第五章第3节实验：探究平抛运动的特点同步练习（含答案）

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第五章第3节实验：探究平抛运动的特点
同步练习
姓名：__________ 班级：__________ 座号：__________
一、单选题（共9小题）
1. 安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是(　　)
A. 保证小球飞出时的速度既不太大也不太小B. 保证小球飞出的时初速度水平
C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等D. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线
2. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要的是(　　)21·cn·jy·com21·cn·jy·com
A. 秒表B. 天平
C. 重垂线D. 弹簧测力计
3. 如图所示，在光滑水平桌面上，一小球以速度v向右匀速运动，当它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时，木板开始做自由落体运动，若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板abcd面上的投影轨迹是(　　)21·世纪*教育网
A. B. C. D.
4. 用小锤击打弹性金属片后，一小球做平抛运动，同时另一小球做自由落体运动．两球运动的频闪照片如图所示，最上面与最下面小球位置间的实际竖直距离为1 m，照片中反映的实际情况是(　　)21*cnjy*com
A. 自由下落小球相邻位置间的位移相等
B. 平抛运动小球相邻位置间的位移相等
C. 自由下落小球相邻位置间的距离一定大于0.1 m
D. 平抛运动小球相邻位置间的水平距离一定大于0.1 m
5. 如图为某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片．如果图中每个小方格的边长l表示的实际距离和闪光频率f均为已知量，那么在小球的质量m、平抛的初速度大小v0、小球通过P点时的速度大小v和当地的重力加速度值g这四个未知量中，利用上述已知量和图中信息(　　)
A. 可以计算出m、v0和v
B. 可以计算出v、v0和g
C. 只能计算出v0和v
D. 只能计算出v0和g
6. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是(　　)【版权所有：21教育】21*cnjy*com
A. 小球平抛的初速度不同
B. 小球每次做不同的平抛运动
C. 小球在空中运动的时间每次均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
7. 如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后(　　)21世纪教育网版权所有
A. 水平方向的分运动是匀速直线运动
B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 竖直方向的分运动是自由落体运动
D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动
8. 一个同学做“探究平抛运动的特点”的实验，他只在纸上记下重垂线y的方向，忘记在纸上记下斜槽末端的位置，并只在坐标纸上描出了如图所示的曲线．现在我们可以在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y的距离AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的竖直距离h，从而求出小球抛出时的初速度v0为(　　)21*cnjy*com2-1-c-n-j-y
A. B. C. D.
9. 利用传感器和计算机研究平抛运动，装置如图甲所示，A为发射器，B为接收器．利用该装置可测出平抛运动的小球在不同时刻的速率．某同学用质量m＝0.02 kg的小球做实验时，根据测得的数据作出v2－t2图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.则下列说法中正确的是(　　)
A. 图像的斜率等于重力加速度
B. 小球的初速度大小为4 m/s
C. 横轴读数为0.04 s2时，小球的速度大小为2 m/s
D. 横轴读数为0.04 s2时，小球的速度大小为8 m/s
二、多选题（共9小题）
10. (多选)如图是研究平抛运动的实验装置实验图，桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动．撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并留下痕迹A.重复实验，木板依次后退相同的水平距离x，小球撞在木板上，留下痕迹B、C，测量A、B、C点到同一点O的距离y1、y2、y3，其中O点与小球抛出时圆心位置等高．
关于此实验，以下说法正确的是________．
A. 重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球
B. 桌面必须保证严格水平
C. 桌面必须尽量光滑，多次重复实验
D. 一定会有y1∶y2∶y3＝1∶4∶9
11. (多选)如图所示是某同学做“探究平抛运动的特点”的实验时描出的几个点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是(　　)【来源：21cnj*y.co*m】【出处：21教育名师】
A. 小球开始释放的高度较其他各次高些
B. 小球开始释放的高度较其他各次低些
C. 小球开始滚下时实验者给了它一个初速度
D. 小球在运动中遇到了其他各次没有遇到的阻力
12. (多选)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是(　　)【出处：21教育名师】21*cnjy*com
A. 游标卡尺B. 秒表
C. 坐标纸D. 天平
E. 弹簧测力计F. 重垂线
13. (多选)在“探究平抛运动的特点”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置应是(设小球半径为r)(　　)21教育名师原创作品
A. 斜槽口末端
B. 斜槽口末端正上方r处
