课时测评4 实验：探究平抛运动的特点-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评4　实验：探究平抛运动的特点 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(4分)在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置，以下说法合理的是(　　) A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动，只能用眼睛看A、B两球是否同时落地 B.选用装置2要获得细水柱所显示的平抛轨迹，弯管末端不一定要水平 C.选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球 D.除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动每秒15帧的录像获得平抛轨迹 答案：D 解析：选用装置1研究平抛运动是用此装置来验证平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，要用耳朵听A、B球是否同时落地，故A错误；要求装置2中弯管流出的水近似做平抛运动，因此弯管末端一定要水平，故B错误；利用装置3研究平抛运动轨迹，要使钢球每次的运动轨迹相同，则平抛运动的初速度相同，应每次从斜槽上同一位置由静止释放钢球，故C错误；研究平抛运动时，也可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动每秒15帧的录像，通过录像研究平抛运动的规律，故D正确。 2. (10分)用如图所示的装置研究平抛运动。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。由于挡板靠近硬板的一侧较低，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)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。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“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“不需要”)y轴与重垂线平行。 (2)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放置，笔尖紧靠白纸，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 答案：(1)球心　需要　(2)AB 解析：(1)因为钢球侧面在白纸上挤压出的痕迹点与球心等高，所以将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定y轴时需要y轴与重垂线平行。 (2)将铅笔垂直于竖直的白纸放置，笔尖紧靠白纸，铅笔以一定初速度水平抛出，因为铅笔笔尖与笔尾受力不同，铅笔将不能保持始终垂直于竖直的白纸运动而发生倾斜，所以不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C错误；由平抛运动规律可知，A、B方案可行，故A、B正确。 3.(6分)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方和右侧正前方安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙和图丙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律分析下列问题。 (1)频闪仪器B所拍摄的频闪照片为图　　　　(选填“乙”或“丙”)。 (2)图丙所示的频闪照片可以说明　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)乙　(2)见解析 解析：(1)小球做平抛运动时，在竖直方向上为自由落体运动，故频闪仪器B所拍摄的频闪照片为题图乙。 (2)题图丙所示的频闪照片可以说明小球在水平方向上的分运动为匀速直线运动。 4.(10分)(2025·广东汕尾高一下期末)在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用图甲所示的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片。 (1)图乙是两次拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由此可判断造成此情况的原因可能是　　　　　。 A.没有平衡摩擦力 B.斜槽轨道不光滑 C.未调整斜槽轨道末端切线水平 D.小球每次从斜槽的不同位置由静止释放 (2)图丙为拍摄得到的等比例频闪照片，其中每个小方格的边长为10 cm，则由图丙可求得拍摄时每　　　 s曝光一次，该小球平抛运动的水平速度大小为　　　　 m/s。(重力加速度g取10 m/s2，结果均保留至小数点后一位) 答案：(1)D　(2)0.1　2.0 解析：(1)由题图乙可知，小球两次平抛过程初速度大小可能不同，则小球每次从斜槽的不同位置由静止释放。故选D。 (2)设拍摄时的时间间隔为T，竖直方向上做匀变速直线运动，根据逐差法有Δh＝gT2 即T＝ s＝0.1 s 根据水平方向运动可知小球运动的水平速度大小为vx＝＝ m/s＝2.0 m/s。 5.(10分)以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。 (1)用如图甲所示装置获得小球的平抛轨迹，图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置　　　　(填“较低”或“较高”)。 (2)按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度v0＝　　　m/s(取g＝10 m/s2)。 (3)该小组利用实验数据绘制y-x2图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝　　　　(用斜率k和初速度v0表示)。 答案：(1)较高　(2)2　(3)2k 解析：(1)由题图乙可知，小球下落相同高度时，轨迹①所对应的小球水平位移大，说明轨迹①所对应的小球水平速度大，则轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。 (2)竖直方向上有Δh＝gT2 水平方向上有x＝v0T 可得v0＝2 m/s。 (3)根据平抛规律可得y＝gt2，x＝v0t 可得y＝x2 又因为y-x2图线斜率为k，故＝k 解得g＝2k。 6.(10分)某实验小组用图甲的方式定量研究平抛运动，得到了如图乙坐标系中的几个点。 (1)在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调　　　　(选填“高”或“低”)。 (2)某同学用专业相机以200帧/秒拍摄视频，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图乙所示的抛体运动“频闪图片”，由图可知n＝　　　　　(n为整数，g＝10 m/s2)，测得坐标纸的方格边长为9 mm，由此可得平抛运动的水平速度大小为 　　　　 m/s。 答案：(1)低　(2)6　0.6 解析：(1)水平仪右侧有气泡，说明右侧偏高，则应把轨道的右端调低。 (2)小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法有Δy＝gT2 由题图乙可知Δy＝9 mm＝0.009 m 相邻两点间的时间间隔相等， T＝＝ s＝0.03 s 因为相机以200帧/秒拍摄照片，即每0.005 s拍摄一帧，每n帧的时间为0.005n s，可得 0.005n s＝0.03 s 解得n＝6 在水平方向上，小球做匀速直线运动，小球平抛运动的水平速度大小vx＝＝ m/s＝0.6 m/s。 7.(10分)某实验小组利用如图甲所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放在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.每次应使钢球从同一位置由静止释放 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0.2 m，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15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm，示意图如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2。 ①钢球竖直方向的运动为　　　　　　运动，相邻两点间的时间间隔是　　　　 s。 ②钢球水平方向的运动为　　　　　　运动，其水平速度大小为　　　　 m/s。 (3)图甲装置中，木板上悬挂一条重垂线，其作用是　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)AB　(2)①自由落体　0.1　②匀速直线　2　(3)见解析 解析：(1)为了使钢球离开桌面后做平抛运动，实验时应保持桌面水平，A正确；为了使钢球做平抛运动的初速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，B正确；若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的不是平抛运动，C错误；实验与斜面是否光滑无关，D错误。 (2)①钢球竖直方向做自由落体运动，有Δy＝gT2， 解得T＝0.1 s。 ②钢球水平方向做匀速直线运动，每次向右移动0.2 m，所用时间为0.1 s，则钢球水平方向的速度大小v＝＝2 m/s。 (3)木板上悬挂重垂线是为了方便将木板调整到竖直平面。 学科网（北京）股份有限公司 $