1.5斜抛运动 学科素养提升练-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册（word含答案）

1.5斜抛运动 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图，某人在悬崖上斜向上抛出小石头，不计空气阻力、下列哪幅图像可以表示小石头在空中运动时的加速度a随时间t变化的规律（ ）
A． B．
C． D．
2．质量不同的小球1、2由同一位置先后以不同的初速度竖直向上抛出，运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力，则（　　）
A．小球1质量大，初速度大
B．小球1质量大，初速度小
C．小球1质量小，初速度大
D．小球1质量小，初速度小
3．如图所示，从水平地面上a、b两点同时抛出两个物体，初速度分别为和，与水平方向所成角度分别为30°和60°，某时刻两物体恰好在空中相遇，不计空气阻力。则（　　）
A． B． C． D．不能判断
4．如图甲所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面反弹。若两次发球与水平方向夹角分别为30°和60°，不考虑球在空中受到的阻力，则（　　）
A．两球上升高度之比为1：3
B．碰到墙面前空中运动时间之比为1：3
C．球击打墙面的速度之比为3：1
D．两次发球的初动能之比为3：1
5．在我国沿海地区多地的公园内设置有许多直饮水台，以避免塑料水瓶、一次性水杯造成的环境污染。如图，是某游客正在使用直饮水台喝水的情景。图中，A、B、C、D为水流末段的四个水滴。其中水滴D与出水口距离为d，高度相同，水流最高处与出水口高度差为h，忽略空气影响，则（　　）
A．水滴A与水滴B速度变化快慢相同
B．水滴D的加速度比水滴C的加速度大
C．水滴D的速度与出水口的水流速度相同
D．水滴D的水平速度大小等于
6．在篮球比赛中，篮球的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，测得篮球入筐时的速度为5m/s，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，投球点到篮筐距离为10m，不考虑空气阻力，g取10m/s2。以地面作为参考系，篮球被投出后在空中做（　　）
A．平抛运动 B．斜抛运动 C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
7．如图，倾角为的斜面足够长，从斜面上b点正上方2.5m处的a点，以2m/s的速率抛出一个小球，方向不定，且小球的轨迹与abO在同一竖直平面内，则小球落回斜面的最长时间为（取）（　　）
A．0.5s B．1s C．1.5s D．2s
8．张三在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ）
A．两次在空中的时间可能相等
B．两次在空中的时间不相等
C．两次抛出的初速度竖直分量可能相等
D．两次抛出的初速度水平分量可能相等
9．一位田径运动员在跳远比赛中以的速度沿与水平面成角起跳，在落到沙坑之前，他在空中滞留的时间约为（取）（　　）
A． B．
C． D．
10．有A、B两小球，B的质量为A的两倍，现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力，图中②为B的运动轨迹，则A的运动轨迹是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
11．如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　）
A．tanα=2 B．tanα=1 C．tanα= D．tanα=
12．如图所示为足球球门，球门宽为L。一个球员在球门中心正前方距离球门s处练习破门，某次将地上的足球踢出，恰好击中球门的左下角（图中P点）。足球做抛体运动过程中离地面的最大高度为H，足球可看成质点，忽略空气阻力，则（　　）
A．足球位移的大小
B．足球运动过程中的最小速度为
C．足球末速度的大小
D．足球末速度的方向与左球门柱夹角的正切值
13．北京时间7月26日，东京奥运会射击女子双向飞碟射击决赛，中国选手魏萌获得铜牌。飞碟由地面的发射器斜向上弹出，在空中做斜抛运动，在地面上的人用气枪射击飞碟，子弹和飞碟在同一竖直平面内运动，子弹初速度大于飞碟初速度，不考虑因飞碟落地而击不中的情况，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．当飞碟运动到最高点时，枪口对准飞碟射击能击中飞碟
B．当飞碟运动到最高点时，枪口对准飞碟下方射击才可能击中飞碟
C．子弹出枪口的速度与此时飞碟速度共线，一定能击中飞碟
D．不管在飞碟上升还是下降过程中，都应该瞄准飞碟射击，才能击中飞碟
14．在地面上以相同的初速率、不同的抛射角同时抛出三个小球A、B、C，A、B、C三球的抛射角分别为、、，它们在空中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C三球在运动过程中，加速度都相同
B．B球的射程最远，所以最迟落地
C．A球的射高最大，所以最迟落地
D．A、C两球的射程相等，则两球的抛射角互为余角，即
15．如图所示，从地面上同一位置抛出两个小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．B的加速度比A的小
B．B的飞行时间比A的短
C．B在最高点的速度比A在最高点的大
D．B在落地时的速度比A在落地时的速度大
二、解答题
16．“跳一跳”小游戏模拟了斜抛运动．玩家通过按压屏幕时间的长短控制棋子跳动的水平距离。某次游戏中，棋子从正方体平台上表面中心跳向正方体平台B，初速度方向在过平台A、B中心的竖直面内。平台的边长和平台间距离均为，空气阻力不计，棋子的大小忽略不计，重力加速度为，（斜抛运动的轨迹关于通过最高点的竖直线对称）。
（1）若某次游戏中棋子上升的最大高度为，求棋子从最高点落到平台B上表面中心的时间；
（2）求（1）情形下，棋子落到平台B上表面中心的速度与水平方向夹角的正切值；
（3）保持棋子初速度与水平方向夹角不变，为使棋子能落在平台B上，求棋子初速度大小的取值范围。
