适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练24

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练24，共5页。试卷主要包含了10 s,照片中每个格子边长1，0　0等内容，欢迎下载使用。

课时规范练24
1.(2023福建南平模拟)若航天员在一个未知星球上做探究平抛运动规律的实验。

(1)如图甲所示,在水平地面上竖直放置两个相同的弧形光滑轨道M、N,让两小球P、Q均能以相同的初速度同时分别从两轨道下端水平射出。实验中观察到小球P落地时刚好和小球Q相遇。仅仅改变弧形轨道M的高度H,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明　　　　。 
A.平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
C.平抛运动在水平方向上是匀加速直线运动
(2)在有坐标纸的背景屏前用频闪数码相机拍下小球在平抛运动过程中的不同位置,如图乙所示,a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片中每个格子边长1.0 cm。又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则由以上信息,可知a点　　　　　(选填“是”或“不是”)小球的抛出点。 
(3)由(2)所得信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为　　　　 m/s2;小球平抛的初速度v0=　　　　 m/s。(结果均保留两位有效数字) 
答案 (1)B　(2)不是　(3)4.0　0.80
解析 (1)实验中观察到小球P落地时刚好和小球Q相遇。说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,故选B。
(2)由图可知,竖直方向上相等时间内的位移之比为1∶2∶3,不符合初速度为零的匀加速直线运动特点,可知a点的竖直分速度不为零,a点不是小球的抛出点。
(3)该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,可知图中正方形的边长为4cm,竖直方向有Δy=L=gT2,解得g=4.0m/s2;小球水平方向做匀速直线运动,其初速度为v0==0.80m/s。
2.(2022四川成都七中模拟)某社团的同学们利用某手机App的定时连拍功能来研究物体的平抛运动,实验步骤如下:
①一同学站在竖直墙边,将小球沿平行于墙面的竖直面内水平向右抛出,另一位同学随即启动手机App,拍摄下了不同时刻小球位置的照片;
②用刻度尺测出某一块砖块的高度d和长度L;
③用平滑的曲线将小球四个位置连接起来,得到小球的部分运动轨迹如下图所示。

小球所受空气阻力可以忽略不计,重力加速度为g,墙面的每一块砖都完全相同。请分析下列问题:
(1)手机App里设置的定时连拍的时间间隔为T=　　　　; 
(2)小球在位置B的速度大小为vB=　　　。 
答案 (1)
(2)
解析 (1)小球做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动推论,相邻相等时间段内位移之差恒定,有Δy=d=gT2,所以连拍照相机的时间间隔T=。
(2)小球平抛运动的初速度v0==L,根据匀变速直线运动的推论,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,在位置B时竖直方向的速度为vBy=,小球在位置B的速度大小为vB=。
3.如图甲所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出 tan θ。改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x和tan θ,记录的数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
tan θ
0.18
0.32
0.69
1.00
1.19
1.43
x/m
0.035
0.065
0.140
0.160
0.240
0.290

(1)在图乙的坐标中描点连线,作出x-tan θ的关系图像。
(2)根据x-tan θ图像可知小球做平抛运动的初速度v0=　　　　 m/s;实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为　　　 m。(重力加速度g取10 m/s2)
(3)实验中有一组数据出现明显错误,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)见解析
(2)1.0(0.96~1.04均可)　0.69(0.65~0.73均可)
(3)小球释放位置与其他次实验不同(低于其他次实验)
解析 (1)x-tanθ的关系图像如图所示。

(2)根据tanθ=得t=,则水平射程为x=v0t=,知图线的斜率k==0.2,解得v0=m/s=1.0m/s,当θ=60°时,有t=s=s,则斜面的长度为s==0.69m。
(3)实验中有一组数据出现明显错误,由图可知,水平射程偏小,由x=v0t= 知,初速度偏小,即小球释放位置低于其他实验的位置。
4.(2023北京密云模拟)采用如图甲所示的装置可以研究平抛运动。图乙是确定小球位置的硬纸片的示意图,带有一大一小两个孔,大孔宽度与做平抛运动的小球的直径d相当,可沿虚线折成图甲中的样式,放在图甲中的多个合适位置,可用来确定小球的运动轨迹。已知重力加速度为g。


(1)已备有器材:有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台(含铁夹),还需要的一种实验器材是　　　　　。 
A.停表 B.天平
C.铅垂线 D.弹簧测力计
(2)关于本实验的一些说法,正确的是　　　。 
A.斜槽必须是光滑的,且每次释放小球的初位置相同
B.应该将斜槽的末端调成水平
C.以斜槽末端作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O
D.为使所描曲线与小球运动轨迹吻合,应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接
(3)已知平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,且理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y,则其初速度大小v0=　　　　　。在实际的平抛运动实验的研究中,也利用上述关系式计算初速度,那么计算初速度的误差与x、y的大小选取　　　(选填“有关”或“无关”)。 
(4)A同学得到部分运动轨迹如图丙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l,P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么,小球从P1运动到P2所用的时间为　　　　,小球抛出后的水平速度为　　　　。 
(5)判断所描绘曲线是否为抛物线是本实验的目的之一。若B同学实验得到的平抛运动的轨迹是图丁所示的曲线,图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的坐标,如p1的坐标(x1,y1)、p2的坐标(x2,y2)、p3的坐标(x3,y3)等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否为一条抛物线?请简述判断的方法:　　　　　　　　　　　。
答案 (1)C　(2)B　(3)x　有关　(4)　(5)见解析
解析 (1)实验中需要通过铅垂线确定y轴,不需要测量时间,故不需要停表,不需要测量小球的质量,故不需要天平和弹簧测力计,C正确。
(2)为了保证小球每次平抛运动的初速度相等,让小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下,斜槽不一定要光滑,A错误;为了保证小球的初速度方向水平,斜槽末端需调成水平,B正确;以小球在斜槽末端时,球心在白纸上的投影作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点,C错误;为使所描曲线与小球运动轨迹吻合,应将通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接,D错误。
(3)根据y=gt2得t=,则初速度v0==x;为了减小测量误差,x、y取值应大一些,可知计算初速度的误差与x、y大小的选取是有关的。
(4)在竖直方向上,根据Δy=3l=gT2得T=;水平分速度vx=。
(5)令y=ax2,代入实验所得各点坐标值求出a,看在误差允许的范围内,a是否相等,可判断实验所得的曲线是否为抛物线。