第五章 抛体运动单元检测 (含解析)人教版(2019)高中物理必修第二册

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名称 第五章 抛体运动单元检测 (含解析)人教版(2019)高中物理必修第二册
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-10-02 22:14:23

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文档简介

第五章抛体运动单元测试
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)
1.如图所示能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是(  )
A. B.
C. D.
2.自行车转弯时,可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动,如图所示为自行车转弯时的俯视图,自行车前、后两轮轴A、B相距L,虚线表示两轮转弯的轨迹,前轮所在平面与车身夹角θ=30°,此时轮轴B的速度大小v2=3m/s,则轮轴A的速度v1大小为(  )
A.m/s B.2m/s
C.m/s D.3m/s
3.民族运动会上有一直线侧向骑射项目如图所示,运动员骑在沿直线奔跑的马上,弯弓放箭射击跑道外侧的固定目标,假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2,跑道距离固定目标的最近距离为d,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短(不考虑空气阻力的影响),则(  )
A.运动员放箭处离目标的距离为
B.运动员放箭处离目标的距离为
C.箭射到固定目标的最短时间为
D.箭射到固定目标的最短时间为
4.如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为,拉水桶的绳子与OA的夹角为,人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为m的水桶匀速提上来,人的质量为M,重力加速度为g,在此过程中,以下说法正确的是(  )
A.人对绳的拉力变大
B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大
D.地面对人的支持力逐渐变小
5.如图所示,一物块在一个水平力F作用下沿足够大斜面匀速运动,此力F的方向与斜面平行。某时刻将力F撤除,下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是( )
A.物块可能做匀变速曲线运动 B.物块仍沿斜面匀速运动
C.物块将做非匀变速曲线运动 D.物块最终将停在斜面上
6.如图所示,某次空中投弹的军事演习中,战斗机在M点的正上方离地H高处以水平速度v1=0.9km/s发射一颗炮弹1,经20s击中地面目标P。若地面拦截系统在炮弹1发射的同时在M点右方水平距离s=1500m的地面上的N点,以速度v2竖直发射拦截炮弹2恰好成功拦截。若不计空气阻力,g取10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.战斗机发射炮弹时离地高度2000m B.M点到P点的距离为1800m
C.炮弹从发射到拦截的时间为 D.炮弹2的初速度大小v2=1.2km/s
7.中国女排曾以傲人的成绩多次夺冠,如图(a)为排球比赛场地示意图,其长度为2s,宽度为s,球网高度为H,运动员在某次发球中,距离球网中心正前方某处,弹跳后将球从比网高出h处水平拍出(发球点图中未画出),将排球扣到对方场地上,排球的速度方向与水平方向夹角的正切值tanθ与排球运动时间t的关系如图(b)所示,排球可看成质点,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.排球落在场地上时竖直方向的速度大小为
B.排球初速度的大小为m/s
C.运动员在球网中心正前方的底线处发球时,一定会过网
D.球不出界时,发球点与球网中心的最小水平距离dm=-s
8.2020年3月17日,山东援鄂医疗队的338名队员圆满完成任务,由武汉天河机场乘专机返程,为向飞机上的医护人员致以崇高的敬意,济南遥墙国际机场用“过水门”仪式迎接,寓意为“接风洗尘”。如图所示,两条水柱从两辆大型消防车的同一高度斜向上对称射出,射出方向与水平面成45°角,水柱上升的最大高度为22.5m,且恰好在最高点相遇。不计空气阻力和水滴间的相互影响,g取10m/s2。则(  )
A.水滴喷出时的速度为30m/s
B.两辆消防车喷嘴处的水平距离为
C.水滴上升过程中,在相等时间内速率的变化量相等
D.水滴上升过程中,在相等时间内速度的变化量相等
二、非选择题:本题共4小题,共52分.
9.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0.05s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,其上每个小方格的边长为1cm。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)小球做平抛运动的初速度大小为______m/s;
(2)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的大小为______m/s;
(3)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为______m/s2。
