专题07 实验与探究（期末真题汇编，河南专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦平抛运动与机械能守恒实验，汇编河南多地期末真题，通过多样化实验情境考查操作规范、数据处理及误差分析能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题|22题|研究平抛运动、探究功与速度变化关系、验证机械能守恒定律|结合频闪照片、圆弧轨道等真实实验情境，如通过四分之一圆弧面装置考查平抛运动轨迹分析；设置多维度数据处理，如利用遮光时间计算速度验证机械能守恒；融入误差分析，如分析重力势能减少量大于动能增加量的原因|

专题07 实验与探究 1． 【答案】(1)ACD (2) 0.20 1.5 2． 【答案】(1)B (2) (3)确定 3． 【答案】(1)CD (2)静止释放小球的位置不同 (3)D 4． 【答案】(1) 0.05 1 (2) 1.25 （-2.5cm，-0.3125cm） 5． 【答案】(1)BC (2) 1.0 2.0 (3)9.7 6．【答案】(1)C (2) 0.5 2 (3)C 7． 【答案】(1) (2) 8．【答案】(1)A (2)＞ (3) ， 9．【答案】 不是 9.8 3.0 10． 【答案】(1)不需要 (2)C (3) 11．【答案】(1)BD (2) (3) (4)2g 12． 【答案】(1)B (2) (3) (4) (5)偏小 13． 【答案】(1)AD (2) C ，D (3)C 14． 【答案】 小球克服空气阻力做功 增大 15． 【答案】(1) (2) (3)D (4)C (5) 16． 【答案】(1)AD (2) C ，D (3)C 17． 【答案】 18． 【答案】(1) 相等 ，匀速 (2) 19． 【答案】(1)2.40 (2) 1.176 ，1.152 (3)B (4)9.70 20．【答案】(1) ， (2) 21． 【答案】(1) 一定平行 ， (2) ， (3) 22． 【答案】(1)A (2) 左 ，6.61×10-2 ，6.86×10-2 (3)D 试卷第1页，共3页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 抛体运动 3大高频考点概览 考点01 实验：研究平抛运动 考点02 实验：探究功与速度变化的关系 考点03 实验：验证机械能守恒定律 地 城 考点01 实验：研究平抛运动 一、实验题 1．（24-25高一下·河南驻马店·期末）某同学用如图装置研究平抛运动，将复写纸和白纸固定在竖直木板上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹，依次将木板水平右移距离x=30cm，记录小球落点 A、B、C， 测得三点间竖直距离分别为h1=60cm， h2=100cm。（g取 10m/s²） (1)下列说法正确的是 A．斜槽末端必须调节至水平 B．斜槽轨道越光滑误差越小 C．每次需从斜槽同一位置释放小球 D．可用重垂线校准竖直木板方向 (2)相邻两落点间的时间间隔T=_________s；小球平抛的初速度 ________ 。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)ACD (2) 0.20 1.5 【详解】（1）A．本实验是研究平抛运动，因此斜槽轨道末端必须保持水平，故A正确； B．只要保证小球每次抛出时的速度相同即可，与斜槽轨道的光滑程度无关，故B错误； C．为了保证小球每次抛出时的速度相同，每次小球必须从相同位置静止释放，故C正确； D．可用重垂线校准竖直木板方向，以保证记录的小球落点在竖直方向上的准确性，故D正确。 故选ACD。 （2）[1]小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有 解得 [2]在水平方向上，小球做匀速直线运动，则有 解得 2．（24-25高一下·河南漯河·期末）在探究平抛运动规律实验中，利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向（只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中），重力加速度为。如图所示，一半径为的四分之一圆弧面，圆心为，竖直，直管保持沿圆弧面的半径方向，管口在圆弧面内，可以根据需要沿圆弧面移动。平抛运动实验轨道抛出口位于线上且可以上下移动，抛出口至点的距离为。 (1)以下是实验中的一些做法，合理的是________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C．调整轨道角度的平衡摩擦力 D．选择密度更小的小球 (2)某次平抛运动中，抛出口位于点，直管移至点时小球恰好可以落入其中，测量出点和点的高度差，根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间_______，初速度________（用，，表示）。 (3)上下移动轨道，多次重复实验，记录每次实验抛出口至点的距离，不断调节直管位置以及小球平抛初速度，让小球能够落入直管。为提高小球能够落入直管的成功率及实验的可操作性，可以按如下步骤进行∶首先确定能够落入直管的小球在圆弧面上的落点，当确定时，理论上小球在圆弧面上的落点位置是________（填“确定”或“不确定”）的。 【答案】(1)B (2) (3)确定 【详解】（1）AC．斜槽轨道不需要光滑也不需要平衡摩擦力，只要抛出时每次速度相同即可，故AC错误； B．为保证小球做的是平抛运动，抛出时速度要水平，则安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故B正确； D．为减小空气阻力的影响，应选择密度更大的小球，故D错误。 故选B。 （2）由抛出到点过程，根据平抛运动规律有， 解得, （3）一定时，设落点与点连线与水平方向夹角为，根据位移规律 落点处速度方向的反向延长线过点，则 联立解得 一定，则用时一定，则竖直方向下落高度一定，则落点位置是确定的。 3．（24-25高一下·河南郑州·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中，用图1装置研究平抛运动在竖直方向分运动特点，用图2装置研究平抛运动轨迹。 (1)关于1、2两幅图，下列说法正确的是___________。 A．在图1中，重锤打击力度越大，右球落地时间越短 B．在图2中，使用粗糙斜槽可能增加实验系统误差 C．在图2中，斜槽轨道末端切线方向必须与重垂线垂直 D．无论在图1中还是在图2中，为了减小误差，我们都应该选择密度大、体积小的球 (2)在图2的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某同学得到的记录纸如图3所示，图中有一个点位于抛物线下方的原因可能是_________ (3)用图4装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下小球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，小钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴，各点迹坐标值分别为。测得小球直径为，则小球平抛初速度可能为___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)CD (2)静止释放小球的位置不同 (3)D 【详解】（1）A．图1中小球落地时间的长短只与小球距离地面的高度有关，与重锤打击的力度无关，故A错误； B．在图2中，使用粗糙斜槽后会影响小球到斜面末端时水平速度，但只要从同一点释放，平抛初速度就相同，故不会增加实验系统误差，故B错误； C．在图2中，斜槽轨道末端切线方向必须与重垂线垂直，以保证小球初速度方向水平，故C正确； D．无论在图1中还是在图2中，为了减小误差，我们都应该选择密度大、体积小的球，确保小球水平抛出后，空气阻力的影响最小，故D正确。 故选CD。 （2）图中有一个点位于抛物线下方可能是小球从斜面下落的初始位置偏低，小球抛出时的水平速度偏小所致。小球抛出的速度越小，相同水平位移内运动的时间长，小球竖直方向下落得多。 （3）AB．用图4装置进行实验，根据平抛运动规律有 联立解得，故AB错误； CD．根据平抛运动规律有 联立解得，故C错误，D正确。 故选D。 4．（24-25高一下·河南安阳·期末）用一张印有小方格（小方格的边长为）的纸和频闪相机记录平抛小球的运动轨迹，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，重力加速度。 (1)频闪相机拍摄相邻两张照片的时间间隔是______s。小球抛出时的速度为______m/s。 (2)小球在处的瞬时速度的大小为______，若以点为坐标原点，水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，则抛出点的坐标为______（结果以厘米为单位）。 