C. 斜槽口末端正前方r处
D. 小球位于槽末端时，球心在竖直木板上的水平投影点
14. (多选)在如图所示的装置中，有两个相同的处在同一竖直面内的弧形轨道M、N，M底端切线水平，N底端与光滑水平面相切，调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，实验时，使P、Q两小球同时释放，则下列说法正确的是(　　)
A. 两小球总会相遇
B. 轨道M越高，小球P落到平板上时竖直方向的分速度就越大，但两小球仍然会相遇
C. 只有把轨道M调整到适当的高度，两小球才会相遇
D. 两小球在轨道出口处的水平速度v0即使不相等，两小球也会相遇
15. (多选)实验中，下列说法正确的是(　　)
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 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
D. 斜槽轨道末端可以不水平
16. (多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，则以下操作合理的是(　　)
A. 选用装置1研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B. 选用装置2并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面
C. 选用装置3并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D. 除上述装置外，还可以用数码照相机每秒拍摄25帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹
17. (多选)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验，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. 小球的平抛运动要靠近但不接触木板
18. (多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分．已知照片上方格的实际边长为a，频闪周期为T，据此可以得出(　　)2·1·c·n·j·y21cnjy.com
A. 月球上的重力加速度为
B. 小球平抛的初速度为
C. 照片上A点一定是平抛的起始位置
D. 小球运动到D点时速度大小为
三、填空题（共2小题）
19. 在做平抛运动实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：________.【版权所有：21教育】
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
20. 用频闪照相法探究平抛运动，如图所示，记录了物体在不同时刻的位置，已知频闪周期一定，如果把平抛运动分解为水平运动和竖直分运动，观察图片可知，物体在水平方向上做________运动，在竖直方向上做________运动，并说明理由．
四、实验题（共5小题）
21. 在“探究平抛运动的特点”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＝1.6 cm，若小球在平抛运动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和重力加速度g表示)，其值是________(g取10 m/s2)．小球在b点的速度大小为________．(结果均取两位有效数字)
22. 在做“探究平抛运动的特点”的实验时：
(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线________．
(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的．【来源：21·世纪·教育·网】www-2-1-cnjy-com
(3)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，判断O点是否是抛出点：________(选填“是”或“否”)．2-1-c-n-j-y
(4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y－x2图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度v0＝________ m/s.(取g＝10 m/s2)
23. 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．重垂线　　　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________(多选)；【来源：21cnj*y.co*m】
A．每次必需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的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________．21世纪21世纪教育网有
A. B. C. D.
24. 某同学设计了一个“探究平抛运动的特点”的实验．实验装置示意如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地凿出一组平行的插槽(如图甲中P0P0′、P1P1′、……)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，用平滑曲线连接各痕迹点就可得到小球做平抛运动的轨迹．
(1)实验前应反复调节实验装置，直到斜轨__________、A板__________、插槽垂直于斜轨末端且P0P0′在斜轨末端正下方．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的__________________．21·世纪*教育网www.21-cn-jy.com
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了使记录纸上每两点之间的水平距离_____________．
(3)如图乙所示，该同学在实验中记录小球做平抛运动的起点位置为O，D、E为小球运动一段时间后的位置，根据图中所示平抛运动的部分轨迹，求出小球做平抛运动的初速度为________ m/s.
