2023年第一次广东省普通高中学业水平合格性考试专题复习：抛体运动（有解析）

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2023年第一次广东省普通高中学业水平合格性考试专题复习：抛体运动
题型一　选择题
1．某同学在同一台阶边缘将一足球水平踢出两次，轨迹如图中虚线所示，忽略空气阻力，从踢出至落地瞬间的过程，下列关于足球的说法正确的是（　　）
A．两次的初速度相等
B．两次在空中的运动时间相等
C．第二次的初速度小于第一次的初速度
D．第二次在空中运动的时间大于第一次的时间
【详解】BD．竖直方向由
可知，高度相同，则运动时间相同，B正确，D错误；
AC．由图可知，两球做平抛运动，落地时间相同，水平方向有，因为水平位移不同，所以初速度不同，水平位移越大，初速度越大，则第二次的初速度大于第一次的初速度，AC错误。
故选B。
题型二　实验题
2．某同学用电磁实验装置和数码相机分别研究平抛运动：
（1）如图甲所示，将小球a由斜槽上某一高度处由静止释放，沿斜槽滚下，离开斜槽末端（水平）时撞开轻质接触式开关，被电磁铁吸住的小球b同时自由下落．结果看到a、b两球同时落地，这个演示实验说明：________________；
（2）用频闪照相拍摄小球做平抛运动的轨迹，得到如图乙的图片，图片中a、b、c、d是连续四次拍摄的小球所在的位置。
①方格纸中每个小方格的实际边长为1.6cm，则闪光灯闪光的时间间隔为________s，小球做平抛运动的初速度大小为v0＝________m/s。（重力加速度g＝10m/s2）
②试分析a点是否为小球的抛出点，说明理由：_____________。
【详解】(1)[1]ab两球同时落地，说明在竖直方向两球的运动完全相同，即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动；
(2)①[2]由
可得
[3]由
可得
②[4]小球在b点的竖直速度为
则从抛出点到b点的运动时间为
因为
所以a点不是抛出点。
题型三　解答题
3．如图所示，一名滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求：
（1）O点与A点的距离L；
（2）运动员落到A点时的速度大小。
【详解】（1）由O点到A点，运动员做平抛运动
竖直位移大小为
h＝gt2＝×10×32m＝45m
O点与A点的距离
L＝＝m＝75m
（2）水平位移
x＝Lcos37°＝75×0.8m＝60m
由x＝v0t得
v0＝＝m/s＝20m/s
到A点时竖直方向的速度
vy＝gt＝30m/s
故运动员落到A点时的速度
vA＝＝10m/s
4．1949年4月，解放军“百万雄师过大江”。在某平直江段渡江时，战士所乘船只在静水中的速度为v1，江水流速为v2，若江水速度方向与江岸平行，下列说法正确的是（　　）
A．船渡江时间与v2有关 B．当v1=v2时，船能到达正对岸
C．当保持船头垂直江岸时，船渡江时间最短 D．当保持船头垂直江岸时，船渡江位移最小
5．以6m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，取g=10m/s2。则小球回到抛出点的速度大小和上升的最大高度分别为（　　）
A．0，1.8m B．0，3.6m C．6m/s，1.8m D．6m/s，3.6m
6．从航母起飞的战斗机在空中水平方向匀速直线飞行，在模拟训练中，先后投放多枚炸弹轰炸正前方静止的“敌方”舰船，投放每枚炸弹的时间间隔相同，且轰炸机投放炸弹后速度不变（炸弹离开飞机后，空气阻力忽略不计），则（　　）
A．空中飞行的炸弹在相等时间内速度变化都相同
B．战斗机上的飞行员看到投放在空中的炸弹位于一条抛物线上
C．战斗机的速度越大，炸弹在空中飞行时间越短
D．炸弹击中“敌方”舰船时，轰炸机位于“敌方”舰船的前上方
7．如图所示，物体仅在恒力F的作用下，将会做曲线运动的是（A图中v0=0）（　　）
A． B．
C． D．
8．在长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船升空的过程中，地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v，方向与水平地面成θ角，如图所示，则火箭水平方向的分速度为（　　）
A．vsinθ B．vcosθ
C． D．
9．如图所示，跳伞运动员以4m/s的速度沿竖直方向匀速下降，下降一段距离后刮起了水平方向的风，最终运动员以5m/s的速度匀速运动，则此时风速大小是（　　）
A．5m/s B．3m/s C．9m/s D．
10．“套圈儿”是许多人喜爱的一种游戏。如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设圆环的运动可视为平抛运动，则：（　　）
A．小孩抛出的圆环速度大小较小 B．两人抛出的圆环速度大小相等
C．大人抛出的圆环运动时间较短 D．小孩抛出的圆环运动时间较短
11．如图所示，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，且ha>hb，经时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（　　）
A．ta>tb va＜vb B．ta>tb va>vb
C．ta＜tb va＜vb D．ta＜tb va>vb
12．下雨时，某外卖员在平直的道路上以4m/s的速度骑行，已知雨滴以3m的速度竖直下落，则该外卖员感觉到雨滴的速度的大小和方向分别是（　　）
A．3m/s；竖直向下 B．3m/s；斜向下 C．5m/s；竖直向下 D．5m/s；斜向下
13．两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
（1）小明同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________。