【答案】(1) 0.05 1 (2) 1.25 （-2.5cm，-0.3125cm） 【详解】（1）[1][2]小球在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向，根据匀变速直线运动的推论有 代入数据解得 则水平方向的速度为 即小球抛出时的速度为 （2）[1]竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论，即中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得 则小球在处的瞬时速度的大小为 [2]在竖直方向上，根据匀变速直线运动速度时间公式可得小球运动到点的时间为 小球运动到点时，竖直方向的位移为 解得 小球运动到点时，水平方向的位移为 解得 根据图像可得小球运动到点时，水平方向和竖直方向的位移分别为， 若以点为坐标原点，则抛出点的坐标为（-2.5cm，-0.3125cm）。 5．（24-25高一下·河南信阳·期末）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空∶（结果均保留两位有效数字） (1)下列实验条件必须满足的有（　　） A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．坐标纸y轴必须竖直 (2)小球运动到图（b）中位置时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s； (3)根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s²。 【答案】(1)BC (2) 1.0 2.0 (3)9.7 【详解】（1）A．本实验不需要斜槽轨道光滑，故A错误； B．要使小球做平抛运动，斜槽轨道末段需要保持水平，故B正确； C．为避免小球与坐标纸发生碰撞影响小球的平抛运动，坐标纸y轴必须竖直，故C正确； 故选BC。 （2）[1]频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，则图（b)中两点之间间隔时间T=0.05s，每个方格的边长a=5cm，小球速度的水平分量大小； [2]在竖直方向，利用平均速度等于中间时刻的速度，可得 （3）在竖直方向，利用逐差法求加速度，可得 【点睛】 6．（24-25高一下·河南·期末）某实验小组为研究平抛运动规律，采用如图所示装置记录小球运动轨迹。实验装置如下：斜槽固定在水平桌面边缘，调节末端水平；竖直坐标纸（每小格边长）紧贴斜槽末端右侧；手机固定于正对坐标纸的某处，通过某软件拍摄小球平抛过程，相邻两帧时间间隔。实验时，小球从斜槽同一位置由静止释放，水平飞出后通过坐标纸区域，视频中标记小球在各帧的坐标（x，y）。 (1)下列实验操作中，不必要的是___________。 A．调节斜槽末端水平 B．用重锤线校准坐标纸竖直方向 C．测量小球的质量 (2)在某段视频中，小球连续三帧的坐标分别为：第一帧，第二帧，第三帧。 ①小球的水平初速度大小为___________； ②第二帧时小球的竖直分速度大小为___________。 (3)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，图中图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)C (2) 0.5 2 (3)C 【详解】（1）A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A必要，不符合题意； B．用重锤线校准坐标纸竖直方向，可使坐标纸的竖直方向与重力方向平行，准确记录小球在竖直方向的位移，故B必要，不符合题意； C．平抛运动的规律与小球的质量无关，所以测量小球的质量是不必要的，故C不必要，符合题意。 本题选不必要的，故选C。 （2）①[1]水平初速度 其中， 解得 ②[2]竖直分速度为中间时刻的平均速度，即 （3）根据平抛运动特征， 解得 即图线是过原点的直线，则选项的图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线。 故选C。 7．（24-25高一下·河南南阳·期末）某同学探究平抛运动的规律，设计了如图1所示的装置，操作如下： 在小球抛出点的正前方处竖直固定一个刻度尺，刻度尺零刻度线与小球抛出点在同一高度 小球水平抛出后，打在刻度尺上的刻度记为； 水平向右移动刻度尺，测出小球抛出点与刻度尺的水平距离为，以相同的初速度继续抛出小球，打在刻度尺上的刻度为。 回答下列问题： (1)若满足=____（用，表示），可证明小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。 (2)如图2所示，若在距离刻度尺处放置一点光源，点光源与刻度尺零刻度线在同一高度，将小球紧靠点光源以初速度水平抛出，小球水平抛出后在刻度尺上的光影随小球向下运动，通过测量发现小球的光影做匀速直线运动，重力加速度为，则小球的光影做匀速直线运动的速度大小为______（结果用、、表示）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）若小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则满足关系，，， 联立以上各式解得 （2）如图所示，取平抛运动的某个位置记为点，连接并延长交刻度尺刻度为，则 水平距离为 由两三角形相似可得 解得 即光影做向下的匀速直线运动，速度大小为。 8．（24-25高一下·河南新乡·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中： (1)采用如图甲所示的装置进行实验，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（　　） A．保证小球飞出时，初速度方向水平 B．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 C．保证小球在空中运动时，相等时间内速度变化量相等 (2)小华同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，小球从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在挡板上的落点位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。小华同学使小球先后三次做平抛运动，将水平挡板依次放在图甲中1、2，3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为，，忽略空气阻力的影响，则________（填“＞”“＜”或“＝”）。 (3)小丽同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图乙中每个正方形小格的边长均为L，和是轨迹图线上的3个点，和和之间的水平距离相等。重力加速度大小为g，则小球从点运动到点所用的时间为________，小球离开斜槽末端时的初速度大小为________。 【答案】(1)A (2)＞ (3) 【详解】（1）A．斜槽末端的切线必须水平，这是为了确保小球的初速度水平，以满足平抛运动的条件，故A正确； B．小球运动的轨迹是一条抛物线，与小球是否水平飞出无关，故B错误； C．根据 可知，相等时间内速度变化量相等与小球是否水平飞出无关，故C错误。 故选A。 （2）因为平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，下落的速度越来越大，则下落相等竖直位移的时间越来越短，水平方向上是匀速直线运动，所以 （3）[1]因两段运动对应的水平距离相等，故两段运动的时间相等，设时间间隔为t，竖直位移分别为3L和5L，故在竖直方向上有 可得 则小球从点运动到点的时间为 [2]在时间t内，小球的水平位移为3L，有 解得 9．（24-25高一下·河南许昌·期末）小李同学在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的频闪照片，实验装置如图甲所示。频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹。将照片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，如图乙所示，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为（0，0）、（30.0cm，11.2cm）和（60.0cm，32.2cm）。已知频闪照相机拍照的时间间隔为0.1s，则A点__________（填“是”或“不是”）小球的抛出点，重力加速度大小__________，小球的初速度大小__________m/s。（后两空均保留两位有效数字） 【答案】 不是 9.8 3.0 【详解】[1]假设A点是小球的抛出点，小球在竖直方向上做自由落体运动，则A、B两点间和B、C两点间的高度之比应为1：3，实验测得的数据为 ，，与其不符合，假设不成立，则A点不是小球的抛出点。 [2]小球在竖直方向上有 解得 [3]水平方向是匀速直线运动，小球的初速度大小 地 城 考点02 实验：探究功与速度变化的关系 10．