人教版物理必修2同步练习：5.3 实验：探究平抛运动的特点（能力提升）

试卷更新日期：2024-03-27 类型：同步测试

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一、选择题

1. 用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是（）

A、用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地 B、图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直 C、若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平 D、用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球

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2. 研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面 1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面 1、2、3 的交点依次为 A、B、 C。小球由 A 运动到 B，竖直位移为 y₁ ，动能的变化量为 ΔE_k1 ，速度的变化量为 Δv₁；小球由 B 运动到 C，竖直位移为 y₂ ，动能的变化量为 ΔE_k2 ，速度的变化量为 Δv₂。若 y₁= y₂ ，忽略空气阻力的影响，下列关系式正确的是（）

A、ΔE_k1<ΔE_k2 B、ΔE_k1=ΔE_k2 C、Δv₁<Δv₂ D、Δv₁=Δv₂

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3. 某同学用如图所示的装置研究平抛运动。在实验中，小球每次都从斜面上的同一高度下落，而放有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹，可得小球平抛时的水平位移分别为x₁、x₂、x₃ ，则（）

A、若 $x_{1} ： x_{2} ： x_{3} = 1 ： 2 ： 3$ ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动 B、若 $x_{1} ： x_{2} ： x_{3} = 1 ： \sqrt{2} ： \sqrt{3}$ ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动 C、若 $x_{1} ： x_{2} ： x_{3} = 1 ： 4 ： 9$ ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动 D、若 $x_{3} - x_{2} = x_{2} - x_{1}$ ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动

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4. 平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条，水平方向做匀速直线运动；第二条，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，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

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5. 为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号
抛出点的高度/m
水平初速度/（m·s^－1）
水平射程/m
1
0.20
2
0.40
2
0.20
3
0.60
3
0.45
2
0.60
4
0.45
4
1.2
5
0.80
2
0.8
6
0.80
6
2.4
以下探究方案符合控制变量法的是（）

A、若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据 B、若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据 C、若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据 D、若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

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6.
如图所示，在探究平抛运动的规律时，用小锤打击金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，下列说法正确的是（）

A、P球先落地 B、Q球先落地 C、两球同时落地 D、两球落地先后由小锤打击力的大小而定

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7.
在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动．A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度．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．某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△p_A和△p_B ，动能的变化量分别为△E_kA和△E_kB ，忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（）

A、△p_A=△p_B ， △E_kA=△E_kB B、△p_A≠△p_B ， △E_kA≠△E_kB C、△p_A≠△p_B ， △E_kA=△E_kB D、△p_A=△p_B ， △E_kA≠△E_kB

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二、多项选择题

8. 如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的P点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生正碰，两小球在地面上的落点分别为M、N点。已知小球1的质量为 $m_{1}$ ，小球2的质量为 $m_{2}$ ，且 $m_{1} = 3 m_{2}$ ， O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（　　）

A、碰撞后小球1的落点为M点 B、碰撞后小球1的落点为N点 C、图中点间距离满足的关系为3OP=3OM+ON D、如果两小球发生弹性正碰，则3OP=3OM+ON不成立

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9. 某问学设计了一个研究平抛运动特点的家庭实验装置，去验证平抛运动水平方向做匀速直线运动，如图所示，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动，若已知物体做平抛运动时在竖直方向上为自由落体运动下列说法正确的是（）

A、除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是刻度尺 B、除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是秒表、刻度尺 C、相对平抛起始位置，测出下落高度与平抛水平位移的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动 D、相对平抛起始位置，测出平抛水平位移与下落高度的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动

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10. 用图示装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列选项中的会增大实验误差的是（）

A、弧形轨道末端不水平 B、弧形轨道不光滑 C、实验小球为泡沫球 D、每次从同一高度无初速释放小球

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11. 在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r）（）

A、斜槽口末端O点 B、小球在槽口时,球心在木板上的投影点 C、槽口O点正前方r处 D、小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处

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12. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为10cm，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，如果取g=10m/s² ，那么（）