（2）小松同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中轨道N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端射出的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象是___________。
仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明___________。
14．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm．（g取9.80m/s2）
①根据以上直接测量的物理量得小球初速度为v0=______（用题中所给字母表示）
②小球初速度的测量值为______m/s．（保留两位有效数字）
15．女排比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3.04 m高处，击球后排球以25.0 m/s的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图所示，试计算说明：
(1)此球能否过网？
(2)球是落在对方界内，还是界外？(不计空气阻力，g取10 m/s2)
4．C
【详解】A．依据分运动与合运动相互独立性，不论船头如何渡江，水流速度都无法影响船在垂直河岸的分速度大小，因此渡江时间与水速无关，故A错误；
B．船能否垂直过河岸取决于船的合运动方向能否垂直于河岸，水流速度和船速相等与此并无直接联系，故B错误；
CD．渡船参与两个分运动，沿船头方向的匀速直线运动和沿水流方向的匀速直线运动，根据运动的合成与分解可知，当保持船头垂直江岸时，船在垂直河岸方向的分速度最大，渡河时间最短，为
但此时合运动并不垂直于河岸，位移并不是最小，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】竖直上抛运动具有对称性，在相同高度时，小球回到抛出点的速度大小与抛出时的初速度的大小相等为6m/s；由竖直上抛运动公式，可得小球上升的最大高度为
故选C。
6．A
【详解】A．空中飞行的炸弹都做平抛运动，加速度都是g，根据
可知在相等时间内速度变化都相同，故A正确；
B．由于惯性，炸弹和飞机水平方向具有相同速度，因此炸弹落地前排列在同一条竖直线上，轰炸机上的飞行员看到投放在空中的炸弹位于一条竖直线上，故B错误；
C．炸弹在空中飞行时间由下落的高度决定，与初速度无关，故C错误；
D．由于空中飞行的炸弹都做平抛运动，水平方向与飞机一样做匀速直线运动，所以炸弹击中“敌方”舰船时，轰炸机位于“敌方”舰船的正上方，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】合力与速度不共线时物体做曲线运动。
故选B。
8．B
【详解】把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上，可得火箭在水平方向的分速度为
vx=vcosθ
故选B。
9．B
【详解】在起风以后运动员同时参与两个方向的运动，一个是水平方向的运动，一个是竖直方向的运动。因为风力是水平的，不影响竖直方向的运动，所以运动员在竖直方向的速度仍为4m/s，而合速度为5m/s，根据平行四边形定则可知风速大小为
故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【详解】CD．竖直方向由位移公式可得
大人抛出的圆环，竖直位移较大，故运动时间较长，小孩抛出的圆环运动时间较短，故C错误，D正确；
AB．水平方向由位移公式可得
两人扔出的圆环水平位移相等，可知小孩抛出的圆环速度大小较大，故AB错误。
故选D。
11．A
【详解】两个小球都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由
解得
因为
ha＞hb
所以
ta＞tb
水平位移相等，根据
x=v0t
可知
va＜vb
故A正确，BCD错误。
12．D
【详解】外卖员感觉到雨滴的速度是雨滴相对外卖员的速度，由相对速度公式知
矢量图如下
由勾股定理，雨滴相对外卖员的速度大小为
方向斜向下，故ABC都错误，D正确。
故选D。
13． 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 P球击中Q球 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
【详解】（1）[1]通过对照实验，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
（2）[2] 实验可观察到的现象是P球击中Q球。
[3] 让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，两小球水平位移相同总会相碰，说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
14． x 1.0
【详解】①[1]竖直方向：小球做匀加速直线运动，根据推论△x=aT2得
y2-y1=gT2
得：T=
水平方向：小球做匀速直线运动x=v0T，则有
v0==x
②[2]x=10.00cm=0.1m，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm；
将数据代入公式：
v0=x=0.1×m/s=1.0m/s
解得
v0=1.0m/s
15．(1)能过网　(2)落在对方界外
【详解】(1)当排球在竖直方向下落时，所用时间为t1，满足，，解以上两式得，故此球能过网；
(2)当排球落地时，，将代入得，故排球落在对方界外．
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