（24-25高一下·河南南阳·期末）某同学用如图1所示的装置做“探究功与动能变化量间的关系”实验，实验步骤如下： 带滑轮的长木板右端用垫块垫高，小车与重物用跨过定滑轮的细线相连，调节定滑轮使定滑轮左侧细线与长木板平行，反复调整垫块的位置，直到轻推小车后，小车通过两光电门的遮光时间相等，测出此时两光电门间的距离为； 撤去小车右侧所连重物和细线，让小车自由下滑，通过两光电门的遮光时间分别为，； 改变光电门1的位置，让小车多次从同一位置自由下滑，测出两光电门间的距离和对应通过光电门1的遮光时间，绘制出图像如图2所示。 已知重力加速度为，遮光片的宽度为，回答下列问题： (1)该实验______（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 (2)小车自由下滑时所受的合力大小为 。 A．小车重力的下滑分力 B．小车所受到的摩擦力 C．重物的重力 (3)若测得重物质量与小车质量的关系为，图像斜率的绝对值为，满足=____（用、表示），则在误差允许的范围内，可得到合力做的功等于动能的变化量。 【答案】(1)不需要 (2)C (3) 【详解】（1）重物的重力等于小车所受合力，故不需要平衡摩擦力。 （2）小车通过两光电门的挡光时间相等，说明小车匀速下滑，受力平衡，即小车重力沿斜面分力与摩擦力的合力等于右侧重物的重力，则小车自由下滑的合力等于重物的重力，故选C。 （3）对小车根据动能定理，有 约掉、，整理上述方程可得 即斜率的绝对值 即可得到合力做功等于动能的变化量。 地 城 考点03 实验：验证机械能守恒定律 11．（24-25高一下·河南驻马店·期末）小明同学用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，让重物从静止开始下落，某次实验得到一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示，其中O为打点计时器打下的第一个点，A、B、C、D、E、F为打点计时器连续打下的点，分别测出A、B、C、D、E、F到O点的距离为 ，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。 (1)以下实验操作正确的是 A．电磁打点计时器应使用低压直流电源 B．实验前应将纸带穿过打点计时器限位孔，并将重物固定在纸带下端 C．为了使重物下落时受到的阻力影响更小，应选用密度较小的重物 D．安装打点计时器时，应使两限位孔在同一竖直线上 (2)结合实验中所测得的数据，可得打E 点时重物的速度_____。 (3)若要验证从O点到E点的过程中，重物的机械能守恒，需验证的关系式为_____________（用题中所给字母表示）。 (4)某同学利用测得的数据分别计算了B、C、D、E点对应重物的速度v，描绘出 图像如图丙所示，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，斜率为k，在误差允许范围内，当满足k=____时，重物下落过程中机械能守恒。 【答案】(1)BD (2) (3) (4)2g 【详解】（1）A．电磁打点计时器应使用低压交流电源，故A错误； B．实验前将纸带穿过打点计时器限位孔，并将重物固定在纸带下端，这样能保证重物下落时带动纸带运动，故B正确； C．为使重物下落时受到的阻力影响更小，应选用密度较大的重物，因为密度大的重物在相同体积下质量大，重力远大于阻力，故C错误； D．安装打点计时器时，使两限位孔在同一竖直线上，可以减小纸带与限位孔之间的摩擦，故D正确。 故选BD。 （2）根据匀变速直线运动过程中一段时间内的中间时刻速度等于该段时间内的平均速度，可得打 E 点时重物的速度 （3）若要验证从O点到E点的过程中，重物减少的重力势能为 重物增加的动能为 若重物的机械能守恒，则有 解得 （4）若重物下落过程中机械能守恒，则有 化简得 可得图像的斜率 12．（24-25高一下·河南漯河·期末）物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下∶ a.测量遮光片宽度，滑块到光电门距离为，选用标准质量均为的砝码个，已知重力加速度为； b.先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一块砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下遮光片通过光电门的时间，由此得出滑块通过光电门的速度； c.依次改变砝码盘中砝码个数，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤b，得到一系列和的数据； d.以为纵轴，以为横轴绘制图像，若图像是一条倾斜直线，则完成验证“系统机械能守恒”。 (1)在进行实验之前，下列选项中必须操作的是_______（单选，填标号）。 A．静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快 B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以减少实验误差 C．滑块质量必须远远大于砝码质量，以减少实验误差 (2)滑块通过光电门时，滑块的速度为_______（用和表示）。 (3)滑块与砝码组成的系统减小的重力势能为_______（用，，和表示）。 (4)若所绘制的图像斜率为，则滑块的质量_______（用，，，和表示）。 (5)由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会_______（填“偏小”“偏大”或“相同”）。 【答案】(1)B (2) (3) (4) (5)偏小 【详解】（1）A．实验中需要测量滑块通过光电门的速度，不能太靠近光电门防止误差过大，故A错误； B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差，故B正确； C．由实验原理知，验证系统机械能守恒，不需要滑块质量必须远远大于砝码质量，故C错误。 故选B。 （2）根据光电门测速的原理可知； （3）滑块与砝码组成的系统减小的重力势能为； （4）由动滑轮速度关系可知，滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为；由题意由系统机械能守恒 化简得 可知 解得； （5）本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能减小量等于滑块和滑块上砝码增加的机械能，由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以机械能的减小量偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。 13．（24-25高一下·河南商丘·期末）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 (1)利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是______。 A．实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B．要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C．为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D．可以从纸带上了解重物的运动情况 (2)利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是______，操作错误的是______。 A．按照图示，安装好实验装置 B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C．用天平测出重物的质量 D．先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (3)利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是______。 A．选用的重物质量过大 B．选用的重物质量过小 C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D．实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 【答案】(1)AD (2) C ，D (3)C 【详解】 （1）A．重物最好选用密度较大的材料，以减小空气阻力的影响，故A正确； B．在测量物体速度时，先接通电源，后释放纸带，故B错误； C．打纸带过程中，手不能握住纸带上端，否则就不是自由落体运动了，故C错误； D．重物的运动情况与纸带的运动情况，根据纸带分析可知物体的运动情况，故D正确。 故选AD。 （2）[1]验证机械能守恒时，等式两边重物的质量可以约去，不需要用天平测出重物的质量，故没有必要的是C； [2]为打点稳定和充分利用纸带，应先接通电源，后释放重物，故操作错误的是D。 （3）重物与纸带在下落过程中不可避免地会受到阻力的作用，即空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力，导致机械能损失，所以重物减少的势能总是大于重物增加的动能，故选C。 14．（24-25高一下·河南濮阳·期末）某实验小组设计了如图所示的装置探究小球下落过程中机械能是否守恒。让直径为的小球从球心距离光电门中心高处静止释放，调节光电门位置，使小球每次释放后，在下落过程中球心均通过光电门。当地重力加速度为，实验步骤如下： （1）测量高度，接通数字计时器后释放小球，记录小球通过光电门的遮光时间，则小球经过光电门的速度可以表示为________。 （2）改变小球下落的高度，重复实验获得多组数据。 （3）处理实验数据，在误差允许范围内，若实验中得到的数据满足关系式________（用题目中提供的字母表示），则可认为小球下落过程中满足机械能守恒。 （4）若各物理量测量均准确，实验中发现小球下落到光电门的过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量，你认为造成这种结果的原因可能是________，若增加释放高度，两者的差值会________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 小球克服空气阻力做功 增大 【详解】[1]由题可知，小球经过光电门的速度为 [2]若系统机械能守恒则有 结合上述分析整理可得 [3][4]小球下落到光电门的过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量，造成这种结果的原因可能是空气阻力的影响，并且高度差越大克服空气阻力所做的功越大，二者的差值就越大。 15．（24-25高一下·河南许昌·期末）某同学用如图所示的装置“探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系”，同时也可以“验证机械能守恒定律”。用一根轻质细线系住小钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，开始小钢球静止于A点，将光电门固定在A点的正下方靠近A点处。在小钢球底部竖直地粘住一片宽度为的遮光条（质量不计，宽度很小），小钢球的质量为，重力加速度为。将小钢球竖直悬挂，测出悬点到小钢球球心之间的距离，得到小钢球运动的半径为。 (1)将小钢球拉至某一位置静止释放，读出小钢球经过A点时力传感器的读数及遮光条的挡光时间为，则小钢球通过A点时的速度大小可视为___________（用题中所给字母表示）； (2)从受力分析的角度小钢球通过A点时的向心力大小为___________（用、、表示），将其计算的结果与向心力公式计算的结果进行比较； (3)改变小钢球释放的位置，重复实验，比较发现总是略小于，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是___________； A．小钢球的质量偏大 B．小钢球的初速度不为零 C．总是存在空气阻力 D．小钢球速度的测量值偏大 (4)小钢球从静止运动到A点的过程中，重力做功的瞬时功率___________； A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 (5)为了验证小钢球在运动过程中的机械能守恒，某同学记录了每次将小钢球由静止释放时细线与竖直方向夹角的余弦值及对应运动到最低点A时遮光条的挡光时间，多次重复上述过程，以为纵轴作出随的变化图像，图像大致呈一条直线（题中未画出）。若小钢球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率___________。 【答案】(1) (2) (3)D (4)C (5) 【详解】（1）小钢球通过A点时的速度大小为 （2）小钢球通过A点时，受到拉力和重力作用，合力提供向心力，则有 （3）比较发现总是略小于，细线上各点角速度相等，由可知，用遮光条通过光电门时的速度作为小球经过最低点时的速度，则小钢球速度的测量值偏大，用计算的向心力偏大，此时小于。 故选D。 （4）根据 由于小钢球从静止释放时的竖直分速度为0，在A点时的竖直分速度为0，则小钢球从静止运动到A点的过程中，竖直分速度先增大后减小，则重力做功的瞬时功率先增大后减小。 故选C。 （5）若小钢球下落过程中机械能守恒，则有 整理可得 可知图像的斜率为 16．（24-25高一下·河南商丘·期末）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 (1)（多选）利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是_______。（选填选项前的字母） A．实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B．要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C．为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D．可以从纸带上了解重物的运动情况 (2)（单选）利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是_______，操作错误的是_______。（选填选项前的字母） A、按照图示，安装好实验装置 B、将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C、用天平测出重物的质量 D、先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E、测量纸带上某些点间的距离 F、根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (3)（单选）利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是_______。（选填选项前的字母） A．选用的重物质量过大 B．选用的重物质量过小 C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D．实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 【答案】(1)AD (2) C ，D (3)C 【详解】（1）A．实验中最好选用体积小、密度较大材料的重物，以减小空气阻力的影响，故A正确； B．在测量物体速度时，先接通电源，后释放纸带，故B错误； C．为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应迅速地把手松开，才能保证重物做自由落体运动，故C错误； D．重物的运动情况与纸带的运动情况相同，所以分析纸带的运动情况就可以知道物体的运动情况，故D正确。 故选AD。 （2）[1]验证机械能守恒时，等式两边重物的质量可以约去，不需要用天平测出重物的质量,没有必要的是C。 [2]为打点稳定和充分利用纸带，应先接通电源，后释放重物,操作错误的是D。 （3）重物与纸带在下落过程中不可避免地会受到阻力的作用，即空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力，导致机械能损失，所以重物减少的势能总是大于重物增加的动能。 故选C。 17．（24-25高一下·河南信阳·期末）如图为某实验小组利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置。将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与托盘和滑块相连，滑块在托盘的牵引下运动。已知光电门固定在气垫导轨上，遮光条的宽度为d，砝码（含托盘）的质量为M，滑块（含遮光条）的质量为m，重力加速度为g。 （1）实验操作步骤如下 ①将气垫导轨放在水平桌面上，打开气源，将导轨调至水平 ②调节滑轮高度，使细绳与导轨平行 ③将滑块移至光电门右侧某合适的位置 ④释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t ⑤测出遮光条到光电门的距离l （2）在滑块从静止释放到运动至光电门的过程中，若系统机械能守恒，则应满足的关系式为______________（用题中所给的字母表示）。 （3）保持滑块和砝码质量不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t及对应的，数据见下表。请根据表中的数据，在方格纸上作出图像_________。 l/(×10-1m) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 t/ms 11.79 8.16 6.71 5.77 5.14 /(×104s-2) 0.72 1.50 2.22 3.00 3.79 （4）某同学根据“图像是一条过原点的直线”，该同学要得出“系统机械能守恒”的结论，则该直线的斜率还应该等于________。 【答案】 【详解】（2）[1]滑块的速度为 根据机械能守恒定律得 解得 （3）[2]图像如图所示 （4）[3] 根据 解得 该直线的斜率为 18．