5.3 实验：探究平抛运动的特点 练习-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 本练习通过“基础训练+综合素质提升练”分层设计，以平抛运动概念理解为起点，逐步进阶到实验验证与综合应用，强化科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|平抛运动概念、分运动规律、实验装置操作（金属片、光电门、频闪相机等）|以填空（概念表格）、选择（运动描述）、实验题（误差分析）为主，夯实物理观念| |综合素质提升练|实验方案对比、数据处理、误差分析|结合激光雷达、频闪照片等情境，通过多选和计算题培养科学论证与质疑创新能力|

5.3实验：探究平抛运动的特点 姓名：___________班级：___________ { 基础训练 } 【题型Ⅰ】平抛运动概念 1．对平抛运动的理解 平抛运动的处理方法---化曲为直，将其分解为水平和竖直方向两个分运动。 初速度 受力情况 运动情况 水平方向 v0 ________ ________ 竖直方向 0 ________ ________ 注意：两个分运动既具有________性，又具有________性。 2．目前，激光雷达已经普遍用于智能驾驶。利用激光雷达可以确定任意时刻质点的位置。小贝同学用激光雷达来研究平抛运动，如图，从O点平抛出去一个小球，经过，小球经过A点时距离O点。又经过一段时间，小球经过B点时距离O点。（不计空气阻力，重力加速度）则小球初速度________，从O点到B点的时间________，小球在AB间的平均速度为________（以上结果均保留2位有效数字） 3．如下图，小球在空中以大小相等的初速度，沿不同方向抛出。其中做平抛运动的是（     ） A． B． C． D． 4．做平抛运动的物体，下列描述正确的是（     ） A．相同的时间内发生的位移相同 B．相同的时间内速度的变化量不相同 C．任意两个相邻内位移的变化量沿竖直方向 D．平抛运动的初速度越大，在空中运动时间越长 【题型Ⅱ】验证平抛运动在竖直及水平方向的运动规律 5．用如图所示装置研究平抛运动，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。下列说法正确的是（　　） A．A球比B球落地早 B．A球比B球落地晚 C．A、B两球同时落地 D．击打弹簧金属片的力越大，A球在空中运动的时间越长 6．如图所示，在“探究平抛运动的特点”实验中，钢球从斜槽上静止释放，经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间，测出小球的直径，可计算出小球的平抛初速度。为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　） A．适当升高释放钢球的位置 B．适当降低释放钢球的位置 C．选择直径稍小的钢球 D．选择质量稍大的钢球 7．用图1、2实验装置探究平抛运动的规律，图1装置用小锤击打C，小球A水平抛出。图2中两个完全相同的轨道M、N，末端切线水平且在同一竖直线上，轨道N的末端与光滑水平面相切，两个相同的小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，两个小球以相同的初速度同时通过轨道末端。 (1)经过多次实验，关于图1、2中两个实验过程，下列说法正确的是________（多选）。 A．图1实验发现A、B两个小球总是同时落地，说明平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动 B．图1实验发现A、B两个小球总是同时落地，说明平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动 C．图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，说明平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动 D．图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，说明平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动 (2)在图2实验中用频闪相机对准小球P及方格背景照相，拍到了如图3所示的照片，已知每个小方格的边长是2.5cm，重力加速度g取，1、2、3、4、5为连续相等时间间隔小球的位置，由于相机的问题位置4没拍到，小球P运动到位置4时水平速度大小是________m/s，竖直速度大小是________m/s。（结果均保留2位有效数字） 【题型Ⅲ】利用水平挡板探究平抛运动的规律 8．某实验小组利用如图所示的实验装置探究平抛运动的特点时，下列操作正确的是（　　） A．调节斜槽末端水平后，将直尺紧靠斜槽末端且与斜槽末端相平，用笔沿直尺画出x轴 B．建立坐标系时先作x轴后作y轴 C．上下移动倾斜挡板N时，必须等间距移动 D．描运动轨迹时，用平滑曲线把印迹连接起来 9．“探究平抛运动的特点”实验中，下列情况中不会影响实验探究结果的是（　　） A．斜槽轨道不光滑 B．斜槽末端不水平 C．装置的背板不竖直 D．小球受到空气阻力不能忽略 10．