内容正文:
实战册
实战高考·物理
实验考什么
实验专
实验①探究小车速度随时间变化的规律
1.(2024山东潍坊期末)某实验小组用智能手
机“慢动作”测重力加速度。手机相机在常
规模式下录制视频的帧率为30FPS(30帧
每秒,即相邻两航之间的时间间隔为0s,
而用“慢动作”功能,其帧率可达120FPS或
者480FPS。为了完成实验,该实验小组进
行了如下操作:
智
刻
2
手
尺
架
(1)将长为1m的刻度尺竖直固定,用手机
支架置于刻度尺前1.5m处,手机的相机正
对刻度尺中心,如图所示。
(2)将一小球置于刻度尺前,将手机相机调到
“慢动作(120FPS)”模式,然后先
后
。(均选填“点开始录制”或“释放
小球”)
(3)用专业软件提取视频帧图片,按照视频
中时间先后对帧图片进行命名编号。去掉
下落开始和结尾阶段拍摄角度不好的图片,
选取了编号为386406的图片,则选取图
片部分的总时间为
(4)为了防止间隔时间过短,可每隔一张选
取一张作为有效图片,得到小球的位置如表
所示。
12
项训练
答案:P418
图片
386
388
390
392
394
396
编号
小球位
5.20
7.40
9.80
12.5015.4018.60
置/cm
图片
398
400
402
404
406
编号
小球位
22.1025.8029.8034.1038.60
置/cm
则实验小组测得的重力加速度值为
m/s2(结果保留三位有效数字)。
2.(2024山东菏泽教学质量检测)一次下雨
天,小明不经意间转动手中的雨伞,发现水
珠向四周飞出,如图甲所示。受此启发,小
明设计了一装置测当地的重力加速度,设计
实验如下:一带槽水平圆盘在电动机带动下
匀速转动,槽边缘有一小孔,一较长浅色铁
条用细线悬挂,其下端靠近圆盘边缘,如图
乙所示。向圆盘槽内注入红色墨水,转动中
有红色墨水从小孔沿水平方向甩出,烧断细
线,铁条自由下落。实验后在铁条上留有清
晰红色细线,在铁条上连续每5条细线取一
计数线,分别记为A、B、C、D,用刻度尺测得
AB、CD段的距离分别为x1、x2(单位:米),
如图丙所示。已知圆盘转动周期为T(单
位:秒),则(以下结果均用题干中所给物理
量表示):
条
(1)相邻计数线间的时间间隔为
(2)B点经过小孔时的速度大小为
m/s。
(3)由此可测得当地的重力加速度大小为
m/s2。
3.(2024山东青岛平度一中测试)某同学利用
如图甲所示的装置测量木块与木板间的动
摩擦因数。首先将木板倾斜固定在水平面
上,木板与水平面间的夹角为37°,木板底端
固定一打点计时器,将纸带一端固定在木块
上,另一端穿过打点计时器。接通电源,给
木块一沿木板向上的初速度,打出的纸带如
图乙所示,测得相邻两计数点之间的距离分
别为x1=28.40cm、x2=20.20cm、x3=
12.10cm、x4=4.00cm。已知纸带上相邻
两个计数点间还有四个点未画出,打点计时
器使用交流电的频率为50Hz,sin37°=
0.6,重力加速度g取10m/s2。
木块
打点计时器」
纸带
370
777777777777777777777777
甲
D
E
x2T3
乙
(1)通过数据可得木块与木板之间的动摩擦
因数为
(计算结果保留两位有效
数字)。
(2)若交流电的频率为49Hz,该同学仍按
50Hz计算,由此会造成木块与木板间动摩
擦因数的测量值与实际值相比
(选
填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该同学按课本“练习与应用”中提到的方
0专题1直线运动
法,将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸
上,如图丙所示,发现这些纸带的左上顶点
在一条倾斜直线上,说明此木块做
运动。若此图中直线斜率为k(其中k=
,无单位),纸带宽为d,则加速度a的
表达式为
y/cm
22
x/cm
4.(2022江苏,11,15分)小明利用手机测量当
地的重力加速度,实验场景如图甲所示,他
将一根木条平放在楼梯台阶边缘,小球放置
在木条上,打开手机的“声学秒表”软件,用
钢尺水平击打木条使其转开后,小球下落撞
击地面。手机接收到钢尺的击打声开始计
时,接收到小球落地的撞击声停止计时,记
录下击打声与撞击声的时间间隔t。多次测
量不同台阶距离地面的高度五及对应的时
间间隔t。
球
8
直尺
8
A.
