5.4抛体运动规律同步练习-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word 含答案）

5.4抛体运动规律第五章抛体运动同步练习（1）2021~2022学年高一物理必修第二册（人教版2019）
一、单选题，共10小题
1．如图所示，从、两点沿水平方向分别发射两个完全相同的小球甲和乙，两小球落在水平地面上的同一点，已知、两点在同一竖直线上，距地面的高度分别为和，忽略空气阻力，则两小球从被抛出到落地过程中，下列说法正确的是（　　）
A．两小球抛出时的速度相同
B．小球甲与小球乙运动的时间之比为
C．小球甲与小球乙落地时的速度方向相同
D．两小球的位移相同
2．从离地面H高处投出A、B、C三个小球，使A球自由下落，B球以速率v水平抛出，C球以速率2v水平抛出，设三个小球落地时间分别tA、tB、tC，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．tAtB>tC
C．tA3．如图所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系﹐用一个小球在О点对准前方一块竖直挡板上的A点抛出。O与A在同一高度，小球的水平初速度分别为、、，不计空气阻力，打在挡板上的相应位置分别是B、C、D，且AB∶BC∶CD=1∶3∶5，则、、之间的正确关系是（ ）
A．∶∶=5∶3∶1
B．∶∶=6∶3∶2
C．∶∶=3∶2∶1
D．∶∶=9∶4∶1
4．如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（　 　）
A．t B． C． D．
5．如图，网球发球机固定在平台上，从同一高度沿水平方向发射出的网球发球机甲、乙两球均落在水平地面上，运动轨迹如图所示。不计空气阻力，网球可视为质点。则（　　）
A．甲球在空中运动时间小于乙球在空中运动时间
B．甲球在空中运动时间大于乙球在空中运动时间
C．甲球从出口飞出时的初速度大于乙球从出口飞出时的初速度
D．甲球从出口飞出时的初速度小于乙球从出口飞出时的初速度
6．物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角α的正切值tanα随时间t变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，从水平地面上不同位置斜向上抛出的三个小球沿三条不同的路径运动，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．沿路径1抛出的小球落地的速率最小
B．沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长
C．三个小球抛出的初速度的竖直分量相等
D．三个小球抛出的初速度的水平分量相等
8．“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度、抛出圈圈，都能套中地面上同一目标。设圈圈在空中运动时间分别为t1、t2，则（　　）
A．t1>t2 B．
C．t1＝t2 D．
9．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=
10．如图所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面时的位移最小，则其飞行时间为（不计空气阻力，重力加速度为g） （　　）
A．v0 tan θ B． C． D．
二、多选题，共4小题
11．如图所示，一小球以的速度水平抛出，在落地前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为，空气阻力忽略不计，，，g取。以下判断正确的是（　　）
A．小球在A点速度的竖直方向分速度大小为
B．小球在B点速度的竖直方向分速度大小为
C．小球从A运动到B点用时
D．A、B两点间的水平位移为
12．如图所示为一段台阶，每级台阶高度为h，宽度为。第一次从最上一级台阶边缘以速度v0水平右抛出一个小球，小球恰好落在其下方第一级台阶边缘a点处。第二次从相同位置以速度2v0水平向右抛出该小球，不计空气阻力，则（ ）
A．第二次小球会落在下方第四级台阶边缘d点处
B．两次小球做平抛运动时间之比为1：2
C．两次平抛，小球落到台阶上时的速度和台阶水平面的夹角均为60°
D．改变水平向右抛出小球的速度大小，则小球可以落在下方第二级台阶的正中间位置
13．水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可视为平抛运动，g取。若摩托车刚好可以安全落到壕沟对面，则关于摩托车落地时间及刚离开地面时的初速度为（　　）
A．0.5s B．1s
C．10m/s D．20m/s
14．刀削面是山西人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外。刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m，要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可能是下列选项中的哪个（忽略空气阻力，不计面片的大小，g=10m/s2）（　　）
A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．5m/s
三、填空题，共4小题
15．在80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体，g取10m/s，不计空气阻力，那么物体落地时间是_________s,他在下落过程中发生的水平位移是_______m；地时的速度大小为___________.