25. 如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，能测弹簧的劲度系数，也可测量小球做平抛运动的初速度．
(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________和________，然后由公式________求出k的平均值．
(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________(选填“同一”或“不同”)位置．然后分别测出小球飞出后的________和________，再由公式________求出初速度的平均值．
1. 【答案】B
【解析】斜槽末端的切线必须水平，是为了确保初速度水平，以满足平抛运动的条件．
2. 【答案】C
【解析】在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，还需要重垂线，确保小球抛出后在竖直面内运动；本实验中不需要测力、时间以及质量，故不需要弹簧秤、秒表和天平，C正确，A、B、D错误．
3. 【答案】B
【解析】本题研究对象是小球，小球相对于木板的分运动有两个：一是水平方向上沿dc做匀速直线运动，有x＝vt；二是竖直方向上相对于木板沿da方向做加速度大小为g的匀加速运动，有y＝gt2，其运动的轨迹y＝x2，即B选项正确．
4. 【答案】D
【解析】小球做自由落体运动，相等时间内的位移增大，故A错误；平抛运动小球在竖直方向相同时间内位移增大，则相邻位置间的位移不相等，故B错误；1 m对于10等分的话为0.1 m，但自由下落相同时间内的位移增大，则刚下落时的距离要小于0.1 m，故C错误；由图可知水平长度要大于竖直高度，而水平方向为匀速直线运动，则为距离平分，要大于0.1 m，故D正确．21教育网【来源：21·世纪·教育·网】
5. 【答案】B
【解析】由题图可知，在相邻两次闪光间隔中，小球在水平方向的位移相等，3l＝v0T＝，因此可求出初速度v0；在竖直方向两段时间内的位移分别为3l、5l，由Δy＝gT2可得g＝＝(5l－3l)f2＝2lf2，可求出重力加速度g；又因为vpy＝＝4fl，所以通过P点时的速度v＝，而小球的质量m无法求出．
6. 【答案】C
【解析】因小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则小球平抛的初速度不同，但在竖直方向上仍是自由落体运动，运动时间不变，只是水平方向的位移变化了，选项C符合题意．
7. 【答案】C
【解析】A球平抛的同时B球自由下落，且两球在同一高度上，又两球总是同时落地，这只能说明A球在抛出后竖直方向的分运动是自由落体运动，但并不能说明A球的水平分运动是匀速直线运动．21教育网
8. 【答案】A
【解析】根据平抛运动的特点有x1＝v0t1，①
y1＝gt12，②
x2＝v0t2，③
y2＝gt22，④
由①③得x2－x1＝v0(t2－t1)，⑤
x2＋x1＝v0(t2＋t1)，⑥
由②④得y2－y1＝g(t2－t1)(t2＋t1)，⑦
又y2－y1＝h，⑧
由⑤⑥⑦⑧式解得v0＝，故选A.
9. 【答案】C
【解析】小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则有v2＝v02＋g2t2，结合图乙可知，图像斜率为重力加速度的二次方，A错．当t2＝0时，v02＝4 m2/s2，则小球的初速度大小为v0＝2 m/s，B错．当t2＝0.04 s2时，可得v2＝8 m2/s2，小球的速度大小为v＝2 m/s，C对，D错．故选C.2·1·c·n·j·y
10. 【答案】AB
【解析】重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球，以保证每次弹出的初速度相同，选项A、B正确；桌面光滑与否与实验精度无关，只要弹出时的速度水平且相同即可，故选项C错；由于竖直板的初始位移与抛出点的水平距离不一定也是x，则O、A、C四点的时间间隔不一定相同，则不一定会有y1∶y2∶y3＝1∶4∶9，故选项D错误．
11. 【答案】BD
【解析】B点对应的平抛运动的初速度较小，可能是释放高度较小或遇到了其他各次没有遇到的阻力所致．
12. 【答案】CF
【解析】实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y轴．故C、F是需要的．21世纪教育网21-cn-jy.com
13. 【答案】BD
14. 【答案】AB
【解析】小球P离开弧形轨道后竖直方向上的匀加速直线运动并不影响水平方向上的匀速直线运动，水平方向的分运动和竖直方向的分运动是各自独立进行的．轨道M越高，小球P落到平板上所用的时间就越长，落到平板上时竖直方向的分速度就越大，但小球P在水平方向的分速度没有受影响，两个小球水平方向的分速度仍然相等，所以两小球仍然会相遇，选项A、B正确，C错误．如果两小球在轨道出口处的水平速度v0不相等，速度小的球在水平方向就会落后于速度大的球，两小球就不会相遇了，选项D错误．
15. 【答案】AC
【解析】使小球从斜槽上同一位置滑下，才能保证每次的轨迹相同，A正确．斜槽没必要必须光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，B错误．实验中记录的点越多，轨迹越精确，C正确．斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D错误．
16. 【答案】BD
