广东省揭阳市揭东区三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编3-实验题、解答题

广东省揭阳市揭东区三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编3-实验题、解答题

一、实验题

1．（2021春·广东揭阳·高一期末）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：

A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端点和过点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是__________________；

B．让小球多次从_______位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；

C．取下白纸，以为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹；

D．测出曲线上某点的坐标、，用=_____________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求的值，然后求它们的平均值。

本实验中小球与斜槽之间_____________（填写“必需”或“无需”）光滑无摩擦。

2．（2021春·广东揭阳·高一期末）某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律。该实验所用打点计时器的电源频率为，图乙是实验得到的一条纸带，纸带_____________端连接重物（选填“左”或“右”），相邻打印点之间的时间间隔为_____________秒。该同学对纸带段进行研究，求得B点对应的速度=_____________（保留两位有效数字）；该同学在研究纸带时存在的问题是__________________________，实验误差可能较大。

3．（2020春·广东揭阳·高一期末）某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四个点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz．

（1）打点计时器是一种使用________（填“交流”或“直流”）电源的________仪器

（2）相邻两个计数点间的时间为_________s

（3）打第4个计数点时纸带的速度v4=__________m/s（保留三位有效数字）

4．（2020春·广东揭阳·高一期末）某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00 cm，点A、C间的距离为s1=8.36 cm，点C、E间的距离为s2=9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m=1 kg。

（1）下列做法正确的有___________。

A．图中两限位孔必须在同一竖直线上

B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直

C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源

D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

（2）如图所示，选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是___________ J，打下C点时重物的速度大小是___________ m/s。（结果均保留三位有效数字）

（3）根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、以s为横坐标画出的图像应是下面的___________。

5．（2022春·广东揭阳·高一期末）为了探究平抛运动规律，老师做了如下两个演示实验：

（1）为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落．关于该实验，下列说法正确的有：________________

A．所用两球的质量必须相等

B．只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论

C．应改变装置的高度多次实验

D．本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

（2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平地面相切．两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明：___________．

6．（2022春·广东揭阳·高一期末）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，操作步骤如下：

①用天平测量物块的质量和物块的质量，要求小于；

②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，跨过定滑轮的轻质细线连接物块和物块；

③把固定在物块上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块靠近打点计时器，先______，再释放______；

④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示；

⑤更换物块重复实验。

（1）请把步骤③补充完整；

（2）测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为、、、、、，并计算出打下计数点时物块和物块运动的速度大小，打下计数点时物块和物块运动的速度大小，从打计数点A到E的过程中，物块和物块组成的系统减小的重力势能______，增加的动能为______，若约等于，则在误差允许的范围内，物块和物块组成的系统机械能守恒。（结果用、、、、、、、、表示）

二、解答题

7．（2021春·广东揭阳·高一期末）如图所示，在一次空地演习中，离地高处的飞机以对地水平速度发射一颗炮弹欲轰炸地面目标，为使炮弹准确击中目标，求发射点与目标的水平距离。（忽略空气阻力作用，取。）

8．（2021春·广东揭阳·高一期末）如图所示为供儿童娱乐的滑梯的示意图，假设其中为光滑斜面滑槽，为动摩擦因数的水平滑槽，与半径的圆弧相切；为水平地面。已知儿童在滑槽上滑动时，在点由斜面转到水平面的运动速率不变，A点离地面的竖直高度为。（取）试求：

（）儿童从A处由静止开始滑到处时的速度大小？

（2）为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为多少？

9．（2021春·广东揭阳·高一期末）质量的物块沿倾角为，长为的光滑斜面顶端由静止开始下滑到底端。（取）求：

（1）物块在斜面上滑行的加速度和时间；

（2）在这段过程中重力做功的平均功率；

10．（2020春·广东揭阳·高一期末）如图所示，竖直平面内的四分之三圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，B端在O的正上方，为与水平方向成的斜面。一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后相切进入圆形轨道并能沿圆形轨道运动到B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg，重力加速度为g。求：

（1）小球到B点时速度的大小；

（2）小球从B点抛出到斜面上C点所用的时间t；

（3）小球落到斜面上C点时的速度大小。

11．（2020春·广东揭阳·高一统考期末）如图所示，AB为光滑圆弧轨道，圆弧轨道的半径为R=3m，A点为圆弧轨道的顶端，A点与圆心O在同一水平面上，BC为粗糙水平轨道，滑块与BC轨道的动摩擦因数为µ=0.5，BC长L=2m，CD是倾角为θ=光滑斜轨道。一质量为m=3kg小滑块从A点以v0=2m/s的初速度沿AB圆弧滑下，（斜轨道与水平轨道交接处有一段很小的圆弧，滑块经过交接处时与轨道的碰撞所引起的能量损失可以不计，取10m/s2。求：

（1）滑块第1次经过光滑圆弧最低点B点时，轨道对滑块的支持力Ｎ的大小；

（2）滑块沿光滑斜轨道CD能上升的最大高度；

（3）滑块最后停止的位置到B点的距离。

12．（2022春·广东揭阳·高一期末）质量的滑块放在光滑水平面上，今在的水平恒力作用下，由静止开始运动，滑块在该力作用下运动过程中，求：

（1）力在前内对物体做的功；

（2）力在前内对物体做功的平均功率；

（3）在末力对物体做功的瞬时功率。

13．（2022春·广东揭阳·高一期末）有一条宽度为的河流，现有一小船想要载人渡河，已知小船在静水中的速度，水流速度，（，）求：

（1）若小船在最短时间过河，船头的朝向怎样？渡河的最短时间是多少？

（2）若小船渡河位移最短，船头的朝向与水流方向的夹角θ多大？渡河的时间是多少？

14．（2022春·广东揭阳·高一期末）如图，长s=2m的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量m=2kg的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高h=1.5m，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失20%的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2。求：