甲
乙
(1)现有以下材质的小球,实验中应当选用
(选填字母)。
A.钢球
B.乒乓球
C.橡胶球
(2)用分度值为1mm的刻度尺测量某级
台阶距离地面的高度h,如图乙所示,则
h=
cm。
13
实战册
实战高考·物理
(3)作出2h-t图线,如图丙所示,可得到重
力加速度g=
m/s2。(结果保留三
位有效数字)
2h/m
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5HH
田s2
0.050.100.150.200.250.300.35
丙
(4)在图甲中,将手机放在木条与地面间的
中点附近进行测量。若将手机放在地面A
点,设声速为,考虑击打声的传播时间,则
小球下落时间可表示为t=
(用h、
t和v表示)。
(5)有同学认为,小明在实验中未考虑木条
厚度,用图像法计算的重力加速度g必然有
偏差。请判断该观点是否正确,简要说明
理由。
14
5.(2025山东菏泽期末)某同学采用如图甲所
示的装置探究小车做直线运动的规律。小
车放在光滑长木板上,在恒力F作用下,从
紧贴接收器的位置由静止开始运动,数字化
信息系统获得小车与位移传感器距离随时
间变化的x-t图像如图乙所示。请回答下
列问题:
位移传感器位移传感器
(发射器)
(接收器)
长木板
甲
00.10.20.3
2.10
6.70
13.80
x/cm
之
(1)分析图乙可知,小车在相邻相等的0.1s
时间内的位移差为
cm,可得小车
的加速度大小为
m/s2。(结果保留
三位有效数字)
(2)如果小车的质量为500g,则恒力F的大
小为
N。答案册
实战高考·物理
0.1m/s2,方向与正方向相同。
(3)4.2一46.2s内的位移x=?×(2.2+2.0)×(46.2-
44.2)m=4.2m,方向与正方向相同。
10(1)20m/s(2)680m
解析(I)根据匀变速直线运动的速度公式v=a内,可得救
护车匀速运动时的速度大小v=2×10m/s=20m/s。
(2)救护车加速运动过程中的位移1=2a=100m,设在
时刻停止鸣笛,根据题意可得g一)X20m/s十100m
0
t3=t2,
停止鸣笛时救护车距出发处的距离x=x1十(t3一1)X,
解得x=680m.
模拟精练
①B解析根据题意,由对称性可知,小明上升的时间和
下降的时间相等,取向上为正方向,根据匀变速直线运动
公式可得,小明运动的位移一时间关系式为x=0t
2g2,则工t图像为开口向下的抛物线,故A错误;小明
运动的速度一时间关系式为=0一gt,则)t图像为向
下倾斜的直线,故B正确;小明整个运动过程中只受重力
作用,加速度为重力加速度,不随时间变化,所以a-t图像
为一条与t轴平行的直线,故C错误;同理,小明离开蹦床
后的机械能E不随时间变化,所以Et图像为一条与t轴
平行的直线,故D错误。故选B。
2A解析匀变速直线运动的位移x与时间t的关系图
像是抛物线,由于减速阶段和加速阶段的加速度大小相
等,则第一个0时间内的位移大小与第二个0时间内的
位移大小相等,A正确,B、C、D错误。故选A。
③B解析由题图可知,0~1段运动员向上做匀减速运
动,选项A错误:根据心t图像斜率表示加速度,可知0
2段运动员的加速度保持不变,选项B正确;由题意可
知,0~2段运动员的加速度为重力加速度,t2时刻运动
实验专
实验①探究小车速度随时间变化的规律
日(2)点开始录制释放小球(3)日
(4)9.50
解析(2)实验过程中,因小球下落速度较快,在将手机相
机调到“慢动作(120FPS)”模式后,应先点开始录制后释
放小球。
(3)120FPS表示120颅每秒,即相邻两桢之间的时间间
隔为20s,则选取困片部分的总时间为1=20×20s=
6s。
418
员刚好接触水面,3时刻运动员速度达到最大,运动员所
受合力为零,故C错误:根据t图像斜率表示加速度,可
知t3~t4段运动员的加速度先增大后减小,故D错误。
故选B。
④A解析对轨道I分析可知,沿轨道I下滑时合力一
定,做匀加速直线运动,故A正确;对轨道Ⅱ分析可知,沿
轨道Ⅱ下滑时合力的大小、方向都在变化,做变加速曲线
运动,故B错误;图乙速率一时间图像与时间轴围成的面
积表示路程,两条轨道路程不同,则面积不相等,故C错
误;小物块沿两条轨道下滑过程中重力做功相等,但时间
不同,所以重力的平均功率不相等,故D错误。故选A。
⑤C解析运动员在ab、bc、cd三段位移内速度的增加
量之比为1:2:1,则对应时间之比为1:2:1,有L1=
wt+a,L=(w+a)…2+2a(202=2wt+4a2,
L=(o十3a)·1+2a=wt+弓a,观察可得L2
L1十L3,故选C。
⑥(1)2m/s(2)0.35m
解而(1根据题意有L=听,解得4=√
2L=0.4s,
此时tB=tA-0.2s=0.2s,
则小球A刚落到管底时,小球B的速度B=gtB=2m/s。
(2)根据题意可知,小球A反弹之后做竖直上抛运动,且
反弹时的速度大小为A=gtA=4m/S,
小球A刚落到管底时,小球B下落的高度为hB=)g哈