17．甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）篮球A抛出的初速度v；
（2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出？
参考答案
1．B
【详解】
由题意，忽略空气阻力，石块抛出后只受重力，由牛顿第二定律得知，其加速度为g，保持不变。
故选B。
2．A
【详解】
小球在竖直方向做竖直上抛运动，上升的最大高度
由于小球1上升的高度大，所以小球1的初速度大， 小球在竖直方向最竖直上抛运动，上升最大高度时竖直方向的分速度等于0，所以上升的时间为
由小球1的初速度大知小球1上升的时间长，由图又可知，小球1上升是过程中水平方向的位移比较小，水平方向做匀加速直线运动，位移
由于小球1上升的时间长而水平位移小，且运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，由牛顿第二定律可知，小球1的质量大，BCD错误，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
两物体能在空中相遇，在竖直方向的位移满足
解得
故选A。
4．A
【详解】
A. 斜抛运动的小球可以看成逆向的平抛运动，由推论有
可得
故A正确；
B．由
可得
两球碰到墙面前空中运动时间之比
故B错误；
C．根据
又
可得两球击打墙面的速度之比
故C错误；
D．抛出去的初速度
可得
两次发球的初动能之比为
故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．水滴A与水滴B均做斜上抛运动，其加速度均为重力加速度，所以速度变化快慢相同，A正确；
B．水滴D的加速度与水滴C的加速度相同，均等于重力加速度，B错误；
C．水滴D的速度与出水口的水流速度不相同，因为速度方向不同，C错误；
D．根据斜上抛运动
解得
D错误。
故选A。
6．B
【详解】
以地面作为参考系，篮球被投出后初速度方向斜向上，且抛出后只受重力作用，则篮球在空中做斜抛运动。
故选B。
7．B
【详解】
设小球从B点抛出时的速度方向与水平方向成角，则有
两式联立得
解得
舍去负的时间，则时间为
当最大时，t最大；根据数学知识可知
故时，t最大，最大值为
故选B。
8．B
【详解】
ABD．将篮球的运动逆向处理，即平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，而平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，因第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，AD错误，B正确；
C．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上篮球做自由落体运动，由
可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小，C错误。
故选B。
9．A
【详解】
运动员在竖直方向做上抛运动，则
他在空中滞留的时间约为
故选A。
10．B
【详解】
两球以相同速率沿同一方向抛出，抛出后两球均只受重力作用，两球加速度相同，因此二者具有相同的运动状态，图中②为B的运动轨迹，则A的运动轨迹也是②。
故选B。
11．B
【详解】
运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性，可知平抛运动的水平位移为，则有
解得
运动员通过最高点时的速度为
则有
ACD错误，B正确。
故选B。
12．B
【详解】
A．足球位移的大小为
A错误；
B．足球做斜抛运动过程可分解为竖直方向的上抛运动和水平方向的匀速直线运动，离地面的最大高度为H，故足球运动的总时间为
水平方向的速度为
联立解得
该值即为足球运动过程中的最小速度，B正确；
C．足球末速度的竖直分速度为
末速度大小为
联立解得
C错误；
D．足球末速度的方向与左球门柱夹角的正切值为
D错误。
故选B。
13．BC
【详解】
AB．飞碟做斜上抛运动，当飞碟运动到最高点后，在竖直方向上要做自由落体运动，则要想击中飞碟，则枪口对准飞碟下方射击才可能击中飞碟，选项A错误，B正确；
C．若子弹出枪口的速度与此时飞碟速度共线，则因为子弹和飞碟在沿速度方向做匀速运动，在竖直方向均做加速度为g的竖直上抛运动，子弹速度大，则子弹一定能击中飞碟，选项C正确；
D．要想击中飞碟，在飞碟上升阶段应该瞄准飞碟的上方，飞碟下降阶段要瞄准飞碟下方，选项D错误。
故选BC。
14．ACD
【详解】
A．A、B、C三球在运动过程中，只受到重力作用，故具有相同的加速度g，A正确；
BC．斜上抛运动可以分成上升和下落两个过程，下落过程就是平抛运动，根据做平抛运动的物体在空中运动的时间只由抛出点的高度决定可知，A球从抛物线顶点落至地面所需的时间最长，再由对称性可知，斜上抛物体上升和下落时间是相等的，所以A球最迟落地，B错误，C正确；
D．由于A、C两球的射程相等，根据射程
可知
在且两角都为锐角的情况下，必有
才能使等式成立，故D正确。
故选ACD。
15．CD
【详解】
A．不计空气阻力，两球都是只受重力，所以加速度相同，故A错误；
B．两球运动的最大高度相同，加速度相同，故飞行时间相同，故B错误；
C．由两条轨迹可以看出，B初速度大于A的初速度，在最高点竖直速度为零，所以B在最高点的速度比A在最高点的大，故C正确；
D．根据抛体运动的特点可得，B在落地时的速度比A在落地时的速度大，故D正确。
故选CD。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）棋子从最高点落到平台B上表面中心可视为平抛运动，则运动的时间
（2）棋子从最高点落到平台B上表面中心时的竖直速度
水平速度
速度与水平方向夹角的正切值
（3）若棋子落到平台B的左边缘，则
解得
若棋子落到平台B的右边缘，则
解得
则初速度的范围
17．（1）15m/s；（2）0.8s
【详解】
（1）设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和vy则有
①
②
③
④
⑤
⑥
由①②③④⑤⑥可解得
v=15m/s，t1=1.2s，t2=0.4s
（2）B球上抛过程有
解得
t3=0.8或t3=1.6s（舍去）
篮球B延迟于篮球A的时间