（1）小物块第一次到达B点时的速度v1和在BC上运动时的加速度a的大小；

（2）小物块第一次被弹性墙弹出时的速度v2；

（3）小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。

参考答案：

1．     将小球放到槽口末端任一位置均处于静止     同一位置          无需

【详解】[1]为了保证小球做平抛运动，斜槽末端保持水平，检测斜槽末端水平的方法是：将小球放到槽口末端任一位置均处于静止；

[2]让小球多次从同一位置处静止释放，目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相同；

[3]平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，则有

、

则

[4]本实验中小球与斜槽之间无需光滑，只要保证小球从同一位置由静止释放，即能保证小球多次做平抛运动的初速度相同。

2．     左     0.02     0.19     B、D两点间时间间隔过短

【详解】[1]纸带在重物的作用下做加速直线运动，速度越来越大，相同时间内运动的距离越来越大，则纸带的左端与重物相边；

[2]由于打点计时器的电源频率为，则相邻打印点之间的时间间隔为0.02s；

[3]利用匀变速直线运动的推论得

[4]研究纸带时存在的问题是B、D两点间时间间隔过短；高度测量值误差较大，计算误差较大。

3．     交流;     计时;     0.1s;     1.20;

【分析】根据电源频率计算相邻两个计时点的时间间隔，再根据每相邻两计数点之间还有四个计时点没有画出来，计算相邻两个计数点间的时间；根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上标记为4的计数点时纸带的运动速度大小．

【详解】（1）打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器；

（2）打点计时器的电源频率f为50Hz，则相邻两个计时点的时间间隔为；每相邻两计数点之间还有四个计时点没有画出来，则两个计数点之间有5各相邻的计时点间隔，故相邻两个计数点间的时间为：T=5t=5×0.02s=0.1s；

（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有：．

【点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度．

4．     AB     2.68     2.28     C

【详解】(1)[1]题图中两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确；实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B正确；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D错误。

(2)[2] 重物减少的重力势能为

 [3]打下C点时重物的速度

(3)[4]在验证机械能守恒定律的实验中，有

则有

g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，故ABD错误，C正确。

故选C。

5．     C     做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动

【详解】(1) 小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，实验时应改变装置的高度进行多次实验，故C正确；

(2) 两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．

6．     接通打点计时器的电源     物块和物块         

【详解】（1）③[1][2]把固定在物块上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块靠近打点计时器，先接通打点计时器的电源，再释放物块和物块。

（2）[3]从打计数点A到E的过程中，物块和物块组成的系统减小的重力势能为

[4]打下计数点时物块和物块运动的速度大小，打下计数点时物块和物块运动的速度大小，从打计数点A到E的过程中，物块和物块组成的系统增加的动能为

7．7200m

【详解】由公式可知，炮弹飞行的时间为

发射点与目标的水平距离

8．（1）6m/s；(2)3.4m

【详解】（1）从A到B由动能定理得

即

（2）设儿童在C点恰做平抛运动滑出时的速率为vC，则

由动能定理可得

解得

即为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为3.4m。

9．（1）5m/s；1s（2）12.5W

【详解】（1）由牛顿第二定律可得物体的加速度为

根据运动学公式可得

解得运动的时间为

（2）物体下滑过程中，重力做的功为

又因为物体运动的时间为1s，在这段过程中重力做功的平均功率为

10．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由牛顿第三定律可知圆弧轨道顶端对小球的压力大小也为，对小球在B点应用牛顿第二定律可得

解得

（2）小球从B到C做平抛运动，故有

，

由题意可知合位移与水平方向夹角为45°，则

联立解得

（3）小球落在斜面上C点时竖直分速度为

小球落到C点得速度大小

11．（1）94N；（2）2.2m；（3）1.6m

【详解】(1)从A到B过程，根据动能定理可得

经过B点时，由牛顿第二定律可得

联立解得轨道对滑块的支持力大小为

(2)从A点运动至CD段的最高点过程，根据动能定理可得

代入数据解得

(3)由于AB、CD段光滑，故滑块最终只能停止在水平轨道上，从开始到停止的全过程，根据动能定理有

解得滑块在BC段通过的总路程为

由于BC长2m，故滑块第4次到达C点后向右运动0.4m停下，最终滑块停止的位置距离B点的距离为1.6m。

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据牛顿第二定律可得，物体的加速度为

前内物体的位移为

力在前内对物体做的功为

（2）力在前内对物体做功的平均功率为

（3）在末物体的速度为

在末力对物体做功的瞬时功率为

13．（1）船头的朝向应垂直于河岸方向，；（2），

【详解】（1）小船过河的运动可分解成：沿河岸和垂直河岸两个分运动，要使小船在最短时间过河，船头的朝向应垂直于河岸方向，渡河的最短时间为

（2）要使小船渡河位移最短，由于小船在静水中的速度大于水速，应使合速度方向垂直河岸，使小船到达正对岸，如图所示

则有

解得

此时渡河的时间为

14．（1）；；（2）4m/s；（3）0.8m

【详解】（1）A到B机械能守恒

解得

在BC上，物体只受滑动摩擦力作用

（2）B到C做匀减速运动到达C时的速度为

弹出时损失20%的能量，即

解得

（3）假设物体第一次弹回后在BC面上运动路程l停下来

解得

由于l<2s=4m，说明小物体没有第二次和弹性墙面碰撞，所以小物体将停在离C点x=0.8m处。