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同步测试题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业16（含解析）

1．物体做平抛运动，若以抛出点为起点，取初速度方向为水平位移的正方向，则下图中能正确描述该物体的水平位移x随时间t变化关系的图象是(　　)

A． B．

C． D．

2．如图所示，将一个小钢珠（可视为质点）从平台上沿水平方向弹出，小钢珠落在水平地面上的A点，已知当地的重力加速度．为测出小钢珠离开平台时的初速度v0，只需要下列哪一件器材（　　）

A．天平 B．弹簧测力计 C．刻度尺 D．秒表

3．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．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，下列说法中正确的是（　　）

A．A球先落地

B．B球先落地

C．两球应同时落地

D．该实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

4． 如图所示，将悬线拉至水平位置无初速释放，当小球到达最低点时，细线突然断裂，则 （ ）

A．小球立即做匀速直线运动 B．小球立即做自由落体运动

C．小球立即做平抛运动 D．小球将继续做圆周运动

5．平抛物体的运动可以看成（       ）

A．水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成

B．水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动的合成

C．水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速运动的合成

D．水平方向的匀加速运动和竖直方向的自由落体运动的合成

6．用如图所示的装置研究平抛运动．敲击弹性金属片后，A、B两球同时开始运动，均落在水平地面上，下列说法中合理的是(　　)

A．A球比B球先落地

B．B球比A球先落地

C．能听到A球与B球同时落地的声音

D．当实验装置距离地面某一高度时，A球和B球才同时落地

7．如图所示一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，则落地前四个铁球彼此在空中的排列情况是(    )

A． B． C． D．

8．物体做平抛运动时，下列描述物体速度变化量大小△v移随时间t变化的图象，可能正确的是（   ）

A．    B．

C．       D．

9．如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图象是描述物体沿x方向和y方向运动的速度—时间图象，其中正确的是(　　)

A． B． C． D．

10．如图所示，一物体从距水平地面一定高度某处，沿水平方向飞出．除重力外，物体还受到与初速度同向的恒力作用．不计空气阻力，下列对物体运动情况的描述，正确的是(       )

A．在竖直方向上，物体做匀速直线运动

B．在竖直方向上，物体做自由落体运动

C．在水平方向上，物体做匀加速直线运动

D．在水平方向上，物体做匀速直线运动

11．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）

A．平抛运动是匀变速运动

B．平抛运动是变加速运动

C．任意两段时间内加速度相同

D．任意两段相等时间内速度变化相同

12．小程同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，如图所示，在桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上的某一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板(还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画出)，木板上放一-张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。桌子边缘钢球经过的地方挂一条重锤线。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，去探究钢球在水平方向的运动特点。

（1）为完成该实验，除图中的器材外，还需要的一件实验器材是___；

（2）调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某-确定值y1，测量小球在木板上的落点与重锤线之间的距离x1；改变木板高度，使木板上表面与平桌面的距离为y2，再次让小球按要求从斜面上滚下，测量小球在木板上的落点与重锤线之间的距离x2。若y2=4y1，那么x2=__，则可说明小球在水平方向上做匀速直线运动。

（3）有关该实验的以下说法中正确的是__

A．斜面和桌面必须光滑

B．钢球每次应从斜面上同一位置由静止滚下

C．桌面边缘必须切线水平

（4）仅用以上的实验器材，___ (填 “能”或“不能”)通过实验来验证小球在平抛运动过程中机械能守恒。

13．(1)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．让小球多次从同一位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；

B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是______________________。

C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0 =___________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。

D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是___________（只排列序号即可）。

(2)如图所示，在"研究平抛物体运动"的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=___________（用l、g表示），其值是___________（取g=9.8m/s2）

14．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相， 拍摄到了如下图所示的照片，已知每个小方格边长 10cm，当地的重力加速度为 g=10m/s2。

（1）小球平抛的初速度大小为_____。

（2）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为____， 速度大小为______

15．用如图所示的装置“研究平抛物体的运动”。其主要实验步骤如下：

（a）将弧形斜槽固定在桌面上，让其末端伸出桌面边缘处。

（b）用图钉将白纸钉在薄木板上，用支架将木板竖直固定。

（c）将小球从斜槽上释放，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹

（1）在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____________。

A．秒表            B．天平            C．重锤线        D．测力计

(2)在该实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择_____

A．实心小铁球                    B．空心小铁球

C．实心小木球                    D．塑料小球

(3)在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差________?

A．斜槽轨道末端切线必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次要平衡摩擦力

D．小球每次应从斜槽同一高度静止释放

(4)在该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并用重锤线过O作竖直线，标系的y轴。图1为甲、乙两位同学关于坐标原点及x轴、y轴的确定，其中做法正确的__________(选填“甲”或“乙”)

（5）在该实验中，某同学正确地确定了坐标原点及坐标轴后，描绘出小球在同时刻所通过的三个位置A、B、C，相邻的两个位置间的水平距离均为x，测得x=10.00cm，A、B间的竖直距离y1=4.78cm，A、C间的竖直距离y2=19.36cm。如图2所示。（重力加速度g取9.80 m/s2）

