高中物理人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…精品课堂检测

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…精品课堂检测，共6页。




1. 如图所示，某同学在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”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，为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不正确的是( B )











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可以不同


C. 每次必须由静止释放小球


D. 小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触


解析：只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动，选项A正确；每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度，选项B错误；每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度，选项C正确；如果小球在运动过程中与木板上的白纸(或方格纸)相接触就会改变它的运动轨迹，使其不做平抛运动，选项D正确．


2. (多选)在做“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的实验时，每次须将小球从轨道同一位置无初速释放(如图所示)，其目的是使小球( BC )





A. 抛出后只受重力 B. 抛出后轨迹重合


C. 抛出后初速度大小相等 D. 抛出时的速度方向水平


解析：每次须将小球从轨道同一位置无初速释放，可以保证小球到达斜槽末端的速度相等，进而满足每一次小球平抛运动的轨迹相同，选项BC正确．


3. 如图所示，在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是( C )








解析：斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸应放正，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合，选项C正确，ABD错误．


4. (多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大 ( BC )


A. 小球与斜槽之间有摩擦


B. 安装斜槽时其末端不水平


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较远


解析：只要小球从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，由于每次摩擦力的影响相同，因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同，对实验没有影响，选项A错误；安装斜槽时末端不水平，则初速度不水平，使得小球的运动不是平抛运动，使得实验的误差增大，选项B正确；建立坐标系时，实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影，以斜槽末端端口位置为坐标原点，使得测量误差增大，选项C正确；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较远，可以减小偶然误差，选项D错误．


5. 如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，金属片把P球沿水平方向弹出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动( B )





A. 此实验为了说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动


B. 此实验为了说明平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动


C. 如果加大打击力度，P球落地时间将延长


D. 如果调整装置距地面的高度，它们就不会同时落地


解析：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，选项A错误，B正确；小锤打击金属片的力越大，P球获得的水平方向初速度越大，但竖直方向运动不变，所以落地时间不变，选项C错误；无论如何调节装置距地面的高度，两球在竖直方向运动情况完全相同，总是同时落地，选项D错误．


6. 平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．如图所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁珠从轨道A射出，并在射出时碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁珠，两铁珠同时落到地面．这个实验( B )





A. 只能说明上述规律中的第①条


B. 只能说明上述规律中的第②条


C. 不能说明上述规律中的任何一条


D. 能同时说明上述两条规律


解析：轨道A上的铁珠与电磁铁E吸着的铁珠，同时落到地面，轨道 A上的铁珠水平初速度并不影响其在竖直方向的运动，说明了两铁珠在竖直方向上具有相同的运动规律，选项B正确．


7. 做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，一架照相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示(虚线为正方形格子)．已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，由照片可推算出曝光的时间间隔是__0.6__s，汽车离开高台时的瞬时速度大小为__12__m/s.(g＝10 m/s2)





解析：在竖直方向上有：Δh＝gT2，解得：T＝eq \r(\f(Δh,g))＝eq \r(\f(3.6,10)) s＝0.6 s，汽车离开高台时的瞬时速度大小为v＝eq \f(x,T)＝eq \f(7.2,0.6) m/s＝12 m/s.





8. 如图甲所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，图乙是利用该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( B )





A. 斜槽轨道太光滑


B. 斜槽轨道末端切线不水平


C. 释放小球时速度不为0


D. 从不同位置释放小球


解析：由题图可知小球离开斜槽末端时，向上抛出，形成了斜抛运动，说明小球的速度斜向上，只能是斜槽末端不水平，造成斜抛运动．


9. 一个同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下y轴位置，并在坐标纸上描出如下图所示曲线．现在我们在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离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( A )





A. eq \r(\f(（xeq \\al(2,2)－xeq \\al(2,1)）g,2h)) B. eq \r(\f(（x2－x1）2g,2h))


C. eq \f(x2＋x1,2)eq \r(\f(g,2h)) D. eq \f(x2－x1,2)eq \r(\f(g,2h))


解析：设初速度为v0，则从抛出点运动到A所需的时间t1＝eq \f(x1,v0)，从抛出点运动到B所需的时间t2＝eq \f(x2,v0)，在竖直方向上有eq \f(1,2)gteq \\al(2,2)－eq \f(1,2)gteq \\al(2,1) ＝ h，代入t1、t2，解得v0 ＝ eq \r(\f(（xeq \\al(2,2)－xeq \\al(2,1)）g,2h))，选项A正确，B、C、D错误．


10. (多选)某物理兴趣小组成员为了探究平抛运动规律，他们把频闪仪器A、B分别安装在如图甲所示的位置，图乙是实验得到的频闪照片，其中O为抛出点，P为运动轨迹上某点，测得图乙(a)中OP距离为20 cm，(b)中OP距离为10 cm.则正确的是(g取10 m/s2)( BC )





A. 图乙中，摄像头A所拍摄的频闪照片为(a)


B. 物体运动到P点的时间为0.2 s


C. 平抛物体的初速度大小为0.5 m/s


D. 物体在P点的速度大小为2 m/s


解析：小球做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，摄像头A拍摄的是水平方向上的运动，故应该是间距相等的点，故摄像头A所拍摄的频闪照片为(b)图，选项A错误；摄像头A拍摄小球水平方向上的匀速直线运动，摄像头B拍摄小球竖直方向的自由落体运动，根据测得图乙(a)OP距离为h＝20 cm，则h＝eq \f(1,2)gt2，解得t＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×0.20,10)) s＝0.2 s，选项B正确；由(b)中OP距离为s＝10 cm，则s＝v0t，解得平抛物体的初速度大小为v0＝eq \f(s,t)＝eq \f(0.1,0.2) m/s＝0.5 m/s，选项C正确；P点竖直速度大小为vy＝gt＝10×0.2 m/s＝2 m/s，所以P点的速度大小，由勾股定理得v＝ eq \r(veq \\al(2,0) ＋ veq \\al(2,y)) ＝ eq \r(0.52 ＋ 22) m/s＝eq \f(1,2)eq \r(17) m/s，选项D错误．


11. (多选)如图所示为水平抛出的小球与地面碰撞前后的频闪照片，其先后经过的位置分别用1～8标记．已知小球的质量为0.1 kg，照片中对应每格的实际长度为0.05 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则以下判断正确的是( BCD )





A. 小球与地面碰撞后速度变化率小于碰撞前速度变化率


B. 小球经过位置3时的瞬时速度方向与位置2、4连线方向平行


C. 小球经过位置6时的瞬时速度大小为0.5 m/s


D. 频闪间隔的时间为0.1 s


解析：小球与地面碰撞后的加速度与小球碰撞前的加速度相等，可知小球与地面碰撞后速度变化率等于碰撞前速度变化率，选项A错误；在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2得， T＝eq \r(\f(2L,g))＝eq \r(\f(2×0.05,10)) s＝0.1 s，落地前水平分速度vx＝eq \f(2L,T)＝eq \f(2×0.05,0.1) m/s＝1 m/s，2、4两点连线与水平方向夹角的正切值tan α＝eq \f(8L,4L)＝2，位置3的竖直分速度vy3＝eq \f(8L,2T)＝eq \f(8×0.05,0.2) m/s＝2 m/s，则位置3瞬时速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ＝eq \f(vy3,vx)＝eq \f(2,1)＝2，可知小球经过位置3的瞬时速度方向与位置2、4连线方向平行，选项BD正确；小球经过位置6时竖直分速度为零，则v6＝eq \f(L,T)＝eq \f(0.05,0.1) m/s＝0.5 m/s，选项C正确．


12. 某同学采用半径R＝25 cm的eq \f(1,4)圆弧轨道做平抛运动实验，其部分实验装置示意图如图甲所示．实验中，通过调整使出口末端B的切线水平后，让小球从圆弧顶端的A点由静止释放．图乙是小球做平抛运动的闪光照片，照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85 cm.已知闪光频率是10 Hz.则根据上述的信息可知：小球到达轨道最低点B时的速度大小vB＝__1.94__m/s，小球在D点时的竖直速度大小vDy＝ __1.94__m/s，当地的重力加速度 g＝ __9.7__m/s2.





解析：水平方向：x＝v0t，其中x＝4L＝0.194 m，t＝eq \f(1,f)＝0.1 s，故v0＝1.94 m/s.


所以vB＝v0＝1.94 m/s.


根据匀变速直线运动的特点得


vDy＝eq \f(hCE,2t)＝eq \f(（5＋3）×0.0485,2×0.1) m/s＝1.94 m/s.


小球从B点抛出后做平抛运动，t＝eq \f(1,f)＝0.1 s．在竖直方向上有：Δh＝gT2，其中Δh＝(5－3)×4.85 cm＝9.70 cm，代入求得：g＝eq \f(Δh,t2)＝9.7 m/s2.