专题4 实验专项训练(实战册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

知tb>ta,D错误；最高点的速度等于水平方向的分速度， 即x=,由于水平方向的位移大小关系未知，故无法判 断最高点的速度关系，根据速度的合成可知无法判断初 速度的关系，B、C错误。故选A。 ⑦A解析由题意可知，当插销刚卡进固定的端盖时，弹 黄的仲长量为△虹=台，根据朔克定律有F=Ax号，橘 销与卷轴同轴转动，角速度相同，对插销有F=mlw2,对 ，故选A。 卷轴有=w,联立解得0=√2m ⑧AD解析小鱼在运动过程中只受重力作用，则小鱼 在水平方向做匀速直线运动，即x为定值，则水平位移x =xt,故A正确，C错误；小鱼在竖直方向做竖直上抛运 动，则有y=00t2g2,0%=0一g,且最高点时竖直 方向的速度减为O,故B错误，D正确。故选A、D。 g(1)竖(2)√(sin sin计 ugsin 0cos B wir 解析(1)转椅做匀速圆周运动，设此时轻绳拉力为T,转 椅质量为m,对转椅受力分析，可知轻绳拉力沿切线方向 的分力与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡，沿径向方向 的分力提供转椅做圆周运动的向心力，可得Tcosα= mair ;umng--Tsina,联立解得tana=g (2)设此时轻绳拉力为T,沿A1B和垂直A1B竖直向上 的分力分别为T1=Tsin0,T2=Tcos0, 对转椅根据牛顿第二定律得T1cosB=mwr2, 沿切线方向有T1sinB=f=FN, 竖直方向有FN十T2=mg, ugsin Ocos B 联立解得w2=√(sin0sinB叶ucos)r2 模拟精练) ①C解析小球的运动轨迹如图所示， E。 C 分解速度，小球垂直于斜面落到D点，所以在D点时有 实验专 实验⑤探究平抛运动的特点 ①(1)BCD(2)A(3)2m/s 解析(1)小球每次应从斜槽上相同的位置由静止释放，不 O实战册参考答案及解析 tana=四=心，解得t=0,故A错误；小球落到斜面 v2 gt gtan a 上时的速度大小为v= ，故B错误；根据几何关系，有 sin a 1 cos &'5D= 282 n。,整理可得CD与DA的比值为 21a2a,故C正确，由图可知，小球的位移方向不垂直于 1 AC,故D错误。 2BC解析两物块做匀速转动的向心加速度大小恒定， 方向始终指向圆心，不恒定，故A错误；根据向心力公式 Fn=mL2可知，物块A、B一起转动过程中所需向心力大 小相等，故B正确：对A、B整体受力分析，当最大静摩擦 力提供向心力时，有·2mg=2mwiL,解得og=√受， 对A受力分析，当B对A的最大静摩擦力提供向心力时， 有0.5mg=muL,解得=√绕，所以A,B一起转动 的最大角速度为√饶，此时圆盘对B的摩擦力为∫ 2mwL=mg,故C正确，D错误。故选B、C。 3D解析第4s末，角加速度为0，即角速度达到恒定 值，不是停止转动，故A错误；角加速度的单位为rad/s2, 角加速度的变化率应为角加速度除以时间，所以单位为 rad/s3,故B错误；0~2s内，角加速度增大，转盘做变角 加速圆周运动，故C错误；由题图乙可知，图线与横轴围 成的面积表示角速度的变化量，则第2S末，转盘的角速 度大小为w=号×2X10rad/s=10rad/s,枚D正确。故 选D。 方法技巧 A、B表示角速度的变化快慢，即可理解为角加速度，角 加速度为零时，角速度不再增加保持定值； B、可利用单位制规律计算； C、可通过图像判断此阶段角加速度有无变化，匀角加 速度圆周运动中角加速度是恒定值； D、在角加速度与时间图像中，角加速度与时间轴围成 的面积表示角速度的大小。 本题利用角加速度与时间图像考查了对角速度的理 解，掌握运动学图像规律是解决本题的关键。 项训练 论斜槽是否光滑，小球从斜槽飞出时的速度都相同，这样 能保证描绘的是同一平抛运动的轨迹，故A错误，D正 确；斜槽的末端必须保证水平，这样小球从斜槽末端飞出 439 答案册 实战高考·物理 后才能做平抛运动，故B正确；要使描出的轨迹更好地反 映小球的真实运动，记录的，点应适当多一些，故C正确。 故选B、C、D。 (2②)小球在整直方向做自由落体运动，有y=合82，水平 方向做匀速直线运动，有x=,联立可得y= 22,因初 速度相同，所以嘉为常数，故少x2图像为正比例关系。 故选A。 (3)小球做平抛运动，相邻两，点间的水平距离均为5，则从 a到b的时间与从b到c的时间相等，设为T,竖直方向有 h2-h1=gT2,水平方向有s=wT,联立解得o=2m/s。 2(1)质量大、体积小（或密度大）(2)9.82.6(3)B 解析(1)为了减少空气阻力的影响，在选择小球时，应尽 可能选择质量大、体积小（或密度大）的小球。 (2)斜抛运动，水平方向为匀速直线运动，由题图乙可得， 斜抛运动水平方向上的速度vr一1m/s,设斜抛运动初速 度为0，与水平方向夹角为0，则水平位移x=0cos0·t =0d,竖直方向上位移y=功n0·1一7g2,结合题图 丙可知，小球的加速度g=9.8m/s2,小球在原，点处速度 与水平方向夹角的正切值为tan0=2.6。 (3)由题图乙、丙可知，该过程记录的静止画面数量为18， 所用时间为一二-0.6s,则该视频的被率为厂8五 =30Hz,故选B。 ③(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 g 1 (y+4L2)g (3)L√222y2Ny2-21 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)将钢球放在Q,点，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(y2一y1) -y1=g2,解得t/ 2一2少，则钢球平抛的初速度大小 为=上=Ly22 t ,钢球运动到b点时竖直方向速度 为%=告钢球运动到6点的速度大小为6√伊十暖 ④(1)B(2)C(2)D 解析(1)用如图甲所示的实验装置，只能探究平抛运动竖 直分运动的特，点，不能研究水平分运动的特点，故A、C错 4401 误；在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复 实验，最后得出结论，故B正确。故选B。 (2)为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了 保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要从同一位置 静止释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；上下调节 挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。故选C。 (3)小球竖直方向做自由落体运动，有1=号g2,计算位 移时需要考虑小球半径，水平方向有x一号=0，联立可 得0=（红-号）√，故A错误；因为经过点迹0-1， 1→2所用时间不相等，所以不可以用△y=gT2计算，故B 错误；竖直方向有y=2g2,水平方向有4红一号=，联 1 立可得-（红一号）√及放D正喷，C错买.故选D。 实验⑥探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 日aB相酮(2)0,4②多 解析(1)在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时， 应让小球做圆周运动的半径不同，即分别放在C挡板处 与B挡板处，同时保持小球的质量和转动的角速度相同， 即选择半径相同的两个塔轮进行实验。 (2)①遮光片经过光电门时，滑块的速度为。=品，由公式 u=r可得，角速度为u=巴=d rr△t ②由向心力公式有F=r=·,则有为= 1 吧解得m务。 kr 2(1)11.50(2)见解析图(3)0.106(4)F=k2+ mg(5)见解析 解析(1)钢球直径d=11mm+0.05mm×10=11.50mm. (2)画出的F-v2关系图像如图所示。 FNN 0.200 0.180 0.160 0.120日 010g。20406080100B0Mw.6 (3)设锅球微国周运动的半径为1，根据F一mg=m宁，可 得F=mg十2，由图像的纵栽距可知，钢球的重力为 Q实战册参考答案及解析 mg=0.106N。 得，需要验证的关系式为 rd2 (4)若图像的斜率为k,钢球质量为m,重力加速度为g,由 mL2(△)2· (3)可知，F与u2的关系式为F=k2十mg。 4(1)1 (2)16.2(3)m2·(D-d 2 ,6.1×10-3 (5)产生误差的主要原因：光电门测出的是遮光条通过时 解析(1)圆盘转动10周所用的时间t=62.8s,则圆盘转 的速度，大于钢球球心通过最低，点时的速度。 动的周期为T=6285=6.28s,根据角速度与周期的关 目a24902虎= 10 mL2(△t)2 系有ow-1rad/s 解()挡光片的线速度)三只，小物体和挡光片同轴转 (2)根据游标卡尺的读数规则可知d=16mm+2× 动，则小物体的角连度w=是=品：20分度的辩标卡尺 d 0.1mm=16.2mm。 精确度为0.05mm,则挡光片的宽度为d=4mm十18× (3)小国柱依微园周运动的半径为D。,则小围栏体 0.05mm=4.90mm。 所需向心力的表达式：F=w2·(D-》,代入数据得F 2 (2)根据F=ma,可得a= d ,又a=w2r,w= m 4,联立可 =6.1×10-3N。 专题5。