2022-2023学年高一下学期期末复习专题02 抛体运动（含解析）

专题02 抛体运动
一、单选题
1．空中悬挂一串五彩圆环，一支玩具手枪的枪管与绿环的圆心在同一水平直线上，管口与绿环的距离为L，绿环的圆心离地面的高度为H，现使玩具手枪射出一颗子弹，同时自由释放这串五彩圆环，子弹可能击中(忽略空气阻力，如图所示)(　　)
A．红环 B．蓝环 C．黄环 D．绿环
2．如图所示，小球以一定的水平速度离开水平桌面，经过落地。不计空气阻力，重力加速度取，则桌面离地高度为（　　）
A． B． C． D．
3．如图，倾角θ=30°的斜面体ABC固定在水平面上，斜面AC长为L，在斜面中点D处立有一根竖直的细杆，从斜面顶端A点水平抛出一个小球，小球刚好能越过竖直细杆并落在斜面的底端C。不计空气阻力，小球可视为质点，则细杆的长度为（　　）
A． B． C． D．
4．中国首批隐形战斗机已经全面投入使用．演习时，在某一高度水平匀速飞行的战斗机离目标水平距离L时投弹(投弹瞬间相对战斗机的速度为零)，可以准确命中目标．若战斗机水平飞行高度加倍，飞行速度大小减半，要仍能命中目标，则战斗机投弹时离目标的水平距离为(不考虑空气阻力)（ ）
A．
B．
C．L
D．
5．如图所示，甲、乙两位同学用废纸团对准纸篓玩“投篮”游戏，他们分别以水平初速度和将纸团抛出，其中甲、乙两同学的抛出点距地面的高度分别为和，甲、乙两同学距离纸篓的水平距离分别为和，且，，结果甲抛出的纸团落在纸篓后方，乙抛出的纸团落在纸篓前面，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．甲抛出纸团的初速度一定大于乙抛出纸团的初速度
B．保持不变，增大的同时增大，甲可能将纸团投进纸篓
C．保持不变，增大的同时减小，乙可能将纸团投进纸篓
D．保持不变，增大的同时增大，乙一定能将纸团投进纸篓
6．以初速度v0水平抛出一物体，经时间t速度大小为v，经2t（物体未落地），速度大小为（　　）
A．v0＋2gt
B．v0＋gt
C．
D．
7．如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道MNO顶端和斜面顶端O点以大小相等的初速度v0同时水平拋出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则（　　）
A．b球一定先落在斜面上
B．a球一定先落在半圆轨道上
C．a、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上
D．b小球落到斜面最底端时，a球恰好落在半圆轨道上最低点
8．为了维护足球场草坪，场地周边有灌溉喷洒装置如图，已知喷嘴距地高0.8m，工作时喷嘴在水平面缓慢转动，喷洒半径为4m，假定水从喷嘴水平喷出，忽略喷嘴转动，不计空气阻力，。则（　　）
A．水从喷嘴落到地面的时间为0.8s
B．水从喷嘴喷出的最大速度为2m/s
C．水在下落过程中处于超重状态
D．水在下落过程中加速度不变
二、多选题
9．袋鼠前肢短小，后肢长且强健有力，适于跳跃，是跳得最高最远的哺乳动物。如图，袋鼠某次在水平的地面上跳了7m远，跳起的最大高度为2.45m。不计空气阻力，袋鼠可视为质点，重力加速度g=10m/s2。则袋鼠在空中运动过程中（　　）
A．运动的时间为0.7s B．运动的时间为1.4s
C．运动过程中的最小速度为5m/s D．运动过程中的最大速度为10m/s
10．如图甲，篮球运动员正在进行投篮训练。如图乙，A是篮球的投出点，B是篮球的投入点。已知篮球在A点的初速度为，与水平方向的夹角为60°，AB连线与水平方向的夹角为30°，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．篮球在飞行过程中距A点的最大高度为
B．篮球从A点飞行到B点过程中，离AB连线最远时的速度大小为
C．篮球从A点飞行到B点过程中，运动时间为
D．篮球在B点的速度大小为
11．如图，两个弹性球P、Q在距离水平地面一定高度处，若给P水平向右的初速度（），同时释放Q，（两球在同一竖直面内运动）两球与地面接触时间可忽略不计，与地面接触前后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反。忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．如果P、Q不在同一水平面，只要合适两球即可相碰
B．如果P、Q不在同一水平面，无论为何值两球均不能相碰
C．如果P、Q在同一水平面，无论为何值两球均可相碰
