第三章 实验五 探究平抛运动的特点 专项练习-2027届高考物理一轮专题复习（人教版）

**基本信息** 该同步练习围绕平抛运动实验，通过基础操作、高考真题、频闪分析、方案设计四层递进，强化科学探究与科学思维，适配一轮复习知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|实验操作规范（斜槽水平、小球释放目的）|直接考查实验核心操作，夯实物理观念| |能力层|实验装置分析与数据处理（结合高考真题）|通过选择题组提升科学推理能力| |综合层|频闪照相法与误差分析|利用频闪数据考查运动分解，培养科学论证| |拓展层|实验方案设计与创新（速度测量）|设计开放性测量方案，深化质疑创新素养|

实验五:探究平抛运动的特点 课时作业 1.某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进,实验装置如图所示,实验步骤如下: ①安装好器材,将斜槽轨道的末端调整水平; ②在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近; ③使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹A; ④将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹B; ⑤将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,在白纸上留下痕迹C; ⑥测出A、B间的距离y1与B、C间的距离y2。 已知当地重力加速度为g,则关于这个实验,回答下列问题: (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  　。  (2)每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是　 。  (3)小球做平抛运动的初速度v0=  (用x、y1、y2、g表示)。 解析:(1)因是“研究平抛运动”的实验,所以斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球飞出时的初速度水平。 (2)每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是:保证小球每次做平抛运动的初速度相同。 (3)因每次移动木板的水平距离相等,小球在水平方向做匀速直线运动,因此小球在水平方向经相等的距离所用时间T相等,小球在竖直方向做自由落体运动,所以在竖直方向则有Δy=gT2,即有y2-y1=gT2,解得T==,小球在水平方向为匀速直线运动,则小球做平抛运动的初速度为v0==x。 答案:(1)保证小球飞出时的初速度水平 (2)保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (3)x 2.(2023·浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中。 (1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是　　　　。  A.只能探究平抛运动水平分运动的特点 B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验 C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 (2)用图乙装置进行实验,下列说法正确的是　　　　。  A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下 (3)用图丙装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点静止滚下,撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度v0为　　　　。  A.(x+) B.(x+) C.(3x-) D.(4x-) 解析:(1)用题图甲所示的实验装置,只能探究平抛运动竖直分运动的特点,故A、C错误;在实验过程中,需要改变小锤击打的力度,多次重复实验,故B正确。 (2)为了保证小钢球做平抛运动,需要斜槽末端水平,为了保证小钢球抛出时速度相等,每一次小钢球需要从同一位置由静止释放,斜槽轨道不需要光滑,故A错误,C正确;上下调节挡板N时不必每次等间距移动,故B错误。 (3)根据竖直方向y1=gt2,水平方向x-=v0t,联立可得v0=(x-),故A错误;根据竖直方向Δy=y2-2y1=gt2,水平方向Δx=2x-x=v0t,联立可得v0=x,故B错误;根据竖直方向y4=gt2,水平方向4x-=v0t,联立可得v0=(4x-),故C错误,D正确。 答案:(1)B　(2)C　(3)D 3.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。 (1)关于实验,下列做法正确的是　　　　(多选)。  A.选择体积小、质量大的小球 B.借助铅垂线确定竖直方向 C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球 (2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做　　　　运动。  (3)图3是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是　　　　。  A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平 (4)改用频闪照相来研究平抛运动,将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上,如图4所示,已知小球的直径为2 cm,方格纸的边分别为水平和竖直方向,则该频闪相机频率为 　　　　Hz。(重力加速度g取10 m/s2)  解析:(1)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,选择体积小、质量大的小球可以减小空气阻力的影响,故A正确;本实验需要借助铅垂线确定竖直方向,故B正确;实验过程先打开频闪仪,再水平抛出小球,故C错误,D正确。 (2)根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可以判断出A球竖直方向做自由落体运动。 (3)由图可知,该小球的初速度方向偏上,即小球的初速度方向不是沿水平方向,则可知是斜槽末端切线不水平,故选C。 (4)设该相机的频闪周期为T,相邻两小球位置之间的竖直间距分别为y1=7.5×2 cm=15 cm= 0.15 m,y2=12.5×2 cm=25 cm=0.25 m,竖直方向小球做自由落体运动,由Δy=gT2,得y2-y1=gT2,代入数据解得T=0.1 s,则该频闪相机频率为f==10 Hz。 答案:(1)ABD　(2)自由落体　(3)C　(4)10 4.用如图所示装置研究平抛运动。 (1)实验前要检查斜槽末端是否水平,请简述你的检查方法:　 。 (2)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轴与铅垂线平行。  (3)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,其中不可行的是　　　　。  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板放置,笔尖紧靠白纸板,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 (4)某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面,使小钢球从斜面上某一位置滚下,如图所示,钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小,写出测量步骤和用所测的物理量表达速度的关系式。 解析:(1)将小球放在斜槽末端,看其是否保持静止状态,若小球静止,则说明斜槽末端是水平的。 (2)小球在运动中记录的是其球心的位置,则应以球心在白纸上的位置为坐标原点。将小球运动分解,小球在竖直方向为自由落体运动,故需要y轴与铅垂线平行。 (3)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,此方案是可行的,故A不符合题意;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,此方案是可行的,故B不符合题意;将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,由于铅笔和纸之间没有压力,故不会形成运动轨迹,故C符合题意。 (4)测量步骤: ①让小球从斜面上某一位置A无初速度释放; ②测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x; ③测量小球在地面上的落点P与水平桌面竖直距离y。 根据小球在水平方向做匀速直线运动可得x=vt, 小球在竖直方向做自由落体运动可得y=gt2, 整理可得小球离开桌面的初速度v===x。 答案:(1)见解析　(2)球心　需要　(3)C　(4)见解析 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验五:探究平抛运动的特点 课时作业 1.某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进,实验装置如图所示,实验步骤如下: ①安装好器材,将斜槽轨道的末端调整水平; ②在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近; ③使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹A; ④将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹B; ⑤将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,在白纸上留下痕迹C; ⑥测出A、B间的距离y1与B、C间的距离y2。 已知当地重力加速度为g,则关于这个实验,回答下列问题: (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  　。  (2)每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是　 。  (3)小球做平抛运动的初速度v0=  (用x、y1、y2、g表示)。 2.(2023·浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中。 (1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是　　　　。  A.只能探究平抛运动水平分运动的特点 B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验 C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 (2)用图乙装置进行实验,下列说法正确的是　　　　。  A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下 (3)用图丙装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点静止滚下,撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度v0为　　　　。  A.(x+) B.(x+) C.(3x-) D.(4x-) 3.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。 (1)关于实验,下列做法正确的是　　　　(多选)。  A.选择体积小、质量大的小球 B.借助铅垂线确定竖直方向 C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球 (2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做　　　　运动。  (3)图3是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是　　　　。  A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平 (4)改用频闪照相来研究平抛运动,将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上,如图4所示,已知小球的直径为2 cm,方格纸的边分别为水平和竖直方向,则该频闪相机频率为 　　　　Hz。(重力加速度g取10 m/s2)  4.用如图所示装置研究平抛运动。 (1)实验前要检查斜槽末端是否水平,请简述你的检查方法:　 。 (2)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轴与铅垂线平行。  (3)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,其中不可行的是　　　　。  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板放置,笔尖紧靠白纸板,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 (4)某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面,使小钢球从斜面上某一位置滚下,如图所示,钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小,写出测量步骤和用所测的物理量表达速度的关系式。 学科网（北京）股份有限公司 $