《2025年小题狂做高中物理必修第二册人教版》

5. 某兴趣小组采用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的特点.
(1)根据实验过程,下列说法正确的是B.
A. 斜槽 M 轨道必须光滑
B. 记录的点应适当多一些
C. 用平滑曲线把所有的点连接起来
D. 图中挡条 N 每次必须等间距下移
(2)图乙是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是C.
A. 释放小球时初速度不为 0
B. 释放小球的初始位置不同
C. 斜槽末端切线不水平
(3)改用频闪照相来研究平抛运动,将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上,如图丙所示,已知小球的直径为 2 cm,方格纸的边分别为水平和竖直方向,则该频闪相机的频率为10Hz.(重力加速度 g 取 $ 10 \, m/s^2 $)

答案： 5．
(1)B
(2)C
(3)$10$
解析：
(1)要保证小球的初速度相同，小球每次从斜槽上开始运动的位置必须相同，斜槽轨道不一定要光滑，故A错误；记录的点适当多一些可以减小误差，故B正确；为比较准确地描出小球运动的轨迹，根据记录点的分布规律，用平滑曲线拟合成运动轨迹，个别偏差较大的点应当舍去，故C错误；描绘轨迹不需要等间距描点，所以图中挡条N不必每次等间距下移，故D错误．
(2)由题图乙可知，小球的初速度方向不是沿水平方向，则可知是斜槽末端切线不水平，故选C.
(3)设该相机的频闪周期为$T$，相邻两小球位置之间的竖直间距分别为
$y_{1} = 7 × 2\ cm = 14\ cm = 0.14\ m$，
$y_{2} = 12 × 2\ cm = 24\ cm = 0.24\ m$，
竖直方向小球做自由落体运动，由$\Delta y = gT^{2}$，得$y_{2} - y_{1} = gT^{2}$，
代入数据解得$T = 0.1\ s$，
则该频闪相机的频率为$f = \frac{1}{T} = 10\ Hz$.
实验攻略 探究平抛运动的特点实验中的注意点
(1)固定斜槽时，必须保证斜槽末端的切线水平．
(2)小球平抛运动的起点不是斜槽末端，而是斜槽末端小球球心对应的位置．
(3)同一实验过程中，小球在斜槽上释放的位置必须相同，以保证小球平抛的初速度相同．

6. [2025 重庆万州月考]图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置,斜槽末端口 N 与小球 Q 离地面的高度均为 H,实验时,当 P 小球从斜槽末端飞出与挡片相碰,立即断开电路使电磁铁释放 Q 小球,发现两小球几乎同时落地,改变 H 大小,重复实验,P、Q 仍几乎同时落地.

(1)关于本题实验说法正确的有 (AD)
A. 斜槽轨道末段 N 端必须水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. P 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
D. 挡片质量要尽可能小
(2)若用一张印有小方格(小方格的边长为 $ L = 2.5 \, cm $)的纸和频闪相机记录 P 小球的轨迹,小球在同一初速度平抛运动途中的几个位置如图乙中的 a、b、c、d 所示,重力加速度 g 取 $ 10 \, m/s^2 $,则频闪相机拍摄相邻两张照片的时间间隔是0.05s. P 小球在 b 处的瞬时速度的大小为 $ v = $1.25m/s.

答案： 6．
(1)AD
(2)$0.05$ $1.25$
解析：
(1)为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，A正确；斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故不必光滑，B错误；这个实验只验证竖直方向的自由落体运动，水平方向无影响，不需要每次水平初速度相同，可以在不同位置释放，C错误；挡片质量小，小球更容易撞开挡片，D正确．
(2)小球$P$在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向由匀变速直线运动的推论可得$T = \sqrt{\frac{\Delta y}{g}} = \sqrt{\frac{y_{bc} - y_{ab}}{g}} = \sqrt{\frac{2.5 × 10^{-2}}{10}}\ s = 0.05\ s$；在水平方向做匀速直线运动，可得水平方向的速度为$v_{x} = \frac{x}{T} = \frac{2.5 × 2 × 10^{-2}}{0.05}\ m/s = 1\ m/s$，竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论，即中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得$v_{yb} = \frac{y_{ac}}{2T} = \frac{7.5 × 10^{-2}}{2 × 0.05}\ m/s = 0.75\ m/s$，则$P$小球在$b$处的瞬时速度的大小为$v_{b} = \sqrt{v_{yb}^{2} + v_{x}^{2}} = \sqrt{1^{2} + 0.75^{2}}\ m/s = 1.25\ m/s$．