【文档说明】2022-2023学年高中物理 人教版2019必修第二册 同步试题 5.3实验：探究平抛运动的特点 Word版含解析.docx，共(10)页，551.895 KB，由小赞的店铺上传

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5.3实验：探究平抛运动的特点同步练习一、实验题1．（2022·山东菏泽·高一期末）两个同学根据不同的实验装置，“进行了探究平抛运动的特点”的实验：（1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤

击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的物体______。（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个末端都水平的相同弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板接触，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，

从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0______。（3）现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使它们同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到在E处P球击中Q球，改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到P球击中Q球的现象，这说明平抛运动的物体_

_____。【答案】在竖直方向上做自由落体运动相等在水平方向上做匀速直线运动【详解】（1）[1]在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。（2）[2]竖直高度差

一样，都从静止滚下，小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。（3）[3]两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P球击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明P球在水平方向上的运动规律与

Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。2．（2022·黑龙江·铁力市马永顺中学校高二开学考试）在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，实验装置如图所示。（1）实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下

列器材中还需要的是___________。A．重垂线B．秒表C．弹簧测力计D．天平（2）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：________________。（3）关于这个实验，下列说法正确的是_______

____。A．小球释放的初始位置越高越好B．每次小球要从同一高度由静止释放C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触（4）在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关

系正确的是___________。A．B．C．D．【答案】A将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平（或用水平仪检查斜槽末端是否水平）BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCBC【

详解】（1）[1]实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的是重垂线。故选A。（2）[2]将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平（或用水平仪检查斜槽末端是否水平）。（3

）[3]A．小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，导致水平抛出的速度太大，实验难以操作，故A错误；B．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B正确；C．小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，为了正确

描绘其轨迹，必须使坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；D．实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线，故D正确。故选BCD。（4）[4]斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平方向和竖直方向的分运动，故方格纸应该水平竖直，坐标原点应

该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合，故C正确，ABD错误。故选C。3．（2022·全国·高一课时练习）在“研究小球做平抛运动”的实验中：（1）某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明___________；该同学设计

了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是___________，这说明___________。（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球

做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L=5cm，A、B、C是拍摄的三个小球位置，如果取g=10m/s2，那么：①照相机拍摄时每___________s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为____

_______m/s。【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动球1落到光滑水平板上并击中球2平抛运动在水平方向上是匀速直线运动0.11.5【详解】（1）[1][2][3]题图甲中A、B两球同时落地，则B球的平抛运动在竖直方向的分

运动与A球的运动相同，而A做自由落体运动，故可说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；题图乙中球1与球2恰好在平板上相碰，说明球1在水平方向做匀速直线运动，故可说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动；（2）①[4]在竖直方向上，根据推论Δy=gT2其中Δ

y=2L=0.1m可得T=0.1s②[5]在水平方向，由x=v0T则有x=3L=0.15m可得v0=1.5m/s4．（2023·全国·高三专题练习）（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图

甲所示，用小锤打击弹性金属片，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，这个实验___________。A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②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（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图乙所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出：图中坐标原点O___________（选填“是”或“不是”）抛出点；平抛物体的初速度是____

_______m/s，A到B点的运动时间是___________s。（g取10m/s2）【答案】B不是40.1【详解】（1）[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体

运动，故B正确，A、C、D错误。（2）[2]做平抛运动的物体在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，在相等时间内的竖直位移之比为1∶3∶5∶7…，图中OA、AB、BC的竖直位移之比为5∶7∶9，则O点不是抛出点。[3][

4]在竖直方向上，根据Δ𝑦=𝑔𝑇2得𝑇=√Δ𝑦𝑔=√0.45−0.3510s=0.1sA到B点的运动时间是0.1s。平抛运动的初速度𝑣0=𝑥𝐴𝐵𝑇=0.40.1m/s=4m/s5．（2022·全国·高一课时练习）在“探究平抛运动的特

点”的实验中：（1）如图所示是用横挡条卡住平抛小球、用铅笔标注小球最高点，然后确定平拋运动轨迹的装置，坐标原点应选小球在斜槽末端时___________（填选项前的字母）。A．球心B．球的上端C．球的下端（2）下图是利用上图的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误之处是

___________（填选项前的字母）。A．释放小球的初速度不为0B．释放小球的初始位置不同C．斜槽末端切线不水平（3）如图所示是利用稳定的细水柱显示平拋运动轨迹的装置，其中正确的是___________（填选项字母）。A．B．C．【答案】BCB【详解】（1）[1]用铅笔标注小球最高点，确定

平抛运动轨迹，所以坐标原点应选小球在斜槽末端时球的上端。故选B。（2）[2]由图可知斜槽末端不水平，才会造成小球做斜抛运动。故选C。（3）[3]用竖直管与大气相通，竖直管在水面下可以保证竖直管上端口处的压强等于大气压强，因而出水管的上端口处与竖直