=0.2m,
设从小球A反弹到两小球相遇的时间为2,则从A球反
弹到两球相遇时,A球的位移h=At2一之g吃,
B球的位移h'=0gt2十2g吃,
1
又有L一hB=h十h',联立解得t2-0.1s,h=0.35m。
项训练
1
(4)因为相邻两桢之间的时间间隔为T=1205,可
知实验小组测得的重力加速度值为g=
x406-96)-(x96-85)=(38.60-18.60)-(18.60-5,20)
(5X2×T2
40X22
×10-2m/s2=9.50m/s2。
2(1)5T(2)2,31(3)2
20T
50T2
解析(1)根据题意可知,电动机转动的周期为T,在铁条
上连续每5条细线取一计数线,则相邻计数线之间的时
Q实战册参考答案及解析
间间隔为To=5T。
(4)t+五
(5)不正确,理由见解析
(2)根据x2-1=2·△x,得△x=2,,则BC段的距
2
解析(1)为了减小空气阻力的影响,应该选用密度较大的
离0=1十△虹=西,B,点经过小孔时的速度大小为
小球,乒兵球不合适;为了使小球落地的撞击声清晰,橡
2
胶球不合适。故选A。
=x0十x1=22十3x1
(2)刻度尺的分度值为1mm,需估读到分度值的下一位,
2T0
20T
由题图乙可知h=61.20cm。
3)根据2一1=2g16,可得g=)70=20四
50T2
.1
(3)根据h=2g2,可得2h=g2,故在2h-t2图像中图线
3(1)0.27(2)偏大(3)匀减速直线a-100kd
的斜率表示重力加速度g,则根据图线可得g=
麝折1)根据逐差法,利月△x=aT,T=5×子-0.1s,
3.25-0.50
0.35-0.06
m/s2≈9.48m/s2。
求得加速度为a=(十2)十4)=8.125m/s,根
42
(4)钢尺的击打声传播到手机的时间为1=上,则小球下
1
据牛顿第二定律有mgsin0十mgcos0=ma,代入数据解
得≈0.27。
落的时间为=t计白=t计么。
(2)计算时频率大了,根据公式T=5×子,可知周期变小
(5)设木条厚度为H,根据h十H=司g2,可得2h=g2
了,代入a=十2)3十),求得的加速度偏大,从
2H,则2h-t2图像的斜率仍表示重力加速度,即未考虑木
4T2
条厚度时,用图像法计算的重力加速度g没有偏差。
而动摩擦因数的测量值偏大。
5(1)2.502.50(2)1.25
(3)纸带剪开贴好后,水平方向每条纸带宽度相同,与时
解析(1)由图乙可知,00.1s内小车的位移为=2.10cm,
间对应,竖直长度为相邻相等时间内的位移,由△x=
0.1~0.2s内小车的位移为x2=(6.70-2.10)cm=460cm,
aT巴,可得纸带长度差相等,变化规律恰好与速度一样,可
0.20.3s内小车的位移为23=(13.80-6.70)cm=7.10cm,
看出速度均匀减小,则该木块做匀减速直线运动,由△x
小车在相邻相等的0.1s时间内的位移差为△x=3一x2=
=aTP,△x=d,联立可得a=g=100kd。
x2-=2.50cm,根据△x=aT2,可得a=2.50m/s2。
T2
(2)如果小车的质量为500g,则恒力F的大小为F=ma=
④(1)A(2)61.20(3)9.48(9.48~9.59均可)
1.25N。
专题2
相互作用
山东新高考全练
①B解析根据题意可知,机器人“天工”它可以在倾角
③C解析根据题意分析可知,物块A、B刚好要滑动
不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有
时,物体A相对物体B向上滑动,设绳子拉力为F,对A
mgsin30≤mngcos30,可得≥tan30°-
3,故选B。
受力分析,由平衡条件得F=mgsin45°十mgcos45°,物
体B相对斜面向下滑动,对B受力分析,由平衡条件得
2B解析由题知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升
2 ngsin45°=F+mgcos45°+μ(2m+m)gcos45°,联立
高补平,说明一个盘子的重力可以使弹簧发生形变的形变
解得μ=
,故C正确,A,B,D错误。故选C。
1
量等于相邻两盘间距,则有mg=3·kx,解得=l00N/m,
故选B。
山东模拟专练
考点闯关)
为L2,则有L十L3=102m2,L1+L2=14m,解得L1=
①BC解析无风时,设悬挂点两侧的晾衣绳与竖直方向
8m,L2=6m,设左侧晾衣绳与竖直方向的夹角为☑,右
的夹角为0,由几何关系可知s血0=号,0s0=2y5,对悬
侧晾衣绳与竖直方向的夹角为2,由几何关系可知sin
7
=0.8,sin2=0.6,设此时绳上的拉力大小为T,对悬挂
眭点受力分析,有2Tc0sA=mg,解得T三496N,A错
点受力分析,竖直方向有T'cos 0十Tcos2=mg,解得
误;有风时,设悬挂点左侧的晾衣绳长度为L1,右侧长度
T'=l0N,B正确;水平方向有T'sin0h=T'sin2+F,解
419