A、闪光的时间间隔是0.1s B、小球运动的水平分速度为2.0m/s C、小球经过b点速度的大小为2.5m/s D、小球是从O点开始水平抛出的

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三、非选择题

13. 某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：

(1)、甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用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，下列说法中正确的有____。

A、两球的质量应相等 B、两球的质量可以不相等 C、两球应同时落地 D、应改变装置的高度，多次实验 E、实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

(2)、乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，照相机的闪光频率为Hz；小球平抛的初速度大小为m/s，经过B点时的竖直分速度大小为m/s。（所有结果保留2位有效数字）

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14. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

(1)、下列关于实验步骤的说法错误的是____。

A、将斜槽的末端切线调成水平 B、通过重锤线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、小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放 D、斜槽轨道必须光滑

(2)、某同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为m/s（保留三位有效数字），经过B点时速度大小为m/s（可保留根号），小球抛出点的坐标为（单位cm）。（重力加速度g取10m/s²）

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15. 在某次探究平抛运动的实验中，描出小球平抛运动的轨迹如图所示，A、 $B$ 、 $C$ 是运动轨迹上的三个点，以A点为坐标原点建立坐标系，已知小球从 $B$ 到 $C$ 的运动时间为 $0.1 s$ ，回答以下问题：

(1)、由轨迹图来判断，A点平抛运动的起点（选填“是”或“不是”）；由图可计算得出平抛运动的初速度为 $v_{0} =$ $m / s$ （保留两位有效数字）；

(2)、小球在 $B$ 点速度大小为 $v_{B} =$ $m / s$ （保留两位有效数字），当地的重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （保留三位有效数字）。

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16. 小明学完平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为 $0.2 m$ 。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、下列实验步骤必要的是____（填正确答案标号）。

A、在安装时，必须确保弹射器水平放置 B、为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸 C、每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸 D、第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离

(2)、根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为 $m / s$ ，弹丸打到 $C$ 点时的速度大小为 $m / s$ 。（结果均保留2位有效数字）

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17. （1）如图所示的实验装置，小铁球A、B完全相同，开始时处于静止状态，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时球B被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间的距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，根据此实验探究平抛运动的特点，可得到的结论是____
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.本实验现象无法确定竖直方向的分运动是自由落体运动

(1)、应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是____

A、斜槽轨道必须光滑 B、斜槽轨道末端可以不水平 C、应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下 D、要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些

(2)、如图是某同学在做平抛运动实验时得出小球的运动轨迹，图中a、b、c三点分别表示小球运动过程经过的三个位置，g取 $10 m / s^{2}$ ，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度为m/s.

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18. 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，在它们相同的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，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球 $A$ 、 $B$ ，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：
球 $B$ 在光滑的水平轨道上做运动；实验过程中观察到球 $A$ 正好砸在球 $B$ 上，由此现象可以得出的结论。

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19. 如图甲，在农田旁离地一定高度架有一水管，管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知重力加速度为g）。步骤如下：

(1)、如图乙，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内直径D=cm；

(2)、测量水管上沿离地高度H，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置到出水口的水平距离L，则水流速度v=（用题中物理量的字母表示）；

(3)、请推导单位时间出水量表达式Q=（用题中物理量的字母表示）。

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20. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：

(1)、关于这个实验，以下说法正确的是____。

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、小球在平抛运动时要靠近但不接触木板

(2)、某同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间 $T$ 拍一次照片）拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度 $8 m m$ ，如果取 $g = 10 m / s^{2}$ ，那么：

①照相机的频闪周期 $T =$ s（结果保留两位小数）；
②小球做平抛运动的初速度大小是 $v_{0} =$ $m / s$ （结果保留一位有效数字）。

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21.

(1)、在“研究平抛物体的运动”实验中，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、重垂线　　　　 D、弹簧测力计

(2)、图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

(3)、在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则经过B点时的速度为m/s，抛出点的坐标为（用L表示）。（此问g取10 m/s²）

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序号	抛出点的高度/m	水平初速度/（m·s^－1）	水平射程/m
1	0.20	2	0.40
2	0.20	3	0.60
3	0.45	2	0.60
4	0.45	4	1.2
5	0.80	2	0.8
6	0.80	6	2.4