10.如图所示,一长为的木板倾斜放置,倾角为45°。有一小球自与木板上端等高的某处由静止释放,小球落到木板上反弹后速度大小不变方向水平,直接落到木板下端,求小球释放点距木板上端的水平距离。重力加速度的值取。
11.如图所示,将楔形木块B放在光滑水平面上靠墙边处并用手扶着,然后在木块和墙面之间放入一个小球A,楔形木块的倾角为θ,放手让小球和木块同时由静止开始运动,某时刻二者速度分别为vA和vB,求vA和vB之比。
12.如图所示,倾角θ=37°的斜面足够大,顶端MN水平。一质量m=1.8kg的小球自MN上一点以v0=2m/s的初速度垂直MN水平抛出,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求小球自抛出至落到斜面上的时间;
(2)若小球运动过程中始终受到平行MN的恒定水平风力,小球落到斜面上时的位移大小为1.25m,求小球受到的水平风力大小。
13.如图所示,某同学将离地的网球以的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离。当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为的P点。网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为(  )
A. B. C. D.
14.将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度和之比为3:7。重力加速度大小取,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
15.小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏,游戏中蛙和虫都在竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动,每次运动的加速度大小恒为(g为重力加速度),方向均与x轴负方向成斜向上(x轴向右为正)。蛙位于y轴上M点处,,能以不同速率向右或向左水平跳出,蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点,取。
(1)若虫飞出一段时间后,蛙以其最大跳出速率向右水平跳出,在的高度捉住虫时,蛙与虫的水平位移大小之比为,求蛙的最大跳出速率。
(2)若蛙跳出的速率不大于(1)问中的最大跳出速率,蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻,虫能被捉住,求虫在x轴上飞出的位置范围。
(3)若虫从某位置飞出后,蛙可选择在某时刻以某速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为;蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。
试卷第6页,共7页
试卷第7页,共7页
参考答案:
1.A
【详解】质点做曲线运动时,速度方向为轨迹的切线方向,合外力的方向指向轨迹的凹向,即加速度指向轨迹的凹向,则选项A正确,BCD错误。
故选A。
2.B
【详解】将轮A的速度分解为沿后轮B方向的速度和与后轮B速度垂直的速度,则
解得
故选B。
3.B
【详解】要想在最短的时间内射中目标,箭应该垂直于马的运动方向射出,如图所示
箭在空中的运动时间为
其合运动速度为
则放箭处离目标的距离为
故ACD错误,B正确。
故选B。
【点睛】这属于小船过河模型的拓展应用,可参考小船过河模型进行解答。
4.C
【详解】A.由水桶匀速运动,可知绳子中的拉力不变为,人对绳的拉力和绳子对人的拉力为作用力与反作用力,大小相等,所以人对绳的拉力不变,A错误;
B.以滑轮为结点进行受力分析,左右绳子中的拉力和吊装滑轮的绳子上的拉力平衡,随着人向左运动,左右两段绳子拉力不变,夹角变大,根据力的合成法则可知,左右两段绳子拉力的合力减小,所以吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小,B错误;
CD.设左边绳子与水平面的夹角为,绳子中拉力为
对人进行受力分析,竖直方向上有
因为随着人向左运动在减小,所以有在增大,对人进行受力分析,人的速度与绳子的速度关系为
因为绳子的速度不变,在变小,所以人的运动状态为速度逐渐减小,且越来越接近绳子的速度,因此加速度方向向右,且加速度越来越小最后趋于零,对人进行受力分析,水平方向上有
在变小,绳子拉力不变,所以在变大,同时在减小,得摩擦力在增大,C正确,D错误。
故选C。
5.CD
【详解】物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡,重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力;垂直斜面方向受力平衡,而沿斜面方向上有拉力、重力的分力及摩擦力而处于平衡,故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡,运动方向与f的方向相反,如图所示
当F撤去后,合力方向与F方向相反,与v的方向由一定的夹角,大于90°,所以物体做曲线运动,速度的方向改变后,f的方向也改变,所以合力的方向也改变,故将做非匀变速曲线运动,最终将停在斜面上。
故选CD。
6.ACD
【详解】A.炮弹1做平抛运动,竖直方向有
故A正确;
B.水平方向有
解得M点与P点的水平距离为
故B错误;
C.炮弹1做平抛运动,炮弹2做竖直上抛运动,若要拦截成功,则两炮弹必定在空中相遇,以竖直方向做自由落体运动的物体为参考系,炮弹2匀速上升,所以相遇时间
水平方向上,炮弹1做匀速直线运动,与炮弹2相遇的时间
故C正确;
D.拦截成功时,有

