高一物理第五章第三节知能优化演练

高一物理第五章第三节知能优化演练

一、单项选择题 ‎1．(2013·阜阳一中高一检测)在做“研究平抛运动”实验中，下列措施有利于减小实验误差的是(　　)‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．以斜槽末端为坐标系的原点 C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一高度由静止释放 解析：选D.本实验对斜槽的要求是其末端必须水平，并不要求它非得光滑，A错误；实验中也不要求平衡摩擦力，C错误；建立坐标系时，将小球放于斜槽的末端，应选小球球心在白纸上的投影作为原点，B错误；为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同，应将小球每次从斜槽同一高度由静止释放，D正确．‎ ‎2.‎ 平抛物体的运动规律可以概括为两条：一是水平方向的匀速直线运动；二是竖直方向的自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤击打弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．则这个实验(　　)‎ A．只能说明上述规律中的第一条 B．只能说明上述规律中的第二条 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律 解析：选B.实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球在竖直方向的分运动和B球相同，即在竖直方向做自由落体运动，不能说明规律一，故正确答案为B.‎ ‎3.‎ 如图所示，在光滑的水平面上有小球A以初速度v0运动，同时在它正上方有小球B以初速度v0水平抛出并落于C点，则(　　)‎ A．小球A先到达C点 B．小球B先到达C点 C．两球同时到达C点 D．不能确定 解析：选C.B球的运动可看成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，在水平方向上与A球的运动规律是相同的，故两球同时到达C点．‎ 二、多项选择题 ‎4.‎ ‎“研究平抛运动”实验的装置如图所示，在实验前应(　　)‎ A．将斜槽的末端切线调成水平 B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C．斜槽的末端没有必要保持水平 D．测出平抛小球的质量 解析：选AB.实验时要使小球水平抛出，靠近竖直木板但不能与木板接触，使小球从孔中通过，在木板上记下小球各个时刻的位置，为此，斜槽的末端必须水平，木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行，实验中对小球的质量没有要求，故A、B正确．‎ ‎5．如图所示，方格坐标每一小格边长为10 cm，一物体做平抛运动时分别经过O、a、b三点，重力加速度g取10 m/s2，则下列结论正确的是(　　)‎ A．O点就是抛出点 B．a点速度va与水平方向成45°角 C．速度变化量ΔvaO＝Δvba D．小球抛出速度v＝1 m/s 解析：选CD.由于O、a、b三点水平方向距离相等，说明tOa＝tab，若O点为抛出点，则在竖直方向连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5，而由题图知，竖直方向相等时间内位移之比为1∶2，所以O点不是抛出点，故A错误．‎ 因O到a的位移方向与水平方向成45°，所以物体经过a点时速度方向与水平方向夹角肯定大于45°，故B错误．‎ 平抛运动是匀变速曲线运动，加速度恒定，所以相等时间内速度变化量相等，ΔvaO＝Δvba，故C正确．‎ 根据匀变速直线运动公式a＝Δy/T2，a＝g＝10 m/s2，得T＝ ＝0.1 s＝tOa＝tab.水平方向匀速运动，速度vx＝xOa/T＝1 m/s，故D正确．‎ 三、非选择题 ‎6．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．‎ ‎(1)某同学在记录的白纸上画出小球运动轨迹如图所示，其中有一次实验记录位置C远离他所描好的运动轨迹，分析造成这一结果的可能原因，写出两种可能性．‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________.‎ ‎(2)在实验中，如果斜槽末端的切线方向不是水平的，即切线方向斜向上或斜向下，则测出初速度的结果是________．‎ A．切线斜向上时偏大，斜向下时偏小 B．切线斜向上时偏小，斜向下时偏大 C．切线斜向上或斜向下均偏小 D．切线斜向上或斜向下均偏大 解析：(1)C点远离了描好的运动轨迹，这说明小球离开斜槽末端的速度发生了较大的变化，可能是小球开始由斜槽上下落的位置发生了变化，也可能是小球开始下落时的初速度不为零．‎ ‎(2)斜槽末端的切线方向不是水平的，说明小球在斜槽末端的初速度方向不是水平的，故测出的初速度是原初速度在水平方向上的分速度，即测出初速度的结果是偏小的．‎ 答案：(1)①小球开始由斜槽上下落的位置发生了变化　②小球开始下落时的初速度不为零　(2)C ‎7．(2013·北京育才中学高一检测)如图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm，如果取g＝10 m/s2，那么：‎ ‎(1)闪光频率是______Hz；‎ ‎(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；‎ ‎(3)小球经过B点的速度大小是______m/s.‎ 解析：(1)平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．A、B、C三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.‎ 在竖直方向，Δh＝gT2‎ 即(5－3)×0.05 m＝gT2‎ 解得T＝0.1 s 故闪光频率f＝＝10 Hz.‎ ‎(2)水平方向上有3×0.05 m＝v0T 故水平分速度 v0＝＝1.5 m/s.‎ ‎(3)竖直方向上B点速度为AC段竖直方向的平均速度 vBy＝＝2 m/s v0与vBy合成得B点速度大小为＝2.5 m/s.‎ 答案：(1)10　(2)1.5　(3)2.5‎ ‎8.‎ 请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材：弹射器(含弹丸，见示意图)；铁架台(带有夹具)；刻度尺．‎ ‎(1)画出实验示意图；‎ ‎(2)在安装弹射器时应注意：________________________________________________________________________；‎ ‎(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)__________；‎ ‎(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方法是________________________________________________________________________；‎ ‎(5)计算公式：__________.‎ 解析：‎ ‎(1)由平抛运动的实验原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出其做平抛运动的初速度，故实验示意图如图所示；‎ ‎(2)为保证弹丸初速度沿水平方向，弹射器必须保持水平；‎ ‎(3)应测出弹丸下降的高度y和水平射程x，如图所示；‎ ‎(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x，求得水平射程x的平均值，以减小误差；‎ ‎(5)因为y＝gt2，所以t＝ ，又＝v0·t，故 v0＝＝ .‎ 答案：见解析 ‎9．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，MN为水平木板．已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(h＞L)．‎ ‎(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ ‎(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C＝x，则小球做平抛运动的初速度v0＝________.‎ 解析：(1)使小球运动到悬点正下方时，速度为水平方向，保证小球做平抛运动．‎ ‎(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝gt2，x＝v0t，由此得v0＝x .‎ 答案：(1)使小球运动的初速度v0为水平方向，以保证小球做平抛运动　(2)x ‎☆10.在做“研究平抛运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图所示的装置，在一块平木板上钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；再将木板向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x＝20.00 cm，A、B间距离y1＝4.70 cm，B、C间距离y2＝14.50 cm.(g取9.8 m/s2)‎ 根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v0＝________(用题中所给字母表示)．小球初速度值为________m/s.‎ 解析：两板间隔距离为x，故小球经过两板间距离所用时间相等，则竖直方向满足：y2－y1＝gt2，t＝ ，小球运动的初速度v0＝＝x ，代入数值得：v0＝2 m/s.‎ 答案：x 　2‎