某同学用图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验 (1)（单选）下列实验条件必须满足的是_____________。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．每次小球可从不同高度由静止释放 D．每次释放小球时的位置越高，实验效果越好 (2)在做定量研究实验时，该同学用方格纸记录了平抛小球经过的四个位置，如图乙所示，每个格的边长，重力加速度，则小球做平抛运动的初速度大小为__________结果保留两位有效数字），图中点________（填“是”或“不是”）小球做平抛运动的抛出点。 (3)实验小组结合某次实验时获得的各点到抛出点的水平距离竖直距离，作出图像如图丙中实线所示。若仅将小球的初速度减小，则得到的图像可能是图丙中的虚线___________（填“”“”“”或“”）。 【题型Ⅳ】用频闪相机研究平抛运动 11．沿方向从点水平抛出一小钢球，用频闪照相拍摄小球运动情况，小球抛出时相机刚好闪光，得到的频闪照片可能是（　　） A． B． C． D． 12．两个小球位于同一高度，同时分别做平抛运动和自由落体运动的频闪照片如图所示。由图可知，平抛运动在竖直方向的分运动是（　　） A．自由落体运动 B．匀速直线运动 C．匀减速直线运动 D．变加速直线运动 13．用图1所示的装置研究平抛运动。器材有：桌子、斜面、有标尺的背景板、频闪照相机（含三脚架）、小钢球等。 (1)关于该实验，下列说法正确的是__________（填选项前的序号）； A．调节桌子保持桌面水平 B．必须选择光滑的斜面 (2)实验时使用频闪照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，某次拍摄后得到的照片如图2所示，从标尺得到小钢球不同位置的坐标已在图上标出。若重力加速度取，则频闪周期__________（结果保留1位有效数字），钢球做平抛运动的初速度大小__________（结果保留2位有效数字）。 【题型Ⅴ】利用竖直挡板探究平抛运动规律 14．某实验小组用图1装置开展“探究平抛运动的特点”实验。 (1)除了如图1所示的器材外，还需要的仪器有______（多选） A．弹簧测力计 B．白纸和复写纸 C．天平 D．钢球 (2)图2和图3是实验后得到的记录纸。图2产生的原因可能是______，图3产生的原因可能是______ A．斜槽末端切线不水平 B．选择的斜槽轨道表面粗糙 C．释放小球的初始位置不同 (3)某同学改变实验方案，装置如图4所示。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相同的距离，重复实验，在白纸同一竖直线上依次留下点迹1、2、3，其位置关系可能是图5中______（选填“甲”、“乙”或“丙”）。 { 综合素质提升练 } 15．在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。 (1)第一组采用了图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 ①他观察到的现象是：小球A，B_______________（填“同时”或“不同时”）落地； ②让A、B球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则_____；（两个选项正确） A．小球A的运动时间变长    B．小球A的运动时间不变 C．小球A、B不同时落地    D．小球A、B仍同时落地 (2)第二组采用了图乙所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。 ①下列操作正确的是_______________。（两个选项正确） A．必须调整斜槽，使其末端水平 B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直 C．每次不必从斜槽上同一位置由静止释放小球 D．小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论 ②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示，为抛出点，、为轨迹上的两点，、竖直方向高度分别为、，按照自由落体规律，若__________，则、段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若__________，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 16．如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板的高度不变，改变小球在斜槽轨道上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度、飞行时间和水平位移，记录在表中。 (1)由表中数据可知，在一定时，小球水平位移与其初速度成________关系，与________无关。 (2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值，发现理论值与测量值之差约为。