（24-25高一下·河南·期末）某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律。气垫导轨固定在水平桌面上，滑块放置于导轨上表面右端，与细线拴接，细线另一端绕过定滑轮连接托盘（含砝码），滑块上表面固定有遮光条，在导轨上滑块释放位置的左侧安装光电门1和光电门2，数字计时器可测量遮光条通过光电门的时间。 实验步骤： ①调节气垫导轨水平； ②用游标卡尺测量遮光条宽度，用天平测量托盘和砝码总质量、滑块（含遮光条）质量； ③将滑块从某位置由静止释放，记录滑块释放时遮光条到光电门1的距离，以及遮光条通过光电门1的时间； ④多次改变，重复步骤③，获得多组和数据； ⑤绘制图像，分析是否满足机械能守恒定律。 (1)步骤①中调节导轨水平时，若轻推滑块后，观察到滑块通过光电门1和光电门2的遮光时间___________（填“相等”或“不等”），则说明导轨已水平。理由是：水平导轨上滑块应做___________（填“加速”“减速”或“匀速”）运动。 (2)若系统机械能守恒，则图像应为直线，其斜率的理论值为___________（用和重力加速度表示）。 【答案】(1) 相等 ，匀速 (2) 【详解】（1）[1][2]调节导轨水平的目的是使滑块在导轨上运动时不受沿导轨方向的合力（或合力为零）。轻推滑块后，若导轨水平，滑块应做匀速运动，通过两光电门的时间相等。 （2）机械能守恒时，系统重力势能减少量等于动能增加量，即 整理得 斜率为。 19．（24-25高一下·河南开封·期末）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量，，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2，则： (1)打第5个点的瞬间，物块A的速度v5=_______m/s； (2)在打点0~5过程中系统势能的减小量ΔEp =______J，系统动能的增加量ΔEk= ______J。 (3)实验结果显示，系统动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C．先释放物块，后接通电源打出纸带 D．利用公式计算物块速度 (4)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，当地的重力加速度g=______m/s2（所有结果均保留三位有效数字）。 【答案】(1)2.40 (2) 1.176 ，1.152 (3)B (4)9.70 【详解】（1）两个相邻计数点间的时间间隔为 计数点4到计数点6之间的时间间隔为 打第5个点的瞬间，物块A的速度 （2）[1] 在打点0~5过程中物块A下降的高度 在打点0~5过程中系统重力势能的减少量 [2] 系统动能的增加量 （3）A．工作电压偏高，振针打点力度偏大，不会出现动能的增加量小于重力势能的减少量，A错误； B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响，有机械能损失，动能的增加量小于重力势能的减少量，B正确； C．先释放物块，后接通电源打出纸带，系统的初速度不等于0，系统初动能不等于0，系统初动能的测量值偏小，系统动能增加量的测量值偏大，系统动能增加量大于重力势能的减少量，C错误； D．利用公式计算物块速度，是物块速度的理论值，用速度的理论值计算得到的动能增加量也是理论值，动能增加量的理论值一定等于重力势能是减少量，这样的做法达不到验证机械能守恒定律的目的，没有意义。应该利用打点计时器测量物块的实际速度，D错误。 故选B。 （4）根据机械能守恒定律得 解得 斜率为 根据图像得 解得 20．（24-25高一下·河南新乡·期末）小亮同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度大小为g。 (1)实验中，质量为m的重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出的一系列的点如图乙所示，选取纸带上打出的三个连续计数点A、B、C（相邻计数点间还有一个计时点未画出），测出A、B、C点到起始点O的距离分别为，，。打点计时器使用的电源的频率为f，则打点计时器打B点时重物的速度大小为________，在打点计时器打O点到打B点的这段时间内，重物重力势能的减少量为________。 (2)实验中发现重物减少的重力势能略大于重物增加的动能，主要是因为在重物带着纸带下落的过程中存在着阻力作用。重物在下落过程中克服阻力做的功为________。[用（1）问及题目中给出的已知量表示] 【答案】(1) ， (2) 【详解】（1）[1]根据题意可得，打点计时器打B点时重物的速度大小 [2]在打点计时器打O点到B点的这段时间内，重物重力势能的减少量 （2）从O点到B点，根据动能定理有 解得 21．（24-25高一下·河南南阳·期末）某实验小组用如图1所示的装置来验证系统的机械能守恒。物块甲、乙通过轻质细线连接，轻质细线跨过桌面右边缘的定滑轮，甲被锁定在光滑水平桌面上，乙竖直悬挂，在乙的下方距离h处固定安装一光电门，已知甲、乙的质量相等均为m，乙的上下表面间距为d（d≪h），甲、乙均视为质点，现由静止解锁甲，乙向下运动通过光电门的时间为Δt，多次改变甲解锁时乙到光电门间的高度差h，测出乙通过光电门相应的时间Δt，用测得的数据描绘出与h的关系图像如图2所示，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g，回答下列问题： (1)桌面上方细线与桌面__________（填“可以不平行”或“一定平行”），乙通过光电门的速度为______； (2)乙从静止下落高度h的过程中，系统重力势能减小量______，当等式______成立时，就验证系统的机械能守恒； (3)当图2的斜率______，就说明系统的机械能守恒。 【答案】(1) 一定平行 ， (2) ， (3) 【详解】（1）[1]桌面上方细线与桌面如果不平行，需要把细线的拉力沿着水平方向和竖直方向分解来表达甲的合力，因为细线与水平方向的夹角未知，合力无法表达，则桌面上方细线与桌面一定平行 [2]短时间内平均速度可替代瞬时速度，则乙通过光电门的速度为； （2）[1]乙从静止下落高度h的过程中，甲的重力势能不变，乙重力势能的减小量就是系统重力势能的减小量，即 [2]系统动能的增加量 当，即成立，就验证系统的机械能守恒； （3）由，可得，当关系图像的斜率，就说明系统的机械能守恒。 22．（24-25高一下·河南南阳·期末）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题。 (1)（单选）如下操作中不当的步骤是______（选填选项前的字母）。 A．先释放重物，后接通电源 B．在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离 C．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (2)在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔，那么纸带的______（选填“左”或“右”）端与重物相连。重物质量，重力加速度大小为，点为打下的第一个点，则从打下点到点的过程中，重物动能的增加量为______J；重物重力势能的减少量为______J（结果均保留三位有效数字）。 (3)（单选）计算发现，重物减少的重力势能略大于增加的动能，其主要原因是______（选填选项前的字母）。 A．重物的质量过大 B．重物的体积过小 C．电源的电压偏低 D．重物及纸带在下落时受到阻力 【答案】(1)A (2) 左 ，6.61×10-2 ，6.86×10-2 (3)D 【详解】（1）A. 先接通电源，后释放重物，选项A符合题意； B. 在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离，选项B不符合题意； C. 根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，选项C不符合题意； 故选A。 （2）[1]从左到右点间距逐渐增加，可知纸带的左端与重物相连。 [2]打下F点的速度 从打下点到点的过程中，重物动能的增加量为 [3]重物重力势能的减少量为 （3）A．重物的质量过大，重物和纸带受到的阻力相对较小，有利于减小误差，选项A错误； B．重物的体积过小，受到的阻力相对较小，有利于减小误差，选项B错误； C．电源的电压偏低，则电磁铁产生的吸力会减小，打出的点迹不清晰，与误差产生无关，选项C错误； D．重物及纸带在下落时受到阻力，一部分重力势能转化为摩擦产生内能，所以重物增加的动能小于重力势能减小量，选项D正确。 故选D。 试卷第1页，共3页 28 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 抛体运动 3大高频考点概览 考点01 实验：研究平抛运动 考点02 实验：探究功与速度变化的关系 考点03 实验：验证机械能守恒定律 地 城 考点01 实验：研究平抛运动 一、实验题 1．