高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点优秀课后练习题

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平抛运动的概念和性质
1．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ）
A．物体做直线运动时，若速度逐渐增大，则其所受合外力方向一定与速度方向相同
B．物体做曲线运动时，所受合外力的方向与物体速度方向可能在同一直线上
C．在平抛运动中，物体在任意相同时间内速度的变化量可能不同
D．物体做曲线运动时，其速度可能保持不变
2．（2022·广西·高二学业考试）军事演习中，飞机投弹的过程可以抽象成如图所示的过程。在距地面h（h很大）高处以初速度沿水平方向抛出一个小球，不计空气阻力。研究平抛运动的规律时主要采用的研究方法是（ ）
A．合成法B．分解法C．等效法D．替代法
3．（2022·广东实验中学附属江门学校高一阶段练习）关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A．平抛运动是一种变加速运动B．做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大
C．做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D．做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
4．（2022·重庆市永川北山中学校高三期中）“套圈圈”是小孩喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界线外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得如图所示，小孩站立抛出圈圈并套取了前方一物体，若小孩还想套取后方的另一物体，忽略空气阻力，则以下方法可行的是（ ）
A．小孩站在同样的位置，以更大的速度抛出圈圈
B．小孩站在同样的位置，以较小的速度抛出圈圈
C．小孩下蹲，以等大的速度抛出圈圈
D．小孩退后一步，以等大的速度抛出圈圈
验证平抛运动水平方向的规律
5．（2022·广东茂名·高二期中）一匀速水平飞行的飞机，每隔一段相同的时间投下一颗炸弹，地面上的人员发现投下的炸弹落地前和飞机始终在同一竖直线上，如图所示。不计空气阻力，由此可说明的是（ ）
A．平抛运动的物体竖直方向上做自由落体运动
B．平抛运动的物体水平方向上做匀速运动
C．平抛运动的物体在竖直方向上做匀速运动
D．平抛运动的物体在水平方向上做匀加速运动
6．（2022·北京·北师大二附中高三阶段练习）二维运动传感器设计原理如图甲所示，通过、两个接收器，计算机可以记录各个时刻运动物体A的位置坐标。计算机可以根据位置坐标，分别绘出物体A的水平分速度大小（用水平虚线表示）和竖直分速度大小（用倾斜实线表示）随时间变化的图像，如图乙所示。根据题中信息，下列说法错误的是（ ）
A．可以看出物体A在竖直方向的分运动是匀加速运动
B．可以看出物体A在水平方向的分运动是匀速运动
C．可以求出物体A在竖直方向的加速度的大小
D．无法求出物体A做平抛运动初速度的大小
7．（2022·广东·高二学业考试）“套圈儿”是许多人喜爱的一种游戏。如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设圆环的运动可视为平抛运动，则：（ ）
A．小孩抛出的圆环速度大小较小B．两人抛出的圆环速度大小相等
C．大人抛出的圆环运动时间较短D．小孩抛出的圆环运动时间较短
8．（2022·重庆·万州纯阳中学校高一阶段练习）（多选）将一物体在离水平地面高为h处以大小为的初速度水平抛出，物体落地时的速度大小为v，水平射程为l，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则物体在空中飞行的时间为（ ）
A．B．C．D．
验证平抛运动竖直方向的规律
9．（2022·江苏南京·高二阶段练习）研究平抛运动在竖直方向的运动规律实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A球的初速度越小，走过的水平距离越大
B．无论A球的水平初速度大小如何，它总是和B球同时落地
C．用力大小不一样，A球在空中运动时间就不一样
D．两球落地速度大小一样大
10．（2022·山东·济南市教育教学研究院高二学业考试）某学习小组利用手机的频闪功能，成功记录了两小球的运动情况。实验中两个小球同时开始运动，甲小球由静止释放，乙小球水平抛出。小组成员从手机照片中看到，同一时刻两小球处于同一高度，这说明了（ ）
A．平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动
B．平抛运动在水平方向上的运动是自由落体运动
C．平抛运动在竖直方向上的运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动
11．某次实验中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，a球从A点水平抛出的同时，b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，背景小方格为相同的正方形，重力加速度g取，不计空气阻力。
（1）比较a、b两小球的运动轨迹能确定平抛运动在竖直方向的运动是________________（填标号）。
A．自由落体运动 B．匀速直线运动
（2）照相机拍摄相邻两张照片的时间间隔为________________s，并结合照片可知背景小方格的边长为________________m．
12．（2022·黑龙江·大庆中学高一期末）如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端O点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过O点处的开关2控制。通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球．断开开关两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端O点处时，触动开关小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在P点相遇。
（1）球在P点相遇，说明平抛运动在水平方向是______运动；
（2）球在P点相遇，说明平抛运动在竖直方向是______运动；