管上端口处有恒定的压强差，保证出水管出水压强恒定，从而水流速度恒定，若竖直管上端口在水面上，则水面上气体压强等于大气压强，因而随着水面下降，出水管上端口处压强降低，出水速度减小。故选B。6．（2022·全国·高一课时练习）如图所示

为一小球做平抛运动的频闪照相照片的一部分，闪光频率是10Hz，图中背景方格的边长均为5cm。（1）定性分析：由于频闪（截屏）时间间隔相等，根据___________，可判断水平方向是___________；根据___________，可判断竖直方向是__________

_。（2）定量计算：①小球运动中水平分速度的大小是___________m/s。②小球经过B点时的速度大小是___________m/s。【答案】相邻时间间隔内水平方向的位移相同匀速运动相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同匀加速运动1.52.5【详

解】（1）[1][2][3][4]定性分析：由于频闪（截屏）时间间隔相等，根据相邻时间间隔内水平方向的位移相同，可判断水平方向是匀速运动；根据相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同，可判断竖直方向是匀加速运动；（2）①[5]由图可

知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，小球运动中水平分速度的大小是v0=3𝐿𝑡=3×5×10-20.1m/s=1.5m/s②[6]经过B点时，竖直方向上的速度vy=𝑦𝐴𝐶2𝑡=8×5×10-22×0.1m/s=2m/s则经过B点时

的瞬时速度vB=√𝑣02+𝑣𝑦2=2.5m/s7．（2022·北京十五中高三期中）采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个

合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是___________。A．秒表B．天平C．重锤线D．弹簧测力计（2）关于

本实验的一些说法，正确的是___________。A．斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同B．应该将斜槽轨道的末端调成水平C．以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点OD．为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线

依次连接（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v0=___________。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取是___________。（选填“有关”或“无关”）（4）甲同学得到部分运动

轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为___________，小球抛出后的水平速度为___________。（5）判断所描绘曲线是否为抛物线是本

实验的目的之一、若乙同学实验得到的平抛运动的轨迹是图4所示的曲线，图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的x、y坐标，如P1的坐标（x1，y1）、P2的坐标（x2，y2）、P3的坐标（x3，y3）等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？并请简述判断的方法____

_______。【答案】CB𝑥√𝑔2𝑦有关2√𝑙𝑔3√𝑔𝑙见解析【详解】（1）[1]除已备有的器材外，实验中还需要的一种实验器材是重锤线，故选C。（2）[2]A．斜槽轨道不一定必须是光滑

的，只要小球到达底端时速度相等即可，A错误；B．应该将斜槽轨道的末端调成水平，以保证小球能做平抛运动，B正确；C．以斜槽末端以上小球球心的投影点处作为小铁球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O，C错误；D．应将所

有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接，而不是用直线连接，D错误。故选B。（3）[3]根据𝑦=12𝑔𝑡2，得𝑡=√2𝑦𝑔则初速度𝑣0=𝑥𝑡=𝑥√𝑔2𝑦[4]为了减小测量误差，x、y取值应大一些，可知计算初速度的误差与x、y的大小选取是有关的。（4）[5]

在竖直方向上，根据y=4l=gT2，得𝑇=√4𝑙𝑔=2√𝑙𝑔[6]水平分速度𝑣𝑥=6𝑙𝑇=3√𝑔𝑙（5）[7]令y=ax2，代入实验所得各点坐标值求出a，看在误差允许的范围内，a是否相等，可判断实

验所得的曲线是否为抛物线。8．（2022·北京·清华附中高一阶段练习）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢

球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有________。A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末段水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方

向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________（选填“需要”或“不需要”）y轴与重锤线平行。（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是_____

___。A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）某同学在水

平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，如图所示，钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，写出测量步骤和用所测的物理量表达速度的关系式。____

___、_______【答案】BD##DB需要C见解析𝑣=𝑥√𝑔2𝑦【详解】（1）[1]ABD．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。同时要让

小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能保证有相同的平抛初速度，才能找到同一运动轨迹上的几个点。故A错误，BD正确；C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化。故C错误。故选BD。（2）[2]将小球运动分

解，小球在竖直方向为自由落体运动，故需要y轴与重锤线平行。（3）[3]A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的。故A不符合题意；B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，

此方案是可行的。故B不符合题意；C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹。故C符合题意。故选C。（4）[4]测量步骤：①让小球从斜面上某一位置A无初速释放；②

测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x；③测量小球在地面上的落点P与水平桌面竖直距离y。[5]根据小球在水平方向做匀速直线运动可得𝑥=𝑣𝑡小球在竖直方向做自由落体运动可得𝑦=12𝑔𝑡2整理可得

小球离开桌面的初速度𝑣=𝑥𝑡=𝑥√2𝑦𝑔=𝑥√𝑔2𝑦