（24-25高一下·河南驻马店·期末）某同学用如图装置研究平抛运动，将复写纸和白纸固定在竖直木板上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹，依次将木板水平右移距离x=30cm，记录小球落点 A、B、C， 测得三点间竖直距离分别为h1=60cm， h2=100cm。（g取 10m/s²） (1)下列说法正确的是 A．斜槽末端必须调节至水平 B．斜槽轨道越光滑误差越小 C．每次需从斜槽同一位置释放小球 D．可用重垂线校准竖直木板方向 (2)相邻两落点间的时间间隔T=_________s；小球平抛的初速度 ________ 。（结果均保留两位有效数字） 2．（24-25高一下·河南漯河·期末）在探究平抛运动规律实验中，利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向（只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中），重力加速度为。如图所示，一半径为的四分之一圆弧面，圆心为，竖直，直管保持沿圆弧面的半径方向，管口在圆弧面内，可以根据需要沿圆弧面移动。平抛运动实验轨道抛出口位于线上且可以上下移动，抛出口至点的距离为。 (1)以下是实验中的一些做法，合理的是________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C．调整轨道角度的平衡摩擦力 D．选择密度更小的小球 (2)某次平抛运动中，抛出口位于点，直管移至点时小球恰好可以落入其中，测量出点和点的高度差，根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间_______，初速度________（用，，表示）。 (3)上下移动轨道，多次重复实验，记录每次实验抛出口至点的距离，不断调节直管位置以及小球平抛初速度，让小球能够落入直管。为提高小球能够落入直管的成功率及实验的可操作性，可以按如下步骤进行∶首先确定能够落入直管的小球在圆弧面上的落点，当确定时，理论上小球在圆弧面上的落点位置是________（填“确定”或“不确定”）的。 3．（24-25高一下·河南郑州·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中，用图1装置研究平抛运动在竖直方向分运动特点，用图2装置研究平抛运动轨迹。 (1)关于1、2两幅图，下列说法正确的是___________。 A．在图1中，重锤打击力度越大，右球落地时间越短 B．在图2中，使用粗糙斜槽可能增加实验系统误差 C．在图2中，斜槽轨道末端切线方向必须与重垂线垂直 D．无论在图1中还是在图2中，为了减小误差，我们都应该选择密度大、体积小的球 (2)在图2的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某同学得到的记录纸如图3所示，图中有一个点位于抛物线下方的原因可能是_________ (3)用图4装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下小球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，小钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴，各点迹坐标值分别为。测得小球直径为，则小球平抛初速度可能为___________。 A． B． C． D． 4．（24-25高一下·河南安阳·期末）用一张印有小方格（小方格的边长为）的纸和频闪相机记录平抛小球的运动轨迹，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，重力加速度。 (1)频闪相机拍摄相邻两张照片的时间间隔是______s。小球抛出时的速度为______m/s。 (2)小球在处的瞬时速度的大小为______，若以点为坐标原点，水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，则抛出点的坐标为______（结果以厘米为单位）。 5．（24-25高一下·河南信阳·期末）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空∶（结果均保留两位有效数字） (1)下列实验条件必须满足的有（　　） A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．坐标纸y轴必须竖直 (2)小球运动到图（b）中位置时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s； (3)根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s²。 6．（24-25高一下·河南·期末）某实验小组为研究平抛运动规律，采用如图所示装置记录小球运动轨迹。实验装置如下：斜槽固定在水平桌面边缘，调节末端水平；竖直坐标纸（每小格边长）紧贴斜槽末端右侧；手机固定于正对坐标纸的某处，通过某软件拍摄小球平抛过程，相邻两帧时间间隔。实验时，小球从斜槽同一位置由静止释放，水平飞出后通过坐标纸区域，视频中标记小球在各帧的坐标（x，y）。 (1)下列实验操作中，不必要的是___________。 A．调节斜槽末端水平 B．用重锤线校准坐标纸竖直方向 C．测量小球的质量 (2)在某段视频中，小球连续三帧的坐标分别为：第一帧，第二帧，第三帧。 ①小球的水平初速度大小为___________； ②第二帧时小球的竖直分速度大小为___________。 (3)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，图中图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是___________。 A． B． C． D． 7．（24-25高一下·河南南阳·期末）某同学探究平抛运动的规律，设计了如图1所示的装置，操作如下： 在小球抛出点的正前方处竖直固定一个刻度尺，刻度尺零刻度线与小球抛出点在同一高度 小球水平抛出后，打在刻度尺上的刻度记为； 水平向右移动刻度尺，测出小球抛出点与刻度尺的水平距离为，以相同的初速度继续抛出小球，打在刻度尺上的刻度为。 回答下列问题： (1)若满足=____（用，表示），可证明小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。 (2)如图2所示，若在距离刻度尺处放置一点光源，点光源与刻度尺零刻度线在同一高度，将小球紧靠点光源以初速度水平抛出，小球水平抛出后在刻度尺上的光影随小球向下运动，通过测量发现小球的光影做匀速直线运动，重力加速度为，则小球的光影做匀速直线运动的速度大小为______（结果用、、表示）。 8．（24-25高一下·河南新乡·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中： (1)采用如图甲所示的装置进行实验，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（　　） A．保证小球飞出时，初速度方向水平 B．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 C．保证小球在空中运动时，相等时间内速度变化量相等 (2)小华同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，小球从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在挡板上的落点位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。小华同学使小球先后三次做平抛运动，将水平挡板依次放在图甲中1、2，3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为，，忽略空气阻力的影响，则________（填“＞”“＜”或“＝”）。 (3)小丽同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图乙中每个正方形小格的边长均为L，和是轨迹图线上的3个点，和和之间的水平距离相等。重力加速度大小为g，则小球从点运动到点所用的时间为________，小球离开斜槽末端时的初速度大小为________。 9．（24-25高一下·河南许昌·期末）小李同学在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的频闪照片，实验装置如图甲所示。频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹。将照片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，如图乙所示，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为（0，0）、（30.0cm，11.2cm）和（60.0cm，32.2cm）。