《2025年小题狂做高中物理必修第二册人教版巅峰版》

1. (湖北襄阳期中)为了探究做平抛运动的物体的运动规律,某同学设计了一个实验.(已知照相机的闪光频率为10Hz,计算结果均保留两位小数)
(1)如图甲所示,在斜槽末端正下方固定竖直木板,小球从斜槽上挡板处由静止开始运动,离开O点后做平抛运动.右侧用一束水平平行光照射小球,小球在运动过程中便在木板上留下影子.用频闪照相机拍摄小球在运动过程中在木板上留下的影子的位置,如图中A、B、C、D点.现测得AB=14.70cm,BC=24.50cm,CD=34.30cm.根据影子的运动情况,可知小球在竖直方向上的分运动为自由落体(或匀加速直线)运动,其加速度为9.80m/s².
(2)若将平行光改为沿竖直方向,小球在运动过程中会在地面上留下影子,如图乙所示用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中A'、B'、C'、D'点.现测得A'B'=20.20cm,B'C'=20.30cm,C'D'=20.10cm.根据影子的运动情况,可知小球在水平方向上的分运动为匀速直线运动,其速度为2.02m/s.

答案： 1．（1）自由落体(或匀加速直线) 9.80
(2)匀速直线
2.02
解析：（1）竖直方向上，根据逐差法可知小球的加速度
$a = \frac{CD - BC}{T^{2}} = \frac{(34.30 - 24.50) × 10^{-2}}{(\frac{1}{10})^{2}} m/s^{2} =$
$9.80m/s^{2}$，加速度约等于重力加速度，可见小球在竖直方向上的运动为自由落体运动，加速度为$9.80m/s^{2}$.
（2）根据小球在地面上留下的影子的运动情况反映小球在水平方向上的运动情况，可知各点到$O'$点的距离即小球在对应时间内水平方向上的位移是均匀增加的，所以在水平方向上的运动为匀速直线运动，其速度为$v = \frac{(20.20 + 20.30 + 20.10) × 10^{-2}}{\frac{1}{10} × 3} m/s = 2.02m/s$.

2. (2024江苏宿迁期末)在“探究平抛物体的运动”的实验中:
(1)如图甲所示,下列说法

不

正

确

的是D.

A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 小球1和小球2必须从同一高度由静止释放
C. 该装置可以验证平抛运动水平方向做匀速直线运动
D. 小球1与斜槽的摩擦越大,在空中运动的时间越长
(2)某次利用频闪照片探究平抛运动的实验,得到小球运动轨迹中的四个点a、b、c、d如图乙所示.已知图乙中背景方格的边长均为L=10cm,重力加速度g取10m/s².

①请判断a点是否为抛出点,否(填“是”或“否”);
②小球从a点运动到b点的时间为t=0.1s;
③小球做平抛运动的水平初速度v₀=$\frac{2L}{t}$(请用字母L和t表示).
(3)一根水平放置的排污管正在向排污池排出大量污水,管口离地面有一定的高度,小明发现水流呈现上端粗下端细的现象,如图丙所示.假设液体的流量不变(流量:单位时间流过管道某一截面的液体的体积),忽略空气阻力,请解释出现该现象的原因见解析.

答案： 2．（1）D (2）①否 ②0.1 ③$\frac{2L}{t}$
(3) 见解析
解析：（1）安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确；为了保证两小球到达斜槽末端的速度相同，小球1和小球2必须从同一高度由静止释放，故B正确；该装置可以验证平抛运动水平方向做匀速直线运动，故C正确；小球1在空中运动的时间与小球抛出的初速度无关，所以小球1与斜槽的摩擦增大，在空中运动的时间不变，故D错误.
（2）①若$a$点为抛出点，则竖直方向的位移应满足$y_{ab}:y_{bc} = 1:3$，由图可知$y_{ab}:y_{bc} = 1:2 \neq 1:3$，可知$a$点不是抛出点；②竖直方向根据$\Delta y = gt^{2}$，可得小球从$a$点运动到$b$点的时间为$t = \sqrt{\frac{\Delta y}{g}} = \sqrt{\frac{2L - L}{g}} = \sqrt{\frac{0.1}{10}}s =$
$0.1s$；③小球做平抛运动的水平初速度为$v_{0} = \frac{2L}{t}$.
（3）水做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，则有$2gh = v_{y}^{2}$，可得竖直分速度大小为$v_{y} = \sqrt{2gh}$，水的速度大小为$v = \sqrt{v_{0}^{2} + v_{y}^{2}} = \sqrt{v_{0}^{2} + 2gh}$，可知水流下端的速度较大，则单位时间内水通过的长度较长，由于流量不变（单位时间流过管道某一截面的液体的体积），可知对应的横轴面积较小，则水流呈现上端粗下端细的现象.