故D正确。
故选ACD。
7.AD
【详解】A.由排球在竖直方向做自由落体运动可得
解得
故A正确;
B.由平抛运动规律有

结合图像可知图(b)所示图像的斜率
联立解得
故B错误;
C.从底线处发球,恰能过网的情况下有


联立求得此时
故若能过网,必然需满足
由于h值未知,故无法判断球能否过网,故C错误;
D.球不出界时,球最远可扣到对方场地底线与边线交点处,排球做平抛运动,平抛运动时间为
而初速度
水平位移
由几何关系可知
联立解得
故D正确。
故选AD。
8.AD
【详解】A.水滴竖直速度有
水平速度
所以水滴喷出时的速度
故选项A正确;
B.水滴运动时间
所以两辆消防车喷嘴处的水平距离
故选项B错误;
CD.根据加速度定义式

即在相等的时间间隔内,速度的改变量相等,但是速率的改变量不相等,故选项C错误,选项D正确。
故选AD。
9. 1.0 2.2 9.6
【详解】(1)[1]因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为
(2)[2]竖直方向做自由落体运动,因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得
所以A点的速度为
(3)[3]由竖直方向的自由落体运动可得
代入数据可得
10.
【详解】设小球释放点距木板上端的水平距离为x,自由落体过程以速度v落到木板上反弹,则
小球反弹后做平抛运动,经时间t落到底端,木板的长度为l,由题意可得
解得
11.
【详解】小球的速度vA的方向为竖直向下,对vA沿斜面向下和垂直斜面向下进行正交分解,设沿斜面向下的分速度为v1,垂直斜面向下的分速度v2,分解如下图所示
根据正交分解可得
楔形木块速度vB的方向为水平向右,对vB沿斜面向上和垂直斜面向下进行正交分解,设沿斜面向上的分速度为v3,垂直斜面向下的分速度为v4,分解如下图所示
根据正交分解可得
由于小球A和楔形木块B在垂直斜面方向紧紧挤压在一起,因此在垂直斜面方向上二者的分速度相等,即
联立解得
12.(1)0.3s;(2)40N
【详解】(1)设小球自抛出至落到斜面上的时间为,则小球水平位移
竖直位移
位移间的关系为
联立并代入数据解得
(2)设小球受到的平行MN的恒定水平风力大小为
F=ma
小球沿MN方向的位移
小球落在斜面上的时间不变
小球的位移
联立并代入数据解得
N
13.BD
【详解】设网球飞出时的速度为,竖直方向
代入数据得

排球水平方向到点的距离
根据几何关系可得打在墙面上时,垂直墙面的速度分量
平行墙面的速度分量
反弹后,垂直墙面的速度分量
则反弹后的网球速度大小为
网球落到地面的时间
着地点到墙壁的距离
故BD正确,AC错误。
故选BD。
14.
【详解】频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,每相邻两个球之间被删去3个影像,故相邻两球的时间间隔为
设抛出瞬间小球的速度为,每相邻两球间的水平方向上位移为x,竖直方向上的位移分别为、,根据平抛运动位移公式有
令,则有
已标注的线段、分别为
则有
整理得
故在抛出瞬间小球的速度大小为
15.(1);(2);(3),或,
【详解】(1)虫子做匀加速直线运动,青蛙做平抛运动,由几何关系可知
青蛙做平抛运动,设时间为,有
联立解得

(2)若蛙和虫同时开始运动,时间均为,则虫的水平分加速度和竖直分加速度分别为

相遇时有
解得
则最小的坐标为
若蛙和虫不同时刻出发,轨迹相切时,青蛙的平抛运动有

可得轨迹方程为
虫的轨迹方程为
两轨迹相交,可得
整理可知
令,即
解得
虫在x轴上飞出的位置范围为
(3)设蛙的运动时间为,有
解得

若青蛙两次都向右跳出,则
解得

若青蛙一次向左跳出,一次向右跳出,则
解得

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