已知频闪照相机拍照的时间间隔为0.1s，则A点__________（填“是”或“不是”）小球的抛出点，重力加速度大小__________，小球的初速度大小__________m/s。（后两空均保留两位有效数字） 地 城 考点02 实验：探究功与速度变化的关系 10．（24-25高一下·河南南阳·期末）某同学用如图1所示的装置做“探究功与动能变化量间的关系”实验，实验步骤如下： 带滑轮的长木板右端用垫块垫高，小车与重物用跨过定滑轮的细线相连，调节定滑轮使定滑轮左侧细线与长木板平行，反复调整垫块的位置，直到轻推小车后，小车通过两光电门的遮光时间相等，测出此时两光电门间的距离为； 撤去小车右侧所连重物和细线，让小车自由下滑，通过两光电门的遮光时间分别为，； 改变光电门1的位置，让小车多次从同一位置自由下滑，测出两光电门间的距离和对应通过光电门1的遮光时间，绘制出图像如图2所示。 已知重力加速度为，遮光片的宽度为，回答下列问题： (1)该实验______（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 (2)小车自由下滑时所受的合力大小为 。 A．小车重力的下滑分力 B．小车所受到的摩擦力 C．重物的重力 (3)若测得重物质量与小车质量的关系为，图像斜率的绝对值为，满足=____（用、表示），则在误差允许的范围内，可得到合力做的功等于动能的变化量。 地 城 考点03 实验：验证机械能守恒定律 11．（24-25高一下·河南驻马店·期末）小明同学用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，让重物从静止开始下落，某次实验得到一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示，其中O为打点计时器打下的第一个点，A、B、C、D、E、F为打点计时器连续打下的点，分别测出A、B、C、D、E、F到O点的距离为 ，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。 (1)以下实验操作正确的是 A．电磁打点计时器应使用低压直流电源 B．实验前应将纸带穿过打点计时器限位孔，并将重物固定在纸带下端 C．为了使重物下落时受到的阻力影响更小，应选用密度较小的重物 D．安装打点计时器时，应使两限位孔在同一竖直线上 (2)结合实验中所测得的数据，可得打E 点时重物的速度_____。 (3)若要验证从O点到E点的过程中，重物的机械能守恒，需验证的关系式为_____________（用题中所给字母表示）。 (4)某同学利用测得的数据分别计算了B、C、D、E点对应重物的速度v，描绘出 图像如图丙所示，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，斜率为k，在误差允许范围内，当满足k=____时，重物下落过程中机械能守恒。 12．（24-25高一下·河南漯河·期末）物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下∶ a.测量遮光片宽度，滑块到光电门距离为，选用标准质量均为的砝码个，已知重力加速度为； b.先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一块砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下遮光片通过光电门的时间，由此得出滑块通过光电门的速度； c.依次改变砝码盘中砝码个数，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤b，得到一系列和的数据； d.以为纵轴，以为横轴绘制图像，若图像是一条倾斜直线，则完成验证“系统机械能守恒”。 (1)在进行实验之前，下列选项中必须操作的是_______（单选，填标号）。 A．静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快 B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以减少实验误差 C．滑块质量必须远远大于砝码质量，以减少实验误差 (2)滑块通过光电门时，滑块的速度为_______（用和表示）。 (3)滑块与砝码组成的系统减小的重力势能为_______（用，，和表示）。 (4)若所绘制的图像斜率为，则滑块的质量_______（用，，，和表示）。 (5)由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会_______（填“偏小”“偏大”或“相同”）。 13．（24-25高一下·河南商丘·期末）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 (1)利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是______。 A．实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B．要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C．为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D．可以从纸带上了解重物的运动情况 (2)利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是______，操作错误的是______。 A．按照图示，安装好实验装置 B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C．用天平测出重物的质量 D．先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (3)利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是______。 A．选用的重物质量过大 B．选用的重物质量过小 C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D．实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 14．（24-25高一下·河南濮阳·期末）某实验小组设计了如图所示的装置探究小球下落过程中机械能是否守恒。让直径为的小球从球心距离光电门中心高处静止释放，调节光电门位置，使小球每次释放后，在下落过程中球心均通过光电门。当地重力加速度为，实验步骤如下： （1）测量高度，接通数字计时器后释放小球，记录小球通过光电门的遮光时间，则小球经过光电门的速度可以表示为________。 （2）改变小球下落的高度，重复实验获得多组数据。 （3）处理实验数据，在误差允许范围内，若实验中得到的数据满足关系式________（用题目中提供的字母表示），则可认为小球下落过程中满足机械能守恒。 （4）若各物理量测量均准确，实验中发现小球下落到光电门的过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量，你认为造成这种结果的原因可能是________，若增加释放高度，两者的差值会________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 15．（24-25高一下·河南许昌·期末）某同学用如图所示的装置“探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系”，同时也可以“验证机械能守恒定律”。用一根轻质细线系住小钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，开始小钢球静止于A点，将光电门固定在A点的正下方靠近A点处。在小钢球底部竖直地粘住一片宽度为的遮光条（质量不计，宽度很小），小钢球的质量为，重力加速度为。将小钢球竖直悬挂，测出悬点到小钢球球心之间的距离，得到小钢球运动的半径为。 (1)将小钢球拉至某一位置静止释放，读出小钢球经过A点时力传感器的读数及遮光条的挡光时间为，则小钢球通过A点时的速度大小可视为___________（用题中所给字母表示）； (2)从受力分析的角度小钢球通过A点时的向心力大小为___________（用、、表示），将其计算的结果与向心力公式计算的结果进行比较； (3)改变小钢球释放的位置，重复实验，比较发现总是略小于，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是___________； A．小钢球的质量偏大 B．小钢球的初速度不为零 C．总是存在空气阻力 D．小钢球速度的测量值偏大 (4)小钢球从静止运动到A点的过程中，重力做功的瞬时功率___________； A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 (5)为了验证小钢球在运动过程中的机械能守恒，某同学记录了每次将小钢球由静止释放时细线与竖直方向夹角的余弦值及对应运动到最低点A时遮光条的挡光时间，多次重复上述过程，以为纵轴作出随的变化图像，图像大致呈一条直线（题中未画出）。