【解析】小球落地前的速度很快，用眼睛看很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压强，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一位置由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得钢球做平抛运动时每秒25帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法，同样可以获得平抛运动的轨迹，选项D正确．21教育名师原创作品
17. 【答案】BCD
【解析】为了保证每次小球平抛的轨迹相同，抛出速度相同，每次小球必须从同一高度由静止释放，故A错误，B正确；因为平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，小球运动轨迹在一个竖直面上，所以坐标纸必须用重垂线检查是否竖直，故C正确；小球的平抛运动靠近木板，但不能接触，如果接触，会受到摩擦力作用，使运动不再是平抛运动，故D正确．
18. 【答案】BC
【解析】由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间内小球位移差为2a，由Δy＝gT2可得，月球上的重力加速度g＝，选项A错误；由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3a＝v0T，解得v0＝，选项B正确；AB、BC、CD间竖直位移之比为1∶3∶5，所以照片上A点一定是平抛的起始位置，选项C正确；小球运动到D点时竖直速度vy＝g·3T＝×3T＝，水平速度为v0＝，小球运动到D点时速度大小为v＝＝，选项D错误．
19. 【答案】ACE
【解析】斜槽末端水平是为了保证小球能水平抛出，选项A正确．小球必须从静止释放，且释放位置相同，是为了保证小球每次抛出时的速度相同，选项B错误，选项C正确．小球途经的位置的记录没有明确的要求，位置相对均匀即可，以便正确画出运动轨迹，选项D错误．实验时木板要竖直，小球运动时不能与板上的白纸接触，选项E正确．连线时，用平滑的曲线把各点连接起来，选项F错误．
20. 【答案】匀速直线　匀加速直线　理由见解析
【解析】记录物体位置的a、b、c、d相邻两点间的水平距离均相等，为两个小格，即水平方向上在相同时间内发生的位移相等，故物体在水平方向上做匀速直线运动；相邻两点间的竖直距离分别为1格、2格、3格，所以在竖直方向满足“相邻相等时间内位移差相等”，故竖直方向上做匀加速直线运动．
21. 【答案】2　0.80 m/s　1.0 m/s
【解析】题图中a、b、c、d相邻两位置之间的水平距离相等，说明a→b、b→c、c→d所用时间相同．根据匀变速直线运动的特点得Δy＝aT2，则竖直方向上有L＝gt2，而水平方向上有2L＝v0t，联立得v0＝2＝2 m/s＝0.80 m/s.小球在b点的竖直分速度vy＝＝＝1.5＝0.60 m/s，小球在b点的合速度v＝＝1.0 m/s.
22. 【答案】(1)水平　(2)重垂线　(3)是　(4)0.5
【解析】(1)研究平抛运动时应保证小球的初速度水平，即调整斜槽末端的切线水平；
(2)竖直方向用重垂线确定，因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的；
(3)由轨迹可知，在相等的时间内，竖直方向的位移之比为1∶3∶5，表明竖直方向是自由落体运动，O点是抛出点；
(4)根据y＝gt2，x＝v0t得，平抛运动的轨迹方程为y＝x2，
则y－x2图像的斜率为＝ m－1＝20 m－1，解得v0＝0.5 m/s.
23. 【答案】(1)B　(2)ACD　(3)x4－x3＝x3－x2＝x2－x1＝x1　D
【解析】(1)实验时需要重垂线来确定竖直方向，故选B.(2)为保证每次小球运动的初速度相同，每次必须由同一位置静止释放小球，A正确；实验中，不必严格地等距离下降记录小球位置，B错误；为保证小球在空中运动时只受到重力，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，C正确；为使描得的轨迹精准些，误差小些，记录的点应适当多一些，D正确．(3)若小球在水平方向上做匀速直线运动，则满足x1＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3，位移较大时，距离的测量误差较小，故用计算水平速度误差较小，D正确．
24. 【答案】(1)末端水平　水平　初速度相同
(2)大小相同，从而获取相等的时间
(3)2.0
【解析】(1)实验前应反复调节实验装置，直到斜轨末端水平，保证小球抛出时初速度沿水平方向，做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的初速度相同．21cnjy.com
(2)平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，每次将B板向纸面内侧平移距离d，是为了保持小球在相邻痕迹点间的水平距离大小相同，从而获取相等的时间．
(3)由Δy＝gT2，
解得T＝＝＝ s＝0.1 s，
小球做平抛运动的初速度为
v0＝＝ m/s＝2.0 m/s.
25. 【答案】(1)弹簧测力计的示数F　弹簧的伸长量Δx　k＝
(2)同一　水平位移x　竖直高度h　v0＝x
【解析】(1)根据胡克定律F＝kΔx，可得k＝.弹簧的劲度系数可由弹簧的伸长量(或压缩量)和弹力计算．www-2-1-cnjy-com
(2)物体做平抛运动时，水平方向上x＝v0t；竖直方向上h＝gt2.所以v0＝x.
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