《2025年步步高大一轮复习讲义物理教科版》

1. (8分)(2024·广东省模拟)采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。

(1)(2分)实验时需要下列哪个器材B。
A. 弹簧测力计
B. 重垂线
C. 打点计时器
(2)(2分)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列一些操作要求，正确的是ACD。
A. 每次必须由同一位置静止释放小球
B. 挡板每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D. 记录的点应适当多一些
(3)(4分)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得 $ x_1 $、$ x_2 $、$ x_3 $、$ x_4 $ 后，需要验证的关系是$x_4 - x_3 = x_3 - x_2 = x_2 - x_1$。已知频闪周期为 $ T $，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是D。
A. $ \dfrac{x_1}{T} $
B. $ \dfrac{x_2}{2T} $
C. $ \dfrac{x_3}{3T} $
D. $ \dfrac{x_4}{4T} $

答案： 1.
(1)B
(2)ACD
(3)$x_4 - x_3 = x_3 - x_2 = x_2 - x_1$ D

2. (9分)(2023·浙江6月选考·16Ⅰ(1))在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)(3分)用图甲装置进行探究，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)(3分)用图乙装置进行实验，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)(3分)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_1 $、$ y_2 $、$ y_3 $、$ y_4 $。重力加速度为 $ g $。测得钢球直径为 $ d $，则钢球平抛初速度 $ v_0 $ 为D。
A. $ (x + \dfrac{d}{2})\sqrt{\dfrac{g}{2y_1}} $
B. $ (x + \dfrac{d}{2})\sqrt{\dfrac{g}{y_2 - y_1}} $
C. $ (3x - \dfrac{d}{2})\sqrt{\dfrac{g}{2y_4}} $
D. $ (4x - \dfrac{d}{2})\sqrt{\dfrac{g}{2y_4}} $

答案： 2.
(1)B
(2)C
(3)D 解析
(1)用如题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，故A、C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正确。
(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，每一次小球需要从斜槽M上同一位置静止释放，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。
(3)竖直方向，根据$y_1 = \frac{1}{2}gt_1^2$ 水平方向$x - \frac{d}{2} = v_0t_1$ 联立可得$v_0 = (x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_1}}$，故A错误； 竖直方向：$y_1 = \frac{1}{2}gt_1^2$，$y_2 = \frac{1}{2}gt_2^2$ 水平方向：$x - \frac{d}{2} = v_0t_1$， $2x - \frac{d}{2} = v_0t_2$ 联立可得$v_0 = \sqrt{\frac{gx(3x - d)}{2(y_2 - y_1)}}$，故B错误； 竖直方向：$y_4 = \frac{1}{2}gt_4^2$，水平方向：$4x - \frac{d}{2} = v_0t_4$ 联立可得$v_0 = (4x - \frac{d}{2})\sqrt{\frac{g}{2y_4}}$，故D正确，C错误。

3. (9分)(2021·全国乙卷·22)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 $ 0.05 $ s 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 $ 5 $ cm。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2位有效数字)
(1)(6分)小球运动到图(b)中位置 $ A $ 时，其速度的水平分量大小为1.0 $ m/s $，竖直分量大小为2.0 $ m/s $；
(2)(3分)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为9.7 $ m/s^2 $。

答案： 3.
(1)1.0 2.0
(2)9.7 解析
(1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为$v_0 = \frac{x}{t} = \frac{0.05}{0.05} m/s = 1.0 m/s$； 竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量大小为 $v_y = \frac{8.6 + 11.0}{0.05 × 2} cm/s \approx 2.0 m/s$。
(2)由竖直方向为自由落体运动可得$g = \frac{y_3 + y_4 - y_2 - y_1}{4t^2}$， 代入数据可得$g = 9.7 m/s^2$。