D．如果P、Q在同一水平面，只有取恰当值两球才可相碰
12．如图所示,蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时,松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运而不被击中的是(设树枝足够高)（ ）
A．迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝
B．背着枪口，沿AC方向水半跳离树枝
C．以一定速度竖直向下跳离
D．以一定速度竖直向上跳离
三、实验题
13．某科技实验小组，利用如图甲所示的实验装置运用描迹法研究平抛运动。实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
（1）为了精准地描出平抛运动的轨迹，下列操作正确的是______。
A．不需调整斜槽，使其末端切线水平
B．小球运动时挡板及白纸不必保持竖直
C．每次应从斜槽上同一位置由静止释放小球
D．斜槽必须是光滑的，以消除摩擦力的影响
（2）描出小球平抛运动的轨迹如图乙所示。O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、AB水平距离分别为、，OA、AB竖直方向距离分别为、，若时，有______，则可进一步说明平抛运动在竖直方向上做的是初速度为零的匀加速直线运动。
14．某学生用频闪照像的方式，在坐标纸上记录下被水平抛出的小球的运动情况，A点不是小球做平抛运动的起点位置，而是小球运动一段时间后的位置。已知坐标纸上每小格的边长为5cm，不计空气阻力，g取10m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝______s，小球被抛出的水平速度v＝______m/s。
四、解答题
15．某同学描绘出钢球做平抛运动的轨迹及数据如图所示，据图像求钢球做平抛运动的初速度为多少？
16．1997年6月1日，为庆祝香港回归祖国，香港艺人柯受良驾驶汽车飞跃黄河壶口瀑布，成为飞跃黄河的第一人。柯受良从搭建好的平台上驾驶白色赛车水平飞出，经过2s落到了对面的缓冲平台上。两平台间的水平距离为50m，不计飞跃过程中的阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)赛车飞出平台时的速度大小；
(2)两平台的高度差。
17．如图所示，在倾角为的斜坡上，从A点水平抛出一个物体，物体落在斜坡的B点，测得AB两点间的距离是90m，g取。求：
(1)物体抛出时速度的大小；
(2)落到B点时的速度大小（结果带根号表示）。
18．合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法，如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究．请应用所学物理知识与方法，思考并解决以下问题．
（1）如图所示，将一小球以v0=20m/s的初速度从坐标轴原点O水平抛出，两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”，影子的位移和速度描述了小球在x、y两个方向的运动．不计空气阻力的影响，g =10m/s2．
a．分析说明两个“影子”分别做什么运动；
b．经过时间t = 2s小球到达如图所示的位置，求此时小球的速度v．
参考答案：
1．D
【详解】由于子弹和绿环在竖直方向都做自由落体运动，故子弹击中绿环。故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】小球离开桌面后做平抛运动，则桌面离地高度为
故选C。
3．A
【详解】设小球的初速度为，从抛出到落在斜面的底端C的时间为t，则根据平抛运动规律有
设当小球运动到细杆上方时，花的时间为，下降高度为H，则有
联立得到
D点到水平面的高度为
所以细杆的长度为
故选A。
4．B
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度，求出平抛运动的时间，根据x=v0t求出炸弹水平位移的表达式，再分析求解．
【详解】炸弹被投下后做平抛运动，在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上的分运动为自由落体，所以在竖直方向上：，解得：
在水平方向上，
则知，当轰炸机飞行的高度加倍，飞行速度减半时，炸弹的水平位移变为原来的，所以飞机投弹时距离目标的水平距离应为.
