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曲线运动实验题

1、2013-1长宁26．（4分）（多选）在“描绘平抛运动的轨迹”实验中，下列操作合理的是

A．斜槽末端必须水平，以保证平抛初速度水平

B．斜槽必须光滑，否则影响平抛初速度大小

C．必须在斜槽同一高度位置静止释放小球，否则平抛初速度不同

D．必须用相同的初速度使小球从斜槽某一高度滚下

1、（4分）AC

2、2013-1黄浦

27．如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。

离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：

________________________________________________。

（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。

（g取10m/s2，结果保留两位小数）

2、（6分）

（1）匀速直线，A球的水平分运动是匀速直线运动

（2）3.35

3、2013-1浦东27．（6分）研究小球平抛运动的性质实验过程中，用如图所示的装置。

（1）（多选题）该实验装置中，关于DIS传感器作用的叙述，以下说法正确的是

A．光电门传感器的作用是测量小球的直径

B．光电门传感器的作用是测量小球的速度

C．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的水平位移

D．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的平抛时间

（2）如图所示，利用数码相机的连拍功能记下了作平抛运动的小球的三个位置Ａ、Ｂ和C.闪光间隔时间为1/30ｓ.在实验中用光电门传感器测出小球抛出时的初速0.492m/s。

则该地的重力加速度为__________m/s2。

（已知背景方格纸均为正方格）

3、

（1）（BD）、

（2）____9.84_____m/s2

4、2013-1松江26．（４分）某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。

质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。

用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。

A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。

测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。

（忽略空气阻力）

4、（４分）

（1）0.5（２分）；0.68（２分）；

5、2013-4闵行27．（5分）如下图a所示，某实验小组对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改制，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色两个相同的小球A、B都由斜槽某位置静止释放。

启动闪光连拍相机对上述实验过程拍照。

实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图。

（1）根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为______________s。

（g=10m/s2）

（2）（多选题）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是（）

（A）白球A先释放，黑球B后释放

（B）A球抛出点坐标（0，0）

（C）B球抛出点坐标（0.95，0.50）

（D）两小球释放位置到平抛槽口的高度差相同

5、

（1）0.1s,

（2）ABD

6、

2012-4【浦东】27．（6分）如图所示为某一个平抛运动实验装置，让小球从斜槽导轨的水平槽口抛出，利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0，利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t0并显示在计算机屏幕上，落地点的水平距离d由底座上的标尺读出。

（1）（多选题）控制斜槽导轨的水平槽口高度h，让小球从斜槽的不同高度处滚下，以不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动．以下说法正确的是

（A）落地点的水平距离d与初速度v0成正比

（B）落地点的水平距离d与初速度v0成反比

（C）飞行时间t0与初速度v0成正比

（D）飞行时间t0与初速度v0大小无关

（2）小球从高为h的水平槽口抛出时初速度v0，落地点的水平距离为d。

如果小球的初速度变为1.25v0，落地点的水平距离不变，那么水平槽口的高度应该变为________h。

【答案】6、

（1）AD

（2）0.64

7、2010上海进才中学

17．

（1）在研究平抛运动的实验中，某同学用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L．小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛初速度的计算式为v0＝；小球经过c点时的速度VC=___________（均用L、g表示）．

（2）在进行田径100m比赛时，有两个组的计时员同时进行手工计时，其中一组以听到发令枪的响声时开始计时，另一组以观看到发令枪产生的烟雾时开始计时。

已知比赛当时的环境温度为15ºC、风速不计，考虑到声音传播在不同温度下的速度变化的参考值（如下表格所示），则在两组计时员反应速度一致的情况下，听枪声组与观烟雾组的计时数值相差s（保留三位有效数字），当时的声速为m/s。

V/m·s—1

331.5

332.7

333.9

335.1

336.3

337.5

t/ºC

7、

（1）

；

（2）0．294；340.5

8、2010-4松江

27．（5分）如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。

离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

（1）B球进入水平轨道后将做　　　　　　　　　　　　　　　运动；改变A轨道距离B轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格每边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为　　　　　m/s。

8．

（1）匀速直线运动（1分），A球（平抛运动小球）水平方向的分运动是匀速直线运动（2分）

（2）

m/s（2分）

9、

2010-1闵行27．如图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。

小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球B也同时下落，闪光频率为10Hz的频闪相机拍摄的照片中B球有四个像，像间距离已在图中标出，单位cm，如图所示。

两球恰在位置4相碰。

（1）计算A球离开桌面时的速度

。

（2）画出图中A球的运动轨迹并用小圆点标明与B球相对应的另外两个位置。

9.（共6分）

（1）1.5m/s（2分）；

（2）（4分，其中轨迹线2分，2个位置各1分）

10、2010-1杨浦27．（4分）某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，在白纸上记录了一段小球做平抛运动的轨迹和一条表示竖直方向的直线，然后在这张白纸上覆盖了一张透明的方格纸，如图所示．他测出小方格的边长为l0，又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点，由此可知小球从a点到b点运动的时间__________（填：

