《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

练4 (2023·浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中，
(1) 用图1装置进行探究，下列说法正确的是B.
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2装置进行实验，下列说法正确的是C.
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3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$y_{1}$、$y_{2}$、$y_{3}$、$y_{4}$.测得钢球直径为$d$，则钢球平抛初速度$v_{0}$为D.
A. $(x + \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_{1}}}$
B. $(x + \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{y_{2} - y_{1}}}$
C. $(3x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_{4}}}$
D. $(4x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_{4}}}$

答案： 【答案】
(1)B
(2)C
(3)D
【解析】
(1)用如图1所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A、C两项错误；在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B项正确。故选B项。
(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，每一次小球需要静止从同一位置释放，斜槽不需要光滑，故A项错误，C项正确；上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B项错误。故选C项。
(3)竖直方向，根据$y_{4} = \frac{1}{2}gt_{4}^{2}$，水平方向$4x - \frac{d}{2} = v_{0}t_{4}$，联立可得$v_{0} = (4x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_{4}}}$，故D项正确，C项错误；因为经过点迹$0 \to 1$，$1 \to 2$所用时间不相等，所以不可以用$\Delta y = gT^{2}$计算，故B项错误；竖直方向根据$y_{4} = \frac{1}{2}gt_{4}^{2}$，水平方向$4x - \frac{d}{2} = v_{0}t_{4}$，联立可得$v_{0} = (4x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_{4}}}$，故D项正确，C项错误。故选D项。

练5 (2023·重庆一模)利用智能手机自带的各种传感器可以完成很多物理实验.某同学利用如图甲所示的实验装置，结合手机的传感器功能测定当地的重力加速度，实验步骤如下：

Ⅰ. 实验前用游标卡尺测出小球的直径$d = 5.00\ mm$；
Ⅱ. 实验装置中固定轨道$AB$的末端水平，在轨道末端安装一光电门，光电门通过数据采集器与计算机相连，测量小球离开轨道时的速度.将小球从轨道的某高度处由静止释放，小球运动一段时间后，打到竖直记录屏$MN$上，记下落点位置.然后通过手机传感器的测距功能，测量并记录小球做平抛运动的水平距离$x$和竖直下落距离$h$；
Ⅲ. 多次改变屏$MN$与抛出点$B$的水平距离$x$，使小球每次都从轨道的同一位置处由静止释放，重复上述实验，记录多组$x$、$h$数据，如下表所示.


请根据上述数据，完成下列问题：
(1) 在图乙坐标纸上作出$x^{2} - h$的图像；
(2) 若光电计时器记录的平均遮光时间$t = 0.005\ s$，根据上述图像求得当地的重力加速度大小$g = $9.76$m/s^{2}$(结果保留三位有效数字)；
(3) 若实验中，每次记录的$h$值均漏掉了小球的半径，按照上述方法计算出的重力加速度大小与真实值相比不变.(选填“偏大”“偏小”或“不变”).

答案：
【答案】
(1)见解析
(2)9.76
(3)不变
【解析】
(1)描点作图如下：

(2)小球过B点水平抛出的速度为$v_{0} = \frac{d}{t} = 1\ m/s$，$x^{2}$与$h$的关系为$x^{2} = \frac{2v_{0}^{2}h}{g}$，结合图像可得$\frac{2v_{0}^{2}}{g} = k = \frac{(9 - 1) × 10^{-2}}{0.4391 - 0.0487}\ m \approx 0.205\ m$，解得$g \approx 9.76\ m/s^{2}$。
(3)在
(2)中$k = \frac{\Delta x^{2}}{\Delta h} = \frac{\Delta x^{2}}{h_{2} + r - h_{1} - r} = \frac{\Delta x^{2}}{\Delta h}$，可知漏掉了小球的半径，不影响重力加速度$g$的计算，即计算出的重力加速度大小与真实值相比不变。