万有引力与宇宙航行 山东新高考全练 ①C解析轨道舱与返回舱的质量比为5：1，设返回舱 故选C。 的质量为m,则轨道舱的质量为5m,总质量为6m;由题意 ④C解析地球表面重力加速度为g,根据牛顿第二定 可知组合体绕行星做圆周运动，根据万有引力定律有 律得GMm=mg,解得GM=gR2,根据题意可知，卫星的 R2 GM:6m=6m号，可得微国周运动的线速度为v r2 运行周期为了=开，根据万有引力提供向心力有 G,弹射返回轮的过程中组合体动量守恒，有6mw= GMm 4π2 京2—2。R士五)，送立角解得五—（22）一R, 5u十mm2,由题意知2=2√r 代入解得a=√ 故选C。 故选C。 ⑤B解析悬停时所受着陆平台的作用力等于万有引 2D解析“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道上运 力，由F=GR兴可得，F=G大型：GM月玉兔 R 行时，根据开普勒第三定律有咒=6，同理，对地球同步卫 R -是×2=号，故逸B. 里根据开普勒第三定律有分-发，其中，及与中心天休 6B 解析忽略星球的自转，万有引力等于重力，有 的质量成正比，所以总-是，联立可得- M地 M地 3,故 GMi R2 =g,则路-悠·店-01×录=0，解得 g地M地R 选D。 g火=0.4g地=0.4g,着陆器做匀减速直线运动，根据运动 ③C解析设地球半径为R,由题知，地球表面的重力加 学公式可知0=0一at0,解得a=,根据牛顿第二定律 速度为g,则有mg=GMm,月球绕地球公转有 to R2 得f-mg=ma,解得着陆器受到的制动力大小为f=mg GMm1=m月答r,7=60R,联立解得T=120元 4π2 十m=(0.4g+器)，A.C,D储误，B正确。故选B。 山东模拟专练 考点闯关) mwR,解得u气8，故地球的自转周期为T=2红= R ①ACD解析在地球北极，点时，物体受到的重力与万有 引力大小相等，即G=mg,解得M=警，故A正确； ,故B错误；地球的体积为V=专R,则地球 2√g一g0 在地球赤道上该物体的重力为肌g0,则有”-0 的牛均害度为一出-器故C正确：由于地球问步卫 440模拟精练 1.(2025广东惠州高三 E 周测)如图所示，斜 面AC与水平方向的 夹角为a,在底端A 点正上方与顶端C 点等高处的E点以速度v0水平抛出一小 球，小球垂直于斜面落到D点，重力加速度 为g,则( ) A.小球在空中飞行的时间为西 B.小球落到斜面上时的速度大小为 cos a CCD与DA的比值为ana D.小球的位移方向垂直于AC 2.(2025陕西高 三模拟)（多 选)如图所示， B 粗糙水平圆盘 上，质量均为 m的A、B两物块叠放在一起，与轴心距离 为L,随圆盘一起做匀速圆周运动。已知圆 盘与B之间的动摩擦因数为4，B与A之 间的动摩擦因数为0.5μ，假如最大静摩擦 实验考什么 实验专 实验⑤探究平抛运动的特点 1.(2024辽宁三模)在探究平抛运动规律的实 验中： 纸板 斜槽 0专题4曲线运动 力大小等于滑动摩擦力，则下列说法正确 的是( ) A.A、B一起匀速转动过程中加速度恒定 B.A、B一起转动过程中所需向心力大小 相等 CA,B一起转动的最大角速度为、覺 D.当A、B恰好发生相对运动时圆盘对B 的摩擦力为2mg 3.(2025北师大附中高三模拟)当做圆周运动 的物体角速度ω变化时，我们可以引用角加 速度3来描述角速度ω的变化快慢，即β= 出。图甲中某转盘自：=0时由静止开始转 动，其前4s内角加速度3随时间t变化如 图乙所示。则( ↑B/(rad·s 甲 A.第4s末，转盘停止转动 B.角加速度的变化率的单位为rad/s C.0~2s内转盘做匀角加速圆周运动 D.第2s末，转盘的角速度大小为l0rad/s 项训练 答案：P439 (1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球 多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做 平抛运动的轨迹。关于该实验下列说法正 确的是 (多选)。 A.斜槽轨道必须光滑 B.斜槽轨道末端要保持水平 C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动， 记录的点应适当多一些 D.每次应该从斜槽上相同的位置无初速度 57 实战 实战高考·物理 释放小球 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹 上取一些点，以抛出点O为坐标原点，测量 它们的水平坐标x和竖直坐标y,下列yx2 图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线 的是 (选填字母)。 