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2026届高考物理一轮基础复习训练
20 实验5 探究平抛运动的特点
1. 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) 每次释放小球必须从斜槽________（选填“相同”或“不同”）位置，且必须由________释放。
(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”）。
(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图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度（）。
2. 某同学用如图甲所示的仪器研究平抛运动的规律。
(1) 该实验，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________。
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 坐标纸 D. 天平 E. 弹簧测力计 F. 重垂线
(2) 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滚下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 挡板每次往下移动的距离必须相等
D. 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
E. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
(3) 在实验中，该同学只记录了A、B、C三点（A点不是抛出点），各点的坐标如图乙所示，则小球运动的初速度为________，从抛出点运动到B点所需时间为________（计算结果均保留2位有效数字，）。
3. “频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
(1) 现有以下材质的小球，实验中A、B球应当选用________。
A. 乒乓球 B. 塑料球 C. 钢球
(2) 按顺序进行实验操作：
① 将A、B球放置在实验装置甲上
② 调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③ 打开摄像机，开始摄像
④ 敲击弹片，让A、B球同时开始运动
⑤ 小球落在实验台上时停止摄像
其中步骤①中________（选填“需要” “不需要”）将两球重心调整至同一水平线。
(3) 实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是________。
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
(4) 测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为，重力加速度为，则A球平抛的初速度表达式。
(5) 若A球从距实验台高度为处水平飞出，摄像机每秒频闪20次，重力加速度取，则最多可以得到A球在空中运动的________个位置。
4. 频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，在暗室里，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在闪光时刻的位置。如图甲，是某实验小组探究平抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为。将小球从斜槽上某一位置自由释放，并启动相机，得到如图乙所示的频闪照片，O为抛出点，P为小球运动轨迹上的一个位置。通过测量和换算得知，图乙(a)中OP对应的实际距离为，(b)中OP对应的实际距离为。请回答下面问题：
(1) A处摄像头所拍摄的频闪照片为乙图中的________[选填“(a)”或“(b)”]。
(2) 通过对频闪照片(a)的测量发现，(a)中小球相邻位置间距离几乎是等距的，则小球水平抛出的初速度（结果保留2位有效数字）。
(3) 通过对频闪照片(b)的测量发现，(b)中小球相邻两位置间的距离几乎是均匀增大的，则当地重力加速度（结果保留3位有效数字）。
(4) 小球在P点的速度方向与水平方向间夹角的正切值为________（结果保留3位有效数字）。
5. 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. 弹簧测力计 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。下列一些操作要求，正确的是________。
A. 每次必须由同一位置静止释放小球
B. 挡板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在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、、、后，需要验证的关系是________。已知频闪周期为，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是________。
A. B. C. D.
6. 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，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，各点迹坐标值分别为、、、。重力加速度为。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度为________。
A. B.
C. D.
7. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
(1) 小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________，竖直分量大小为________；
(2) 根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________。
8. 某学习小组利用如图(a)所示的装置研究平抛运动的轨迹及初速度。
(1) 为了达到较好的实验效果，下列操作正确的是________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 调节斜槽末端水平
C. 每次从斜槽上的同一位置由静止释放小球
D. 将坐标纸上确定的轨迹点用折线依次连接
(2) 第一组同学按要求在坐标纸上描出平抛运动的轨迹如图(b)所示。以抛出点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立坐标轴，在轨迹上取多个点，分别量出坐标值、，画出图像，如图(c)所示，得到一条过原点的倾斜直线，斜率为，可说明平抛运动的轨迹为________，平抛运动的初速度（用和重力加速度表示）。
(3) 第二组同学忘了标记抛出点位置，沿水平和竖直方向建立坐标轴，在方格纸上画出小球平抛运动的部分轨迹如图(d)所示，已知小方格的边长为，可求出小球运动到B处时的速度大小为，小球抛出点位置坐标，（，结果均保留3位有效数字）。
9. 在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标，重力加速度为。
(1) 下列说法正确的是________。
A. 实验所用斜槽应尽量光滑
B. 画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C. 求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
(2) 根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小。
(3) 在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是
________________________________________。
10. 小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了两球下落过程中四个时刻的位置，如图所示。已知背景的方格纸每小格的边长为，频闪照相仪的闪光频率为。
(1) 比较A、B两球下落的频闪轨迹，可知A球做平抛运动时，在竖直方向上做________运动。
(2) 利用这张照片可求出当地的重力加速度大小为________。
(3) A球离开桌边时的速度大小为________。
11. (1) 在“探究平抛运动的特点”实验中，用图1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2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3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，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，各点迹坐标值分别为、、、。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度为________。