经检查，实验及测量无误，其原因是______________________________。 (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值依然大于自己得到的理论值，二者之差在之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是______________________________。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 零 匀速直线运动 重力 自由落体运动 等时 独立 【详解】[1][2]平抛运动水平方向受力为零，做匀速直线运动； [3][4]竖直方向受重力作用，做自由落体运动。 [5][6]两个分运动既具有等时性，又具有独立性。 2． 12 m/s 7.0 s 42m/s/41m/s/43m/s 【详解】[1]小球做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，设小球经过时间时的水平位移为，竖直位移为，分别有， 此时小球到点的距离为 联立代入数据解得 [2]同理设小球经过时间时的水平位移为，竖直位移为，分别有， 小球到点的距离为 联立代入数据解得 [3]小球在点和点之间的水平位移变化量和竖直位移变化量分别有， AB间的位移大小为 小球在AB间的平均速度大小为 代入数据解得 3．C 【详解】平抛运动的初速度处于水平方向，所以其中做平抛运动的是C。 故选C。 4．C 【详解】平抛运动可分解为水平方向匀速直线运动、竖直方向自由落体运动（加速度为恒定重力加速度）； A．水平方向相同时间内位移为，大小方向均不变；但竖直方向为匀加速运动，相同内位移逐渐增大，因此合位移的大小、方向均不同，故A错误； B．由加速度定义，平抛加速度恒定，因此相同时间内速度变化量，大小相等、方向均竖直向下，速度变化量相同，故B错误； C．相邻内，水平方向为匀速运动，每个的水平位移均为，因此水平方向位移差为0；竖直方向匀变速运动相邻相等时间位移差，方向竖直向下，因此合位移的变化量等于竖直方向位移差，沿竖直方向，故C正确； D．竖直方向满足 解得运动时间 仅由下落高度决定，与初速度无关，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】由图可知A球做平抛运动，B球做自由落体运动。平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，A球的运动时间和竖直方向分运动的运动时间相同，由可知A、B两球的高度相同，因此它们的运动时间相同，即A、B两球同时落地，而击打弹簧金属片的力改变的是平抛运动水平初速度，不会影响运动时间。 故选C。 6．C 【详解】设小球的直径为，通过光电门的遮光时间为，平抛时的初速度为，由题意可知。显然，为了减小测量误差升高和降低释放钢球的位置、选择质量稍大的钢球均对减小误差没有影响，而选择直径稍小的钢球，将使得其通过光电门时的平均速度更接近瞬时速度，故选C。 7．(1)AD (2) 1.0 1.8 【详解】（1）AB．改变实验装置离地高度，多次实验，A、B两小球总是同时落地，这说明两球在竖直方向的运动完全相同，即做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，故A正确，B错误； CD．图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球相同，为匀速直线运动，故C错误，D正确。 故选AD。 （2）[1]小球P在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法可得 其中 解得频闪相机的频闪周期为 小球P在水平方向上做匀速直线运动 其中 解得 [2]小球P运动到位置2时，竖直分速度大小为 则小球P运动到位置4时，竖直分速度大小为 8．D 【详解】A．调节斜槽末端水平后，应是用重垂线确定轴（竖直方向），再确定轴（水平方向），不是紧靠斜槽末端画x轴，操作错误，故A错误； B．建立坐标系时应先确定轴（竖直方向），再确定轴（水平方向），不是先作轴后作轴，操作错误，故B错误； C．上下移动倾斜挡板N时，不需要等间距移动，只要能有效记录小球位置即可，操作错误，故C错误； D．描运动轨迹时，要舍去偏离较大的点，用平滑曲线把点迹连接起来，这样才能得到更符合平抛运动规律的轨迹，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】A．小球每次均从斜槽同一位置静止释放，斜槽对小球摩擦力做功相同，小球飞出斜槽末端速度大小一定，即斜槽轨道的摩擦对实验没有影响，可知，斜槽轨道不光滑不会影响实验探究结果，故A正确； B．斜槽末端不水平，小球飞出斜槽末端速度方向不水平，小球的运动不是平抛运动，可知，斜槽末端不水平会影响实验探究结果，故B错误； C．平抛运动轨迹在竖直平面上，若装置的背板不竖直，将影响精确描绘小球轨迹上的位置，可知，装置的背板不竖直会影响实验探究结果，故C错误； D．若小球受到空气阻力不能忽略，则小球受到重力与空气阻力，小球的运动不是平抛运动，可知，小球受到空气阻力不能忽略会影响实验探究结果，故D错误。 故选A。 10．