大于、小于、等于）小球从b点到c点的运动时间．小球从a到b运动的时间t=__________，小球做平抛运动的初速度为___________．（已知重力加速度为g）

10．（共4分）等于（得1分），

（得1分），

（得2分）

11、2010-1长宁

27．（7分）如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置

（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地．该实验结果可表明：

A．两小球落地速度的大小相同

B．两小球在空中运动的时间相等

C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D．两小球在空中运动时的加速度相等

［］

（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示．图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB=40cm，yB=20cm，A、C点均在坐标线的中点．则a小球水平飞出时的初速度大小为vo=________m/s；平抛小球在B点处的即时速度的大小vB=______m/s．

11（7分）

BCD（3分）

2，2.83

（每空格2分）

12、2010-1闸北2010-1闸北

28.（4分）1920年科学家史特恩测定气体分子速率的装置如图所示，A、B为一双层共轴圆筒形容器，外筒半径为R，内筒半径为r，可同时绕其共同轴以同一角速度高速旋转，其内部抽成真空。

沿共同轴装有一根镀银的铂丝K，在铂丝上通电使其加热，银分子（即原子）蒸发成气体，其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面。

由于分子由内筒到达外筒需要一定时间，若容器不动，这些分子将到达外筒内壁上的b点，若容器转动，从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁，但容器静止时的b点已转过弧长s到达b’点。

（1）测定该气体分子最大速度的大小表达式为________________。

（2）（单选题，2分）采用的科学方法是下列四个选项中的。

A.理想实验法B.建立物理模型法

C.类比法D.等效替代法

12.

（1）

，

（2）B。

（各2分）

13、2013-4黄浦

某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。

如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2。

（1）在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。

（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。

（2）（多选）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是（）

（A）h的测量（B）H的测量（C）L的测量（D）x2的测量

（3）若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝_________。

13.（7分）

（1）x1

（2）BCD（3）0.5

14、2012-4【黄浦】28．用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示。

拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。

重力加速度g取10m/s2，不计阻力。

（1）（单选）根据照片显示的信息，下列说法中正确的是（）

（A）只能确定b球的运动是自由落体运动

（B）不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动

（C）只能确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动

（D）可以断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成

（2）根据照片信息可求出a球的水平速度大小为________m/s；当a球与b球运动了________s时它们之间的距离最小。

【答案】14．（6分）

（1）D

（2）1，0.2

15、2012-4【闵行】28、（6分）如图是利用DIS实验研究平抛运动的实验装置，该装置在斜槽导轨水平槽口装有光电门传感器，在底板内装有碰撞传感器。

（1）请回答：

光电门传感器的作用是：

______________________，_______________________。

碰撞传感器的作用是：

______________________，

（2）该

实验中，需要人工测量或读出的数据是：

_______________________________________、_______________________________________。

（3）在该实验的数据处理与分析时，将计算机根据测量数据自动计算出的水平射程与____________________________相比较，即可验证平抛物体在水平方向是否做惯性运动。

【答案】15.

（1）测量小球平抛运动的初速度、测定小球平抛运动的开始时刻

测定小球平抛运动的结束（或落地）时刻

（2）落地点到槽口的水平距离（由底座上的标尺读出）；槽口到地板的竖直高度（由直尺测量）

（3）人工测量的水平射程（落地点到槽口的水平距离）

16、2011-1卢湾28．图（a）是利用激光测转速的原理示意图。

图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。

当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来，如图（b）所示。

（1）若图（b）中示波器显示屏横向的每一大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2s，则圆盘的转速为转/s。

（2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为__________cm。

（保留3位有效数字）

16，

（1）5

（2）1.60

17、2010-4卢湾28

如图（a）是“DIS向心力实验器”，当质量为m的物体随旋转臂一起做半径为r的圆周运动时，受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据，并直接在坐标系中描出

相应的点。

得到多组F、ω的数据后，连

成平滑的曲线，经验证为一个抛物线，改变实验条件重复三次实验（三次实验的条件见右表），得到的抛物线分别如图（b）中的①、②、③所示。

（1）实验中，若挡光片的挡光宽度为Δs，某次挡光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则计算机计算角速度ω

的计算式为_________________。

（2）分析比较表格和图像可得到的结论为：

_______________________________________________________________________。

17.

（1）

（2）在半径相同的情况下，F∝mω2

18、2010-4杨浦28．铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率．下面表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道高度差h的几组数据．

弯道半径r（m）

660

330

220

165

132

110

内外轨高度差h（m）

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

（1）根据表中数据，试导出h与r关系的表达式为　　　　　　，并求出当r=440m时，h的设计值应为　　　　　　　　．

（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力，火车通过弯道时的向心力大小为mgtgθ．其中m为火车的质量，θ为路轨与水平面间的夹角．已知我国铁路内外轨的间距设计值L=1.5m，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v＝　　　　　m/s．（计算时θ的正切值用正弦值来替代，保留一位小数．）

18．

（1）

（2分），0.075（2分）；

（2）14.8（2分）

19、

2012-4【崇明】29、（6分）一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为

cm的纸带环,安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线，如图1所示．在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹（若此过程转台转过不到一圈）．将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图2所示．

（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为

，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离

　　　　cm，速度最小的雾滴到标志线的距离

　　　　cm；

（2）如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为

　　　（用

0.8π

0.6π

0.4π

0.2π

字母表示）；

　　（3）如果以纵坐标表示雾滴速度

、横坐

标表示雾滴距标志线距离的倒数

，画出

图线，如图3所示，则可知转台转动的周期为

　　　　s．

1/S/

图3

【答案】（19）、①2.1,2.9（2分，每空1分）②

（2分）；③1.6（2分）

20、2011-1虹口29.（6分）图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。

图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片，同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。

（1）由图甲（b）的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是_______________________________。

（2）现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。

现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能（每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。

则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的___________（选填“（c）”或“（d）”）。

（3）如果图乙中小球A水平抛出的初速度为lm/s，SP=L=0.5m，经过0.2s小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为Q，则Q点沿着屏幕向下运动的速度大小为___________m/s。

20答案：

（1）自由落体运动（2分）；

（2）（d）（2分）；

（3）2.5（2分）

21、2011-1卢湾29．某同学利用如图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。

倾角θ=37°的轨道末端有一段很短的光滑小圆弧，可使钢球从离地H的高度处水平飞出。

将钢球从轨道的不同高度h静止释放，测出相应的钢球落点距轨道末端的水平距离s：

（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=_________（用H、h表示），该同学根据理论值在图（b）中做出了s2-h关系图像。

（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：

请在图（b）的坐标纸上做出实验所得的s2-h关系图。

h（10-1m）

2.00

3.00

4.00

5.00.

6.00

s2（10-1m2）

2.60

3.90

5.20

6.50

7.80

（3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h图像，自同一高度释放的钢球，水平抛出的实际速率_________（填“大于”或“小于”）理论值。

（b）

（4）该同学通过分析确定是因为轨道的粗糙造成了实验得到的图像与理论图像有较大的差异，请根据两个图像算出倾斜轨道与钢球间的动摩擦因素μ=___________。

21.

（1）4Hh

（2）（答案见右图）

（3）小于

（4）0.26

22、2010-4浦东29．（10分）卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量，实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。

现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律，具体做法是：

做成长为L、半径为R的圆柱体，使其下端面固定，在上端面施加一个扭转力矩M，使上端面半径转过一扭转角θ，现记录实验数据如下：

实验次数

M/×10-2N·m

L/×10-2m

R/×10-4m

θ/度

5.1

10.0

19.9

5.0

30.2

44.9

8.9

（1）利用上表实验数据，可以采取____________法，分别研究扭转角θ与M、θ与L、θ与R的关系，进而得出θ与M、L、R的关系是________________。

（2）用上述材料做成一个长为0.4m，半径为0.00

2m的圆柱体，在下端面固定，上端面受到M=4×10-2N·m的扭转力矩作用下，上端面将转过的角度是________。

（3）若定义扭转系数

则K与R、L的关系是______________。

（4）根据上述结果，为提高实验的灵敏度，卡文迪许在选取石英丝时，应选用长度_______（选填“长”或“短”）一点、截面_______一点（选填“粗”或“细”）的石英丝。

22．

（1）控制变量；

（或θ∝ML/R2）

（2）10º。

（3）

（或K∝R2/L）

23、2010-1崇明29．（6分）研究平抛运动的实验

（1）如图是平抛运动演示仪，当用小锤敲击弹簧片时，A球和B球同时开始运动。

改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两

球总是同时落地.该实验现象说明了A球在离开轨道后（）

（A）水平方向的分运动是匀速直线运动

（B）水平方向的分运动是匀加速直线运动

（C）竖直方向的分运动是自由落体运动

（D）竖直方向的分运动是匀速直线运动

2）在做“描绘平抛运动轨迹”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________.

（A）通过调节使斜槽的末端保持水平

（B）每次释放小球的位置可以不同

（C）每次必须由静止释放小球

（D）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降

（E）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触

（F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

23题

（1）C［3分］

（2）A、C、E［部分次序，3分］

24、2010-1嘉定

29．（8分）如图所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放。

实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图。

（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是。

（2）（多选题）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是

（A）闪光间隔为0.1s

（B）A球抛出点坐标（0，0）

（C）B球抛出点坐标（0.95，

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