《2025年一遍过高中物理必修第二册人教版》

1 [2025 浙江丽水期末考试]某小组做“探究平抛运动的特点”的实验。
(1)探究一:用如图甲、乙两种装置研究平抛运动,以下说法正确的是____。
A. 图甲探究平抛运动竖直方向的运动规律
B. 图甲探究平抛运动水平方向的运动规律
C. 图乙探究平抛运动竖直方向的运动规律
D. 图乙探究平抛运动水平方向的运动规律
(2)探究二:用下图装置通过多次描点获得小球平抛运动的轨迹,其中斜槽轨道末端已经调整正确的是____。
(3)用题(2)中的装置做实验,图丙所示为小球在斜槽轨道末端时的位置示意图,1、2、3、4 点分别表示小球最高点、球心、最低点、右端点在竖直板上的水平投影,小球抛出点的位置应是____(选填数字 1、2、3、4)。
(4)在实验中,将白纸换成方格纸,方格纸的竖直线与重垂线平行,方格纸的每个小方格边长 $ L = 5 \, cm $。实验记录了小球在运动中的 4 个点迹,如图丁所示,则小球在 $ C $ 点时的速度大小为____ $ m/s $(重力加速度 $ g $ 取 $ 10 \, m/s^2 $)。

答案： 1答案
(1)AD
(2)C
(3)2
(4)2.5
解析
(1)题图甲中两小球在竖直方向有相同的运动情况，探究的是平抛运动竖直方向的运动规律，选项A正确，B错误；题图乙中两小球在水平方向有相同的运动情况，探究的是平抛运动水平方向的运动规律，选项C错误，D正确。
(2)为了保证小球抛出时的速度沿水平方向，斜槽轨道末端应处于水平方向，故选C。
(3)小球抛出点的位置应是小球在斜槽轨道末端时小球球心在竖直板上的水平投影【提示 小球落到倾斜挡板上挤压纸张留下轨迹点，此点为小球球心在竖直板上的水平投影】，即小球抛出点的位置应是2。
(4)由题图丁可知AC与CD的水平位移相等，则AC与CD所用时间相等，竖直方向根据$\Delta y = 4L - 2L = gT^{2}$，解得$T = \sqrt{\frac{2L}{g}} = \sqrt{\frac{2 × 0.05}{10}} s = 0.1 s$，水平方向有$4L = v_{0}T$，解得水平分速度为$v_{0} = \frac{4L}{T} = \frac{4 × 0.05}{0.1} m/s = 2 m/s$，小球在C点时的竖直分速度大小为$v_{y} = \frac{y_{AD}}{2T} = \frac{6 × 0.05}{2 × 0.1} m/s = 1.5 m/s$。则小球在C点时的速度大小为$v_{C} = \sqrt{v_{0}^{2} + v_{y}^{2}} = 2.5 m/s$。

2 某小组通过频闪拍照装置探究平抛运动规律,如图甲所示,固定在硬板正上方 $ A $ 处和右侧正前方 $ B $ 处的频闪仪,每隔一定时间同时发出闪光使底片曝光,通过记录小球在闪光时刻的位置分别获得小球水平、竖直两个方向上的运动信息。从频闪照片中得到的运动信息,如图乙,$ O $ 为抛出点,$ P $ 为某时刻小球的影像,$ g $ 取 $ 9.80 \, m/s^2 $。请分析下列问题:
(1)实验使用重垂线的目的有____。
A. 调节硬板与重垂线平行,使硬板保持竖直
B. 便于使白纸的左边与重垂线平行
C. 作图时以重垂线的悬挂点为坐标原点
D. 便于建立以重垂线垂直方向为水平方向的 $ x $ 轴
(2)频闪照片与实验中实际距离的比例为 $ 1:10 $,从图乙刻度尺上读出 $ OP $ 长度为____ $ cm $,则可知图乙(b)中 $ O $、$ P $ 的真实距离为____ $ cm $。
(3)同理测得图乙(a)中 $ O $、$ P $ 的真实距离为 $ 60.0 \, cm $,则小球平抛的初速度大小 $ v_0 = $____ $ m/s $(结果保留 2 位有效数字)。

答案： 2答案
(1)AD
(2)4.40 44.0
(3)2.0
解析
(1)本实验使用重垂线的目的有调节硬板与重垂线平行，使硬板保持竖直，便于建立以重垂线垂直方向为水平方向的x轴，选项AD正确；本实验不必要求白纸的左边与重垂线平行，选项B错误；本实验不是以重垂线的悬挂点为坐标原点的，而是以小球在水平末端时其圆心在白纸上的水平投影为坐标原点的，选项C错误。
(2)从刻度尺上读出OP长度为$y_{1} = 4.40 cm$，可知O、P的真实距离为$y = 10y_{1} = 10 × 4.40 cm = 44.0 cm$。
(3)小球做平抛运动，水平方向有$x = v_{0}t$，竖直方向有$y = \frac{1}{2}gt^{2}$，解得$v_{0} = x\sqrt{\frac{g}{2y}} = 0.6 × \sqrt{\frac{9.8}{2 × 0.44}} m/s = 2.0 m/s$。