0 ○ D (3)如图所示，一个做平抛运动的小球，先后 通过a、b、c三点，若相邻两点间的水平距离 均为s=0.4m,竖直距离分别为h1=0.6m 和h2=1.0m,则抛出该球的初速度大小为 。(不计空气阻力，g取10m/s2) 2.(2025山东青岛一模)为研究小球斜上抛运 动的规律，某兴趣小组用手机拍摄了一段小 球斜上抛运动的视频，图甲为利用某视频分 析软件按帧获取的小球位置。取运动过程 的某点为原点，水平向右为x轴正方向，竖 直向上为y轴正方向，建立坐标系。经软件 分析得到实际位置坐标x-t、y-t图像及对 应拟合曲线方程，分别如图乙、丙所示。 58 甲 ↑xlm 拟合曲线：x=t 0.6 0.4- 0.2 0 t/s 乙 ylm 拟合曲线：y=-4.9+2.6t 0.4 0.2 --1--1 0 t/s -0.2- 丙 (1)在选择小球时，对小球的要求是 (2)由图乙、丙可得，小球的加速度大小为 m/s2,小球在原点处速度与水平方 向夹角的正切值为 (3)帧率表示视频在1s内记录的静止画面 数量，单位为赫兹(Hz)。该视频分析软件 是按视频的帧率来获取小球位置的，图乙、 丙中描绘的点为软件捕获的每帧小球实际 位置坐标随时间的变化关系，由此可以判断 该视频的帧率最接近 0 A.20 Hz B.30 Hz C.60 Hz D.120 Hz 3.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。 木板 白纸 挡板 --0 多 乙 (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 4.(2023淅江6月，16-I(1),4分)在“探究平 抛运动的特点”实验中： 0专题4曲线运动 丙 (1)用图甲装置进行探究，下列说法正确的 是 (选填字母)。 A.只能探究平抛运动水平分运动的特点 B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验 C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动 的特点 (2)用图乙装置进行实验，下列说法正确的 是 (选填字母)。 A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下 (3)用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有 复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的 点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽 末端，钢球从斜槽上P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x, 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y, 各点迹坐标值分别为y、y2、y、y4。测得钢 球直径为d,则钢球平抛的初速度大小为 (选填字母)。 A(+员 B(+ c.(3x-),68 2)N2y4 实验⑥探究向心力大小与半径、角速度、 质量的关系 1.(2024山东济宁三模)在探究小球做匀速圆 周运动所受向心力大小F与小球质量m、角 速度w和半径r之间关系的实验中： 59 实战册】 实战高考·物理 标尺 小球弹簧测力套筒 小球 长 变速塔轮 RA@B 短槽 变速塔轮 手柄 传动皮带 匆 光电门 力传感器 滑块 乙 (1)小明同学用如图甲所示装置进行实验， 转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀 速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂 的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧 测力套筒下降，标尺上露出的红白相间的等 分格数之比即为两个小球所受向心力的比 值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动 的轨道半径之比为1：2：1，在探究向心力 的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两 个质量相同的小球，分别放在C挡板处与 (选填“A”或“B”)挡板处，同时选 择半径 (选填“相同”或“不同”)的 两个塔轮进行实验。 (2)小强同学用如图乙所示的装置进行实 验。一滑块套在水平杆上，力传感器套在竖 直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细 绳拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖 直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光 片，其宽度为d,光电门可记录遮光片通过 的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、 水平杆光滑。根据以上表述，回答以下 问题： ①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的 遮光时间为△t,则角速度w= (用 题中所给物理量符号表示)。 60 ②以F为纵坐标，以（公为横坐标，在坐标 纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图 像的斜率为，则滑块的质量为 (用k、r、d表示)。 2.(2024八省八校第一次联考)某同学用图甲 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。用一根 细线系住钢球，另一端连接在固定于铁架台 上端的力传感器上，钢球静止于A点，将光 电门固定在A的正下方。钢球底部竖直地 粘住一片宽度为x的遮光条 凸力传感器 光电门 遮光条 光电门 10 甲 (1)用天平测出钢球质量，用刻度尺测出摆 线长度，用游标卡尺测出钢球直径，示数如 图乙所示，钢球直径d= mm。 (2)将钢球拉至不同位置由静止释放，读出 钢球经过A点时力传感器的示数F及光电 门的遮光时间t,算出钢球速度的平方值，具 体数据如下表： 1 2 4 F/N 0.1240.1430.1620.1810.200 2/(m2·s-2) 2.0 4.0 5.8 8.010.1 请在下面的坐标图中，画出F-关系图像。 FN 0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 2.04.06.08.010.012.01m2·s2) (3)由图像可知，钢球的重力为 N。 (4)若图像的斜率为k,钢球质量为m,重力 加速度为g,则F与v的关系式为 (用所给物理量的符号表示)。 (5)某同学通过进一步学习知道了向心力的 公式，发现实验中使用公式m求得钢球 经过A点的向心力比测量得到的向心力 大，你认为产生误差的主要原因是 3.(2022辽宁大连二模)为验证匀速圆周运动 的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量 关系，某同学设计了如图甲所示的实验装 置。其中AB是固定在竖直转轴OO'上的 水平平台，A端固定的压力传感器可测出小 物体对其压力的大小，B端固定一宽度为d 的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡 光时间。 光电门 压力传感器 挡光片 01 2 cm 4 小物体 01020 甲 乙 实验步骤如下： ①测出挡光片与转轴间的距离L; ②将小物体紧靠传感器放置在平台上，测出 小物体中心与转轴的距离r； ③使平台AB绕转轴OO匀速转动； ④记录压力传感器的示数F和对应的挡光 时间△t; ⑤保持小物体质量和距离r不变，多次改变 转动角速度，记录压力传感器示数F和对 应的挡光时间△t。 (1)小物体转动的角速度ω= (用 0专题4曲线运动 L、d、△t表示)；若某次实验中挡光片的宽度 如图乙所示，其读数为 mm。 (2)要验证小物体的向心加速度与角速度、 轨道半径间的定量关系，还需要测出小物体 的质量，则在误差允许范围内，本实验需 要验证的关系式为 (用所测物理量 的符号表示)。 4.(2024海南，14(1)，6分)水平圆盘上紧贴边 缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图甲所示， 图乙为俯视图，测得圆盘直径D=42.02cm, 圆柱体质量m=30.0g,圆盘绕过盘心O的 竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘 静止。 0 甲 乙 0 3主尺 山山山u山山cm ttt游标 0.1mm 丙 为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需 要的向心力情况，某同学设计了如下实验 步骤： (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t= 62.8s,则圆盘转动的角速度w= rad/s。(π取3.14) (2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直 径，某次测量的示数如图丙所示，该读数d mm,多次测量后，得到的平均值 恰好与d相等。 (3)可得出小圆柱体所需向心力的表达式： F= (用D、m、w、d表示)，其大小 为 N(保留两位有效数字)。 61