A. 　B.
C. 　D.
12. 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________（填选项前的字母）。
A. 选择体积小、质量大的小球
B. 借助重垂线确定竖直方向
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；根据________________________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3) 某同学使小球从高度为的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的________个位置。
(4) 某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为轴和轴正方向，建立直角坐标系，并测量出另外两个位置的坐标值、，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与轴间夹角的正切值为________。
1. (1) 水平
解析：为保证小球水平抛出，斜槽末端切线必须水平。
(2) 相同；静止
解析：每次从同一位置静止释放小球，可保证平抛初速度相同。
(3) 否
解析：若O为抛出点，竖直方向位移应满足，水平方向，故。但图甲中轨迹在O点附近的比例不符合此规律，故O不是抛出点。
(4) 0.5
解析：由，图像斜率。图乙中，代入，得。
2. (1) ACF
解析：需刻度尺量坐标、坐标纸画轨迹、重垂线定竖直方向，故选A、C、F。
(2) AD
解析：A正确（保证初速度相同）；B错误（轨道无需光滑）；C错误（挡板移动距离无需相等）；D正确（多点更准确）；E错误（应画平滑曲线）。
(3) 1.0；0.30
解析：
水平方向，时间间隔相同。
竖直方向，得。
初速度。
B点竖直速度，时间。
3. (1) C
解析：钢球质量大、阻力小，适合平抛实验。
(2) 需要
解析：需调整两球重心在同一水平线，确保竖直下落高度相同。
(3) C
解析：A、B球竖直高度始终相同，说明A球竖直方向为自由落体；A球水平位移相等，说明水平方向匀速。
(4)
解析：水平方向，竖直方向，联立得。
(5) 9
解析：下落时间，频闪间隔，位置数。
4. (1) (b)
解析：A处拍摄竖直方向（自由落体），相邻间距增大，对应图(b)。
(2) 3.5
解析：水平方向匀速，，设3个间隔，。
(3) 9.80
解析：竖直方向，相邻间距差，得。
(4) 0.840
解析：P点竖直速度，。
5. (1) B
解析：需重垂线确定竖直方向。
(2) ACD
解析：A（初速度相同）、C（避免摩擦）、D（提高精度）正确；B（无需等距）错误。
(3) ；D
解析：水平匀速需相邻位移相等；用误差最小（平均效应）。
6. (1) C
解析：图甲可同时对比水平（匀速）和竖直（自由落体）分运动。
(2) C
解析：A（无需光滑）、B（无需等距）错误；C（保证初速度相同）正确。
(3) A
解析：水平位移，竖直位移，联立得。
7. (1) 2.0；2.0
解析：水平间距2格（10cm），；A点竖直速度为上下段平均。
(2) 9.8
解析：，。
8. (1) BC
解析：A（无需光滑）、D（平滑曲线）错误；B（水平末端）、C（同位置释放）正确。
(2) 抛物线；
解析：为抛物线，由得。
(3) 2.5；-10；-5.0
解析：，，；B点竖直速度2.1m/s，合速度2.5m/s；抛出点坐标为(-10cm, -5.0cm)。
9. (1) C
解析：A（无需光滑）、B（舍偏差点）错误；C（远点误差小）正确。
(2)
解析：由和联立得。
(3) 保证小球每次平抛初速度相同
10. (1) 自由落体
解析：A、B球竖直高度始终相同。
(2) 9.6
解析：，。
(3) 0.48
解析：水平间距2格（4.8cm），。
11. (1) C；(2) C；(3) A
解析：同第6题。
12. (1) ABD
解析：C（应先开频闪仪）错误。
(2) 自由落体；任意相等时间内水平位移相等
(3) 11
解析：，，。
(4)
解析：利用平抛运动规律推导，消去时间变量得。
答案总结
1.(1)水平 (2)相同；静止 (3)否 (4)0.5
2.(1)ACF (2)AD (3)1.0；0.30
3.(1)C (2)需要 (3)C (4) (5)9
4.(1)(b) (2)3.5 (3)9.80 (4)0.840
5.(1)B (2)ACD (3)；D
6.(1)C (2)C (3)A
7.(1)2.0；2.0 (2)9.8
8.(1)BC (2)抛物线； (3)2.5；-10；-5.0
9.(1)C (2) (3)保证初速度相同
10.(1)自由落体 (2)9.6 (3)0.48
11.(1)C (2)C (3)A
12.(1)ABD (2)自由落体；相等时间水平位移相等 (3)11 (4)

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