16．在高为处平抛一物体，同时在其正下方水平地面上斜抛一物体，两者同时落到地面上同一点，则斜抛物体的射高为__
17．做杂技表演的汽车从高台上水平飞出，在空中运动一段时间后着地．一架相机通过多次曝光，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3.6m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第 三个像是汽车着地瞬间的像，由照片可以推算出汽车飞出高台时的速度大小为____m/s，高台离地面的高度为______m．（取g=10m/s2）
18．如图所示，小球从倾角为37°的斜面底端的正上方以15 m/s的速度水平抛出，飞行一段时间后恰好垂直撞在斜面上，则小球在空中飞行的时间为________ s；抛出点距斜面底端的高度为______ m．
四、解答题，共4小题
19．如图所示，一名运动员欲骑车越过宽度d=2m的壕沟AB，现已知两沟沿的高度差h=0.4m。求车速至少多大才能安全越过壕沟。（g=10）
20．当灾害发生时，有时会利用无人机运送救灾物资。如图所示，一架无人机正准备向受灾人员空投急救用品。急救用品的底面离水面高度h=19.6m。无人机以v=10m/s的速度水平匀速飞行。若空气阻力忽略不计，重力加速度g=9.8。
（1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？
（2）投放的急救用品落到水面上时，速度的大小是多少？
21．如图所示是小球做平抛运动的频闪照片的一部分。照片中只拍了小球运动过程中的前四个位置，根据平抛运动的规律，在图中画出小球被拍下的第五个位置。
22．如图所示是食品加工厂生产和包装饺子的一道工序，水平传送带的速度可调节，为了保证饺子能够落在水平传送带下方的槽内，请设计方案，估算水平传送带的运转速度范围。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
AB．小球在竖直方向做自由落体运动，根据
可知小球甲与小球乙运动的时间之比为
小球在水平方向做匀速直线运动，根据
可知两小球抛出时的速度之比为
故A错误，B正确；
C．设小球落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则有
根据对AB项的分析可知
故C错误；
D．易知小球甲的位移大于小球乙的位移，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，与初速度无关，因为自由落体运动的高度与平抛运动的高度相同，根据
得
可知三个小球时间相等，即
故选D。
3．B
【解析】
以不同速度水平抛出，竖直方向均为自由落体运动，由
可得
由于AB∶BC∶CD=1∶3∶5，则可得三次小球运动时间之比为
又有水平位移相同，水平方向做匀速直线运动，则由
可得平抛初速度之比为
∶∶=6∶3∶2
故选B。
4．C
【解析】
设开始时两小球相距x，A、B抛出速度大小分别为vA和vB，则有
若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为
故选C。
5．D
【解析】
AB．竖直方向由
可知，两球下落高度h相同，故在空中运动的时间相同，AB错误；
CD．水平方向由
可知，甲水平位移较小，甲初速度较小，C错误，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
平抛运动速度方向与水平方向的夹角α的正切值tanα随时间t变化的关系
可知两者成正比关系。
故选B。
7．C
【解析】
将斜抛运动分解到水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动。
BC．竖直方向上，根据
且
由于三个小时球竖直上升的高度相同，因此运动时间相同，并且抛出的初速度的竖直分量相等，B错误，C正确；
AD．由于在相等的时间内，球1的水平位移最大，因此抛出时，球1的初速度的水平分量最大，而落地时竖直分量向等，因此落地时，球1的速率最大，AD错误。
故选C。
8．A
【解析】
AC．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，由公式
可得
故A正确，C错误；
BD．平抛运动在水平方向做匀速直线运动，由题意可知，水平方向位移相等，则
又
可得
故BD错误。
故选A。
9．B
【解析】
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。
10．D
【解析】
小球到达斜面时的位移最小，可知位移方向与斜面垂直，如图所示
根据几何关系有
解得飞行时间
故D正确，A、B、C错误。
故选D。
11．BC
【解析】
A．小球在A点速度的竖直方向分速度大小为
故A错误；
B．小球在B点速度的竖直方向分速度大小为
故B正确；
C．小球从A运动到B点用时
故C正确；
D．A、B两点间的水平位移为
故D错误。
故选BC。
12．ABD
【解析】
A．假设小球在如图所示的斜面上做平抛运动，小球以水平速度v0向右抛出后，根据平抛运动有
，
当小球以水平速度2v0向右抛出后，根据平抛运动有
，
并且
联立解得
，
故小球恰好落在第四级台级边缘d点处，A正确；
B．物块平抛时间
两次平抛时间之比
B正确；
C．小球落到台阶上时的速度和台阶水平面的夹角
因此
C错误；
D．设小球恰从a点经过（未碰撞），并落在第二级台阶，该平抛过程水平位移为x（此时小球初速度为v0）
，
解得
距离第二级台阶左端，小于第二级台阶宽度一半。再适当增大初速度，一定可以打到第二级台阶中点，D正确。
故选ABD。
13．BD
【解析】
AB．根据图所示， ，根据
落地时间
A错误B正确；
CD．水平位移 ，根据
解得初速度
C错误D正确。
故选BD。
14．AB
【解析】
面片做平抛运动的时间为
时
时
可得面片的水平速度范围是
所以CD不可能，AB可能。
故选AB。
15． 4s 120m 50m/s
【解析】
从飞机上释放的物体做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有，解得：t=4s；下落过程中发生的水平位移：；根据动能定理可得：，代入数据解得：．
16．
【解析】
设斜抛初速度的竖直分量为，由
，
则有
斜抛物体的射高为
17． 12 11.25
【解析】
．在竖直方向上，根据△y=gT2得，
T=s=0.6s
则汽车离开平台的速度
v0=x/T=m/s=12m/s.
．第二个图竖直方向上的瞬时速度
vy2=m/s=9m/s
则落地的竖直分速度
vy=vy2+gT=9+10×0.6m/s=15m/s
高台离地面的高度
h=m=11.25m.
【点睛】
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，根据竖直方向上△h=gT2，求出相等的时间间隔T，再根据水平方向的水平位移，求出平抛运动的初速度；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出第二个图在竖直方向上的分速度，结合速度时间公式求出落地的速度，根据速度位移公式求出平台离地的高度．
18． 2.0 42.5
【解析】
设飞行的时间为t，则x=v0t
OQ=gt2
因为是垂直装上斜面，斜面与水平面之间的夹角为37°，所以＝tan53°
解得：vy=20m/s
所以t=＝2s
因为斜面与水平面之间的夹角为37°如图所示，
由三角形的边角关系可知，＝tan37°
所以AQ=PQtan37°=15×2×0.75m=22.5m
h=OQ+AQ=42.5m
19．
【解析】
运动员骑车过壕沟的过程中，人和车做平抛运动，要安全越过壕沟，则须满足竖直方向下落h时，水平位移
竖直方向
联立代入数据解得
即车速至少为才能安全越过壕沟。
20．（1）20m；（2）
【解析】
（1）急救用品做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有
得
急救用品在水平方向上做匀速直线运动，在时间t内的水平位移
即无人机应在离指定地点水平距离20m处投放急救用品。
（2）设急救用品落到水面上时竖直方向速度的大小为，根据匀变速直线运动速度与位移的关系，有
急救用品落到水面上时，速度的大小
21．
【解析】
小球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动，分析小球运动的过程可知，拍照的时间间隔内，小球水平运动了3个方格边长，根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，连续相等时间间隔内的位移之比为1：3：5：7，则小球被拍下的第五个位置如图所示
22．见解析
【解析】
若空气阻力忽略不计，饺子离开水平传送带后做平抛运动，可根据平抛运动的公式，求出初速度的表达式，再测量相应的数值，根据该表达式进行估算，由此设计合理的生产方案。
选取饺子为研究对象，忽略空气阻力，饺子离开水平传送带后将做平抛运动。设水平传送带的运转速度为，即饺子做平抛运动的初速度为，设抛出点距离落点的高度为h，饺子到达落点前的水平位移为x，则在竖直方向上，有
在水平方向上，有
由以上两式，可得
根据上式，设计方案如下
第一步：分别测量从水平传送带抛出点边缘到下方接盘最外侧和最内侧的水平距离xmax和xmin；
第二步：测量水平传送带抛出点距离接盘底部的高度h。
第三步，将xmax、xmin和h代入式子可求得合适的传送带运转速度范围为
答案第1页，共2页