根据以上直接测量的物理量导出小球做平抛运动的初速度的公式为v0=________(用题中所给字母表示。代入数据得到小球的初速度值为________m/s。

参考答案

1．C

【详解】

平抛运动水平方向上做匀速直线运动，水平位移和时间成正比，位移与时间图线是一条过原点的倾斜直线．故C正确，ABD错误．故选C．

2．C

【解析】

【详解】

小钢珠离开平台后做平抛运动，将平抛运动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，则有：

，

，

联立得：

，

可知只要用刻度尺测量出钢珠平抛运动的水平距离x和下落高度h，就能测出v，故ABD错误，C正确。

故选C。

【点睛】

本题主要考查了平抛运动规律的理解和应用，平时要加强练习，提高迁移能力．

3．C

【详解】

A球做平抛运动，在竖直方向是自由落体与B球的运动规律相同，所以看到的现象是AB两球同时落地，该实验验证平抛运动竖直方向运动规律的，不能说明水平方向的运动规律，故C正确；ABD错误。

故选C。

4．C

【详解】

小球到达最低点，速度为水平方向，细绳断裂，小球仅受重力，将做平抛运动，故选C。

5．A

【解析】

【详解】

平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，故A正确；平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，故B错误；平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向上是自由落体运动，故C错误；平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，故D错误．所以A正确，BCD错误．

6．C

【解析】

试题分析：本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；

解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，球的落地时间由竖直方向自由落体运动决定，由于两球同时运动，因此在任一时刻两球在竖直方向上高度相同，它们同时落地．该实验可以证明平抛运动可以分解为竖直方向上的自由落体运动．．

故选C．

【点评】本题比较简单，重点考察了平抛运动特点，平抛是高中所学的一种重要运动形式，要重点加强．

7．B

【详解】

铁球飞出后做平抛运动，水平方向的分速度与飞机速度相同，竖直方向铁球的速度越来越大，距离越来越大，B对；

8．D

【详解】

平抛运动是加速度为g的匀变速运动，根据

△v=gt

知图线斜率表示重力加速度，保持不变。故D正确，ABC错误。

9．C

【详解】

O到P做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，从P到Q做匀加速直线运动，加速度a=gsinθ，在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向上的加速度小于g。

故选C。

【点睛】

将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，结合两个方向上的受力情况分阶段确定其运动情况。

10．BD

【详解】

AB．竖直方向上物体的初速度为零，只受重力作用，做自由落体运动，故A错误，B正确；

CD．物体水平方向受恒力作用，所以水平方向做匀加速直线运动，故错误C，D正确。

故选BD。

11．ACD

【详解】

A．平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，A正确，B错误；

C．平抛运动的加速度不变，始终为g，C正确；

D．根据△v=gt知，任意两段相等时间内的速度变化量相等，方向竖直向下，D正确。

故选ACD。

12．毫米刻度尺    2x1    BC    不能   

【详解】

（1）［1］为完成该实验，除图中的器材外，还需要的一件实验器材是毫米刻度尺；用毫米刻度尺测量水平和竖直位移。

（2）［2］钢球在竖直方向做自由落体运动，从开始在连续相等时间内通过的位移之比为135，若y2=4y1，则y1(y2- y1)= 13，可知再次让钢球按要求从斜面上滚下时在空中的时间是第一次的2倍，若x2=2x1，则可说明小球在水平方向上做匀速直线运动。

（3）［3］A.为完成该实验，斜面和桌面不需要必须光滑，故A错误；

B.为完成该实验，钢球每次应从斜面上同一位置由静止滚下，以保证钢球离开桌面时速度大小相同，故B正确；

C.桌面边缘必须切线水平，以保证钢球做平抛运动时初速度方向水平， 故C正确。

（4）［4］仅用以上的实验器材，不能通过实验来验证小球在平抛运动过程中机械能守恒。因为不能具体测定出钢球落到木板上时的速度和动能大小。

13．将小球放在水平槽中，若能静止则可认为水平        BADC           

【详解】

(1)[1]检测斜槽末端水平的方法是将小球放在水平槽中，若能静止则可认为水平；

[2]小球做平抛运动，则有：

解得初速度：

[3]按照安装器材、进行实验、数据处理的步骤顺序，上述实验步骤合理的顺序为BADC；

(2)[4]在竖直方向上，则有：

解得：

则初速度：

[5]代入数据解得：

14．2m/s    (60cm,60cm)    4.03 m/s   

【详解】

(1)[1] 在竖直方向上，根据△y=L=gT2得

则小球平抛运动的初速度

(2)[2][3] 小球在水平方向上做匀速直线运动，相等时间内水平位移相等，可知没有拍摄到的小球位置的横坐标

x=20×3cm=60cm

竖直方向上做自由落体运动，连续相等时间内的位移之差是一恒量，可知没有拍摄到的小球位置与位置3间有3格，则该位置的纵坐标

y=6×10cm=60cm

小球位置坐标为(60cm,60cm)

小球的竖直分速度

所以速度大小为

15．C    A    AD    乙        1.0m/s   

【详解】

（1）[1] 在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，故应选C。

（2）[2] 为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确，BCD错误；故选A。

（3）[3] 实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平，以保证做平抛运动，故A正确；每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽不必光滑，也不需要平衡摩擦力，只要到达底端的速度相同即可，故BC错误；每次实验中小球必须由静止释放，初始位置必须相同，故D正确。故应选AD。

（4）[4]坐标系的原点应该放在小球的球心，所以乙同学做法正确

（5）[5][6] 竖直方向，根据匀变速直线运动的推论：

△y=（y2-y1）-y1-=gT2    ①

水平方向：

x=v0T     ②

由①②式解得：

代入数据可得：v0=1.0m/s；