5.3 实验:探究平抛运动的特点同步测试卷—2021-2022学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册(Word版含答案)

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名称 5.3 实验:探究平抛运动的特点同步测试卷—2021-2022学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 679.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-15 10:55:55

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3实验:探究平抛运动的特点同步测试卷
一、实验题
1.三个同学根据不同的实验条件,进行了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。用小锤击打弹性金属片,金属片把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在竖直方向上做_________运动。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,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在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使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。实验可观察到的现象应是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,这说明平抛运动的物体在水平方向上做______________运动。
(3)丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=1.6cm,该小球做平抛运动的初速度大小为____m/s。(g取10m/s2,保留两位有效数字)
(4)下列哪个因素不会使“研究平抛物体的运动”实验误差增大(______)
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端切线不水平
C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较近
2.(1)如图所示,小铁球A、B完全相同,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B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小捶打击的力度,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.平抛运动可以分解为竖直运动和水平运动
(2)应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点,下列关于此实验的说法正确的是(______)
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自由滑下
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
(3)下图为某同学在做平抛运动实验时得出的小球的运动轨迹,a、b、c三点表示小球运动过程中经过的三个位置,g取,空气阻力不计,则小球做平抛运动的初速度为__________.
3.在“探究平抛运动特点”的实验中,首先用图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点。
(1)实验时用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球被释放,自由下落,自由下落,A、B两球同时开始运动。下列说法中正确的_________。
A.两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
B.改变小锤击打的力度,可以改变A球在空中的运动时间
C.如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
(2)用如图所示平抛运动实验装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法,其中正确的一项是_____________。
A.调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置
C.不断改变挡片P的位置,使小球从斜槽上不同位置释放
D.将坐标纸上确定的点用直线依次连接
4.某物理兴趣小组采用如图所示的装置进行实验。质量分别为和的A、B小球处于同一高度,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B球被自动松开,B球自由下落。最后B球落到水平地面上的P点,A球落到水平地面上的点;请你回答下列问题:
(1)该实验是为了验证:___________(选填正确答案的字母序号);
A.做平抛运动的小球A在竖直方向上做自由落体运动
B.做平抛运动的小球A在水平方向上做匀速直线运动
C.小球B在竖直方向上做自由落体运动
(2)该实验中___________(选填正确答案的字母序号)。
A.两球的质量应该相等
B.应改变装置的高度,多次进行实验
C.需要测出装置距地面之间的竖直高度
5.如图所示是某种“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,改变H大小,重复实验,a、b仍同时落地,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.a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动
(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,如图所示,图中O为抛出点,每个小格的边长为L,则B点坐标为(______,_________),重力加速度为g,则a小球水平飞出时的初速度大小为_______。
6.某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度g=10m/s。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是_______。
A.选用的斜槽越光滑越好
B.调节斜槽,使斜槽槽口切线水平
C.调节纸板,使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行
D.画平抛运动轨迹时,将槽口在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点
(2)让小球从斜槽上合适的位置由静止释放,频闪照相得到小球的位置如图乙所示,A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置,坐标纸每小格边长为5cm,则小球从槽口抛出的初速度大小为v0=_______m/s,小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间为t=_______s;B点离槽口的水平距离x=_______m。
7.研究平抛运动时运用了运动的分解的探究方法,将自由落体运动与平抛运动类比得出运动规律与结论。频闪照相技术为这个实验提供了保障,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,背景的坐标纸小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s2,不计阻力。
(1)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.因坐标纸小方格边长未测量,所以不能求出a球沿水平方向的运动初速度
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,当a球与b球运动了______s时它们之间的距离最小。
3实验:探究平抛运动的特点同步测试卷参考答案
1.自由落体 匀速直线 0.80 A
【详解】
(1)由于两球同时落地,这说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
(2)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,两个小球相碰,这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
(3)平抛竖直方向上做匀加速直线运动,由匀加速直线运动的推论可知
其中,解得
平抛水平方向上做匀速直线运动
解得
(4) A.小球每次从相同的位置释放,运动到斜槽末端的速度都相同,所以即使有摩擦力也不会对实验结构照成影响,故A正确;
B.安装斜槽时其末端切线不水平,小球做斜抛运动,使实验误差增大,故B错误;
C.建立坐标系时,应以小球的球心为坐标原点,以斜槽末端端口位置为坐标原点使实验误差增大,故C错误;
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点时应离原点O较远一些,这样的读取的数值误差较小,故D错误。
故选A。
2.A CD 2.0
【详解】
(1)改变球A被弹出时的速度,两球仍然同时落地,可知两球在竖直方向的运动完全相同,即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,故选A。
(2)A.斜槽轨道不一定必须光滑,选项A错误;
B.斜槽轨道末端必须水平,以保证小球能做平抛,选项B错误;
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,选项C正确;
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,选项D正确。
故选CD。
(3)竖直方向根据
可得
则小球做平抛运动的初速度为
3.C AB
【详解】
(1)A.两球的体积、材料和质量的选择不同,受到阻力大小不同,对实验结果有影响,故A错误;
B.改变小球距地面的高度,可以改变两球在空中的运动时间,而改变小锤击打的力度,不能改变A球在空中运动的时间,故B错误;
CD.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,两球同时落地,可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,但是此实验不能研究平抛运动的水平分运动特点,故C正确,D错误。
故选C。
(2)A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平,不左右滚动,以保证小球做平抛运动,故A正确;
B.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置,故B正确;
C.每次小球应从同一位置由静止释放,以保证到达底端速度相同,故C错误;
D.将坐标纸上确定的点用平滑曲线连接,故D错误。
故选AB。
4.A B
【详解】
(1)根据装置图可知,两球由相同高度同时运动,A做平抛运动,B做自由落体运动,由于两球同时落地,因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的,故根据实验结果可知,平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选A。
(2)A做平抛运动,B做自由落体运动,运动和球的质量无关,不需要两球质量相等,要多次实验,观察现象,则应改变装置的高度,多次实验,不需测出装置距地面之间的竖直高度。
故选B。
5.BC 4L 2L
【详解】
(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,知运动时间相等,a球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同,但不能说明a小球水平方向的分运动是匀速直线运动,故选BC;
(2)每个小格的边长为L,根据

则平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度
则B点的纵坐标
横坐标
即B点的坐标(4L、2L)。
6.BC 1.5 0.2 0.3
【详解】
(1)A.由于小球每次都从同一位置由静止开始运动,到达斜槽末端速度相同,与斜槽是否光滑无关,A错误;
B.由于本实验研究平抛运动,因此斜槽槽口切线必须水平,B正确;
C.调节纸板,使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行,以便于在白纸上描点,C正确;
D.画平抛运动轨迹时,将小球放到槽口末端,球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点,D错误。
故选BC。
(2)由于平抛运动在水平方向时匀速运动,由于AB与BC水平距离相等,因此时间间隔相等,在竖直方向上,根据
可得相邻两点间的时间间隔
因此抛出的水平速度
运动到B点时的竖直速度

因此小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间
B点离槽口的水平距离
7.D 0.2
【详解】
(1) 因为相邻两照片间的时间间隔相等,水平位移相等,所以小球在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同,所以竖直方向上做自由落体运动。故D正确,A、B错误。
设方格的边长为L,时间间隔t=0.1s,水平方向匀速运动
竖直方向自由落体运动,根据推论得
联立得
故C错误。
故选D
(2)因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以竖直高度差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,根据图可知,经过0.2s,距离最短。
试卷第1页,共3页
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