故选B．
【点睛】解决本题的关键是掌握处理平抛运动的方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，再运用运动学的规律解题．
5．B
【详解】A．距离地面的高度，根据可得
则纸团运动时间
但甲抛出纸团的水平位移大于乙抛出纸团的水平位移，故甲、乙抛出纸团的初速度大小关系无法确定，A错误；
B．保持甲的抛出速度不变，增大，纸团的运动时间增大，水平位移增大，由于甲与纸篓的水平距离增大，故甲有可能将纸团投进纸篓，B正确；
C．保持乙的抛出速度不变，减小，纸团的运动时间减小，纸团运动的水平位移减小，由于增大，故乙不可能将纸团投进纸篓，C错误；
D．保持不变，增大，纸团的运动时间增大，增大，则纸团的水平位移增大，乙有可能将纸团投进纸篓，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】物体在竖直方向的分速度为
水平方向的速度为
故物体的合速度为
故ABD错误，C正确。
故选C。
7．C
【详解】ABC．将半圆轨道和斜面轨道重叠一起
可知若小球初速度合适，两小球可同时落在距离出发点高度相同的交点A处，改变初速度，可以先落在半圆轨道，也可以先落在斜面上，故AB错误，C正确；
D．若b小球落到斜面最低端时，由图所画轨迹可判断a小球已经打在MN段的P点了，故a小球不可能落在半圆轨道最低点，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．根据
解得
A错误；
B．水从喷嘴喷出的最大速度为
B错误；
C．水在下落过程中只受到重力作用，所以处于完全失重状态，C错误；
D．水在下落过程中受到的加速度始终为重力加速度，所以不变，D正确。
故选D。
9．BC
【详解】AB．袋鼠竖直方向的运动为竖直上抛运动，根据运动的对称性可得
A错误，B正确；
C．斜抛过程中运动的最小速度在最高点处，其大小等于水平分速度
C正确；
D．由于水平方向是匀速直线运动，竖直方向是上抛运动，故最大速度即考虑竖直方向的速度最大，对应时刻为起跳和落地的瞬间。
此时，袋鼠竖直分速度
则最大速度为
故D错误。
故选BC。
10．ABC
【详解】A．最大高度处竖直分速度为0，的竖直分速度为，篮球在竖直方向上受重力的作用，则
解得
故A正确；
BCD．将篮球的运动分解为沿AB与垂直AB方向，垂直AB方向上做匀减速直线运动，进行分析，如图所示
初速度为，加速度为，当离AB连线最远时即在点C处垂直于AB方向的速度为0，故有
解得
在C点沿AB方向速度
代入整理得
其中
由运动的对称性可知
故
由运动的对称性可得
而满足
故
故BC正确，D错误。
故选ABC。
11．AC
【详解】两球同时释放，若两球不自同一水平面释放，两球竖直方向做自由落体运动，与地面接触后做竖直上抛运动。因此两球会同时出现在同一水平面内，只要合适两球即可相碰；两球在同一水平面释放，以其中一个球为参考系，另外一个球在竖直方向静止，水平匀速，无论为何值，两球一定相碰，故选AC。
12．CD
【详解】A、B、迎着枪口或背着枪口，沿AB方向水平跳离树枝，沿AC方向水平跳离树枝这两种运动在竖直方向上也是自由落体运动，松鼠同样会被击中，都不能逃脱厄运，故A，B均错误；
C、D、子弹做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，若松鼠在竖直方向有向上或向下的初速度，那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动不同，它们可以不在同一个高度上，松鼠可能以不会被击中，故C，D均正确.
故选CD.
【点睛】了解各种运动的运动规律，自由落体、迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝、背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝，它们在竖直方向的运动是一样的．
13． C 1：3
【详解】（1）[1] A．为保证小球做平抛运动，调整斜槽，必须使其末端水平，故A错误；
B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直，减小阻力带来的影响，故B错误；
C．为保证每次平抛的初速度相同，每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球，故C正确；
D．斜槽不用必须光滑，只要平抛初速度相同即可，故D错误。
故选C。
（2）[2]因为，则时间相等，根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间段的位移之比规律可知，。
14． 0.1 2.0
【详解】[1]平抛运动轨迹上三个点所有时间间隔相等，而竖直方向为自由落体运动，由判别式可知
解得
[2]平抛运动在水平方向为匀速直线运动，有
可得
15．
【详解】在竖直方向有
，
则
在水平方向有：，其中x=20cm
联立解得
16．(1)25m/s；(2)20m
【详解】(1)汽车做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，可得
(2)竖直方向做匀加速直线运动，可得
h==20m
17．(1)；(2)
【详解】(1)物体做平抛运动，分解位移
解得平抛时间为
平抛初速度为
(2)物体落到斜面上竖直方向的分速度
落到点时速度大小为
18．a. 影子做初速度为零的匀加速直线运动
b. 速度方向与x方向成45°角
【详解】a.在x方向，因为小球不受力的作用，所以影子做匀速直线运动；在y方向，因为小球仅受重力的作用，初速度为0，所以影子做初速度为零的匀加速直线运动．
b. 此时x方向的影子速度 vx = v0 = 20m/s
y方向的影子速度 vy = gt = 20m/s
小球的速度
代入数据解得
， θ = 45°
速度方向与x方向成45°角
点睛：此题实质是考查平抛物体的运动规律；抓住水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，要结合几何关系对影子的运动进行讨论.