若小钢球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率___________。 16．（24-25高一下·河南商丘·期末）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 (1)（多选）利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是_______。（选填选项前的字母） A．实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B．要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C．为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D．可以从纸带上了解重物的运动情况 (2)（单选）利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是_______，操作错误的是_______。（选填选项前的字母） A、按照图示，安装好实验装置 B、将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C、用天平测出重物的质量 D、先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E、测量纸带上某些点间的距离 F、根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (3)（单选）利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是_______。（选填选项前的字母） A．选用的重物质量过大 B．选用的重物质量过小 C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D．实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 17．（24-25高一下·河南信阳·期末）如图为某实验小组利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置。将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与托盘和滑块相连，滑块在托盘的牵引下运动。已知光电门固定在气垫导轨上，遮光条的宽度为d，砝码（含托盘）的质量为M，滑块（含遮光条）的质量为m，重力加速度为g。 （1）实验操作步骤如下 ①将气垫导轨放在水平桌面上，打开气源，将导轨调至水平 ②调节滑轮高度，使细绳与导轨平行 ③将滑块移至光电门右侧某合适的位置 ④释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t ⑤测出遮光条到光电门的距离l （2）在滑块从静止释放到运动至光电门的过程中，若系统机械能守恒，则应满足的关系式为______________（用题中所给的字母表示）。 （3）保持滑块和砝码质量不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t及对应的，数据见下表。请根据表中的数据，在方格纸上作出图像_________。 l/(×10-1m) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 t/ms 11.79 8.16 6.71 5.77 5.14 /(×104s-2) 0.72 1.50 2.22 3.00 3.79 （4）某同学根据“图像是一条过原点的直线”，该同学要得出“系统机械能守恒”的结论，则该直线的斜率还应该等于________。 18．（24-25高一下·河南·期末）某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律。气垫导轨固定在水平桌面上，滑块放置于导轨上表面右端，与细线拴接，细线另一端绕过定滑轮连接托盘（含砝码），滑块上表面固定有遮光条，在导轨上滑块释放位置的左侧安装光电门1和光电门2，数字计时器可测量遮光条通过光电门的时间。 实验步骤： ①调节气垫导轨水平； ②用游标卡尺测量遮光条宽度，用天平测量托盘和砝码总质量、滑块（含遮光条）质量； ③将滑块从某位置由静止释放，记录滑块释放时遮光条到光电门1的距离，以及遮光条通过光电门1的时间； ④多次改变，重复步骤③，获得多组和数据； ⑤绘制图像，分析是否满足机械能守恒定律。 (1)步骤①中调节导轨水平时，若轻推滑块后，观察到滑块通过光电门1和光电门2的遮光时间___________（填“相等”或“不等”），则说明导轨已水平。理由是：水平导轨上滑块应做___________（填“加速”“减速”或“匀速”）运动。 (2)若系统机械能守恒，则图像应为直线，其斜率的理论值为___________（用和重力加速度表示）。 19．（24-25高一下·河南开封·期末）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量，，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2，则： (1)打第5个点的瞬间，物块A的速度v5=_______m/s； (2)在打点0~5过程中系统势能的减小量ΔEp =______J，系统动能的增加量ΔEk= ______J。 (3)实验结果显示，系统动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C．先释放物块，后接通电源打出纸带 D．利用公式计算物块速度 (4)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，当地的重力加速度g=______m/s2（所有结果均保留三位有效数字）。 20．（24-25高一下·河南新乡·期末）小亮同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度大小为g。 (1)实验中，质量为m的重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出的一系列的点如图乙所示，选取纸带上打出的三个连续计数点A、B、C（相邻计数点间还有一个计时点未画出），测出A、B、C点到起始点O的距离分别为，，。打点计时器使用的电源的频率为f，则打点计时器打B点时重物的速度大小为________，在打点计时器打O点到打B点的这段时间内，重物重力势能的减少量为________。 (2)实验中发现重物减少的重力势能略大于重物增加的动能，主要是因为在重物带着纸带下落的过程中存在着阻力作用。重物在下落过程中克服阻力做的功为________。[用（1）问及题目中给出的已知量表示] 21．（24-25高一下·河南南阳·期末）某实验小组用如图1所示的装置来验证系统的机械能守恒。物块甲、乙通过轻质细线连接，轻质细线跨过桌面右边缘的定滑轮，甲被锁定在光滑水平桌面上，乙竖直悬挂，在乙的下方距离h处固定安装一光电门，已知甲、乙的质量相等均为m，乙的上下表面间距为d（d≪h），甲、乙均视为质点，现由静止解锁甲，乙向下运动通过光电门的时间为Δt，多次改变甲解锁时乙到光电门间的高度差h，测出乙通过光电门相应的时间Δt，用测得的数据描绘出与h的关系图像如图2所示，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g，回答下列问题： (1)桌面上方细线与桌面__________（填“可以不平行”或“一定平行”），乙通过光电门的速度为______； (2)乙从静止下落高度h的过程中，系统重力势能减小量______，当等式______成立时，就验证系统的机械能守恒； (3)当图2的斜率______，就说明系统的机械能守恒。 22．（24-25高一下·河南南阳·期末）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题。 (1)（单选）如下操作中不当的步骤是______（选填选项前的字母）。 A．先释放重物，后接通电源 B．在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离 C．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (2)在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔，那么纸带的______（选填“左”或“右”）端与重物相连。重物质量，重力加速度大小为，点为打下的第一个点，则从打下点到点的过程中，重物动能的增加量为______J；重物重力势能的减少量为______J（结果均保留三位有效数字）。 (3)（单选）计算发现，重物减少的重力势能略大于增加的动能，其主要原因是______（选填选项前的字母）。 A．重物的质量过大 B．重物的体积过小 C．电源的电压偏低 D．重物及纸带在下落时受到阻力 试卷第1页，共3页 28 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $