OB1、OB2均已知，联立可解得x、y，即可确定物体A的位置坐标，B正确；由平抛位移公式可得xv0t；ygt2由于重力加速度g未知，故无法求得运动时间t及初速度v0，A、C错误；由速度偏角公式可得tan ，由位移偏角公式可得tan ，对比可得tan 2tan .故可确定物体A此时的速度方向，D正确