（3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为，则小球A做平抛运动的初速度大小为_______，落到P点时的速度方向与水平方向夹角的正切值为_______。（取重力加速度）
13．（2022·湖南·新邵县第八中学高一阶段练习）2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。单板滑雪大跳台是选手从高处滑行而下通过大跳台一飞冲天，表演各种空翻、回转等空中绝技，关于这项运动，下列说法正确的是（ ）
A．苏翊鸣从高处滑下的过程中（忽略空气阻力），受到了重力、斜坡的支持力、斜坡的摩擦力和下滑力四个力的共同作用
B．苏翊鸣通过大跳台飞到空中最高点时处于平衡状态
C．苏翊鸣从高空落回地面的运动在忽略空气阻力的情况下可以看作是自由落体运动
D．裁判在评判苏翊鸣的动作并打分时，不能把苏翊鸣看作质点
14．（2022·福建·闽侯县第一中学高一期中）（多选）一直升飞机停在300m高的空中静止不动，有一乘客从窗口由静止每隔1s释放一个钢球，钢球下落过程当作自由落体运动处理，则下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中相邻两球间的距离一直保持不变
B．越靠近地面，相邻两球间的距离越大
C．下落过程中相邻两球相对做匀速直线运动
D．早释放的钢球落地时的速度比晚释放的钢球落地时的速度大
15．（2022·陕西·宝鸡市陈仓区教育体育局教学研究室高一期中）某实验小组的同学探究平抛运动的规律。
（1）如图甲所示，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。在两轨道上与轨道末端高度相同处各安装一个电磁铁，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，以相同的速度同时到达圆弧轨道的末端，A球离开轨道在空中运动，B球则进入与轨道末端相连接的光滑水平轨道运动。则离开圆弧轨道后，A球做________运动，B球在进入光滑的水平轨道后做__________运动；实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出结论是：________。
（2）图乙中C为弹性铁片，它位于B球的左面并夹紧A球，开始时两球均静止，当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，对该实验出现的现象或应得出的结论是：________
A．两球在空中运动时，两者高度始终相同
B．两球必定同时落地
C．实验表明，平抛运动就是自由落体运动
D．实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
16．（2021·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。
17．（2017·浙江·高考真题）在研究“平抛运动”实验中，(1)图1是横挡条，卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______ ．
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
在此实验中，下列说法正确的是________ ．
A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些
C．用光滑曲线把所有的点连接起来D．y轴的方向根据重垂线确定
（2）图2是利用图1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的是____ ．
A．释放小球时初速度不为零 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平
（3）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_______．
18．（2019·浙江·高考真题）采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验
（1）实验时需要下列哪个器材____
A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是____
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是________________．已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是____
A． B． C． D．
19．（2019·北京·高考真题）用如图1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．
a．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________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行．
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）．可求得钢球平抛的初速度大小为____________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）．
（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）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样．这实际上揭示了平抛物体_________．
A．在水平方向上做匀速直线运动
B．在竖直方向上做自由落体运动
C．在下落过程中机械能守恒
（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．
同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因．
___________________________
20．（2020·天津·高考真题）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。
A．实验时应保持桌面水平
B．每次应使钢球从静止开始释放
C．使斜面的底边ab与桌边重合
D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为、、，示意如图2。重力加速度，钢球平抛的初速度为________m/s。
③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。