(1)A (2) 1.5 是 (3) 【详解】（1）A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，以保证小球做平抛运动，故A正确； BC．需要保证小球抛出时的速度处于水平方向即可，不需要斜槽轨道光滑，需要每次小球从同一高度由静止释放，故BC错误； D．每次释放小球时的位置高度要适当，并非越高实验效果越好，故D错误。 故选A。 （2）[1]根据图乙可知，小球在水平方向有 竖直方向有 解得该小球做平抛运动的初速度大小 [2]根据图乙，竖直方向有 满足初速度为零的匀加速直线运动的规律，故可以确定点是小球做平抛运动的抛出点。 （3）根据平抛运动的规律有， 整理可得 若小球的初速度减小，则图像的斜率增大，获得的图像可能是图丙中的虚线。 11．A 【详解】小球做平抛运动，则水平方向做匀速运动，相等时间内的水平位移相等；竖直方向做初速度为零的匀加速运动，则在相等时间内的下落的竖直高度之比为1:3:5……，由图可知，只有A符合上述规律。 故选A。 12．A 【详解】根据题图对比可知，小球做平抛运动，竖直方向的运动情况与做自由落体运动的小球一致，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。 13．(1)A (2) 0.05 2.0 【详解】（1）A．调节桌子保持桌面水平，保证小球离开桌面时速度水平，做平抛运动，故A正确； B．只要每次从同一位置释放，到达底端的速度就相同，斜面不需要光滑，故B错误。 故选A。 （2）[1]由图2所示坐标，水平间隔均为 竖直方向位移差，， 相邻位移差的差值， 平均值 由匀加速运动推论 解得 [2]初速度 14．(1)BD (2) A C (3)乙 【详解】（1）A．本实验主要研究平抛运动的轨迹，不需要测量力的大小，所以不需要弹簧测力计，故A错误； B．实验中需要用白纸和复写纸来记录小球做平抛运动经过的位置，故B正确； C．本实验不需要测量小球的质量，所以不需要天平，故C错误； D．本实验需要钢球作为平抛运动的研究对象，故D正确。 故选BD。 （2）[1]图2中轨迹起点段斜向上，说明小球在抛出时不仅有水平速度，还有竖直向上的分速度，做的是斜抛运动，产生该现象的原因可能是斜槽末端切线不水平（向上倾斜）。故选A。 [2]图3中点迹散乱，不在同一条抛物线上，说明小球每次平抛的初速度大小不同，产生该现象的原因可能是释放小球的初始位置不同。故选C。 （3）钢球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，挡板依次水平向右移动相同的距离，则钢球每次打到竖直挡板上所经过的运动时间间隔相等，点迹0对应挡板紧靠斜槽末端的初始位置，即平抛运动的抛出点，则点迹1、2、3对应的时间分别为、、，在竖直方向上，钢球做自由落体运动，下落高度 则点迹1、2间的竖直距离 点迹2、3间的竖直距离 可见，即相邻点迹间的竖直距离逐渐增大，位置关系可能是图5中的乙。 15．(1) 同时 BD (2) AB 【详解】（1）[1]他观察到的现象是：小球A、B同时落地； [2]让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球平抛运动的初速度增大，根据①可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，而自由落体运动的时间由下落的高度决定，可知，A球在空中运动的时间将不变，A、B也同时落地； 故选BD； （2）[1]A．调整斜槽，使其末端切线水平，才能确保小球做平抛运动，故A正确； BD．做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故B正确，D错误； C．为了使描绘的各点是同一平抛运动轨迹上的点，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故C错误。 故选AB； [2]将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，因O为抛出点，则在竖直方向，初速度为0的匀加速直线运动，若OA、AB段时间间隔相等，设时间为，则竖直方向有， 解得 [3]OA、AB段时间间隔相等，水平方向有， 可得若，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 16．(1) 正比 飞行时间 (2)计算时重力加速度取值大于实际值 (3)光电门传感器置于槽口的内侧，传感器的中心距水平槽口还有一段很小的距离，故从小球经过传感器到小球到达抛出点还有一段很短的时间，而且速度越大该时间越短，从而使测量值大于理论值 【详解】（1）由题表中数据可知，一定时，小球的水平位移与初速度成正比关系，与飞行时间无关。 （2）根据，可知该同学计算时重力加速度取的是，一般情况下应取，从而导致约的偏差。 （3）光电门传感器置于槽口的内侧，传感器的中心距水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离，故从小球经过传感器到小球到达抛出点还有一段很短的时间，而且速度越大该时间越短，从而使测量值大于理论值。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $