高中物理人教版2019必修二第五章抛体运动单元卷A卷(含解析)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单题
1.一辆汽车在水平公路上从左向右行驶,速率逐渐增大。图中画出了汽车转弯时所受合力的方向,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.如图所示,在长约的竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水,水中有一个红蜡块。沿玻璃管以速度v匀速上浮,与此同时玻璃管紧贴黑板以速度向右匀速移动,如果你正对黑板,将看到红蜡块在黑板上形成的移动轨迹可能是下面四幅图中的( )
A. B.
C. D.
3.卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。因操作简单、移置方便,在建筑施工、水利工程、林业、矿山、码头等有着广泛应用。如图乙所示,利用卷扬机将套在光滑竖直杆上的重物提升到高处。当卷扬机缠绕钢丝绳的速度为v0时,连接重物的钢丝绳与竖直杆夹角为θ,则当重物运动到图示位置时重物的速度v与v0关系为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,倾角为30°的斜面体固定在水平地面上,从斜面底端正上方某高度处的A点,第一个小球以水平速度抛出,经过时间t1恰好垂直打在斜面上;第二个小球由静止释放,经过时间t2落到斜面底端,不计空气阻力,则时间t1和时间t2的比值为( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,从水池里同一位置喷出两水柱A、B,分别落在水平面上的M、N点,两水柱运动的最大高度相同,如图所示。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.A喷出时的速度比B的小
B.B在最高点的速度比A在最高点的小
C.B在空中运动的时间比A的长
D.在空中A的速度变化比B的快
6.如图,每一级台阶的高为,宽为,某同学用发射器(忽略大小)从第1级台阶边缘向右水平弹射一个可以看作质点的小球,要使小球能落到第4级台阶上(小球没有与台阶顶点接触),取重力加速度为,则弹射速度可能是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示O、A、B三点在同一条竖直线上, OA=AB, B、C两点在同一条水平线上,O、D在同一水平线上,OD=2BC, 五点在同一竖直面上。现将甲、乙、丙三小球分别从A、B、C三点同时水平抛出,最后都落在水平面上的D点,不计空气阻力。则以下关于三小球运动的说法中正确的是( )
A.三小球在空中的运动时间之比为:t甲:t乙:t丙=1:2:2
B.三小球抛出时的初速度大小之比为:v甲:v乙:v丙=4:2:1
C.三球的抛出速度大小、在空中运动时间均无法比较
D.三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ甲<θ乙<θ丙
二、多选题
8.下列关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.做曲线运动的物体,轨迹上某点的切线方向即为物体在该位置的速度方向
B.曲线运动可以是匀速运动
C.在曲线运动中,物体的加速度方向和速度方向是相同的
D.当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动
9.在宽度为d的河中,水流速度为v2,船在静水中速度为v1(且v1>v2),船头方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船( )
A.不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关
B.过河的最短渡河时间为,此时需船头垂直河岸
C.过河的最短位移是
D.当最短位移过河时,船头与河岸夹角为,,船身斜向下游过河
10.质点在三个恒力、、的共同作用下匀速直线运动,若突然撤去,保持其他力不变,则质点( )
A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动
C.一定做非匀变速运动 D.可能做曲线运动
三、实验题
11.两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:
甲 乙
(1)甲同学采用如图甲所示的装置,击打金属片把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A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动在竖直方向上是 运动;
(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形光滑轨道M、N,N的末端与光滑的水平板相切,两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出.实验可观察到的现象是P球落地时刚好和Q球相遇。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,这说明平抛运动在水平方向上是 运动。
12.某学习小组利用不同的实验装置,进行探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动,用小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有 。
A.两球的质量应相等
B.两球的质量可以不相等
C.两球应同时落地
D.应改变装置的高度,多次实验
E.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长均为5cm,如果重力加速度g取,照相机的闪光频率为 Hz;小球平抛的初速度大小为 m/s,经过B点时的竖直分速度大小为 m/s。(所有结果保留2位有效数字)
四、解答题
13.如图所示,在水平路上骑摩托车的人,遇到一个壕沟。摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为平抛运动,摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。(摩托车可视为质点,取g=10m/s2)求:
(1)摩托车越过这个壕沟所需要的时间;
(2)摩托车的速度至少要有多大,才能越过这个壕沟?
14.跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞一段距离后着落。如图所示,在某次训练中,运动员从跳台A处沿水平方向以的初速度飞出,落在斜坡上的B处,斜坡与水平方向的夹角为37°,不计空气阻力(结果可用根号表示,,,)。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)运动员到B处着坡时的速度大小;
(3)运动员在空中离坡面的最大距离
15.某同学利用无人机玩投弹游戏。无人机以v0=6m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放一个可看成质点的小球,小球刚好落到水平地面上半径为0.4m的圆形区域的中心,释放时无人机到水平地面的距离h=3.2m,空气阻力忽略不计,g取10m/s2。求:
(1)小球下落的时间;
(2)小球落地的速度大小;
(3)要使小球落入圆形区域,v0的取值范围。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案:
1.D
【详解】汽车做曲线运动,速度沿切线方向,根据曲线运动的条件可知合外力方向应该指向曲线的内侧,汽车同时加速,所以合外力方向与速度的方向的夹角要小于90°,故D正确,ABC错误。
2.B
【详解】蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀速直线运动,合力为零,则蜡块做匀速直线运动。
故选B。
3.B
【详解】根据运动的分解可知重物沿绳方向的速度分量等于卷扬机缠绕钢丝绳的速度,即
所以
故选B。
4.D
【详解】第一个小球恰好垂直打在斜面上,有
设第一个小球打在斜面上时水平位移为,竖直方向的位移为,有
则
A点与斜面底端高度差为
根据动力学公式
时间t1和时间t2的比值为
故选D。
5.A
【详解】BC.设物体抛出初速度的竖直分量为vy,水平分量为vx,上升的最大高度为h,运动时间为t
由于竖直高度相同,两水柱竖直方向速度相同,根据
可得在空中运动时间相同,B水柱水平方向速度大,喷出后水平方向做匀速直线运动,因此B在最高点的速度比A在最高点的大,B错误,C错误;
A.喷出水柱速度满足
因此水柱B喷出速度大,A正确;
D.水柱在空中做斜上抛运动,合力为重力,因此加速度均为g,因此相同时间内速度变化量相同,D错误。
故选A。
6.A
【详解】将各个台阶的顶点用直线连接起来,将台阶等效为斜面,如图所示
小球做平抛运动,则有
,
解得
由于每一级台阶的高为,宽为,小球能落到第4级台阶上,且小球没有与台阶顶点接触,则有
,
可知,弹射速度可能是。
故选A。
7.D
【详解】A.根据公式
可得
所以三小球在空中的运动时间之比为,故A错误;
BC.水平方向
又水平位移之比为,所以三小球抛出时的初速度大小之比为,故BC错误;
D.三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角,即速度偏转角,满足
所以
因此三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ甲<θ乙<θ丙,故D正确。
故选D。
8.AD
【详解】A.做曲线运动的物体,轨迹上某点的切线方向即为物体在该位置的速度方向,故A正确;
B.做曲线运动的物体速度方向不断变化,即速度不断变化,则曲线运动不可能是匀速运动,故B错误;
C.在曲线运动中,物体的加速度方向和速度方向不共线,故C错误;
D.当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动,故D正确。
故选AD。
9.AB
【详解】A.船渡河的时间只由船沿着垂直于河岸方向的分速度决定,不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关,故A正确;
B.当船头垂直河岸时,船沿着垂直于河岸方向的分速度最大,此时过河的时间最短,为,故B正确;
CD.因v1>v2,则船能垂直于河岸渡河,船头与河岸夹角为,满足,此时合速度的方向与河岸垂直,过河的最小位移是,选项CD错误。
故选AB。
10.AD
【详解】物体受到三个共点的恒力作用下匀速直线运动处于平衡状态,当撤去某个恒力F1时,物体的合力与F1大小相等、方向相反,说明物体受到的合力恒定不变,加速度不变,物体做匀变速运动;
若原来的F1与速度方向相反时,撤去F1后,物体的合力与速度方向相同,物体做匀加速直线运动;
若原来的F1与速度方向相同时,撤去F1后,物体的合力与速度方向相反,物体做匀减速直线运动;
若物体原来做匀速直线运动,而且原来的F1与速度不在同一直线上时,撤去F1后,物体的合力与速度方向不在同一直线上,则物体做匀变速曲线运动,故知物体可能做直线运动,也可能做曲线运动,但一定是匀变速运动。
故选AD。
11. 自由落体 匀速直线
【详解】(1)[1]在同一高度、同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动;
(2)[2]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,当两小球相遇时则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。
12. BCD 10 1.5 2.0
【详解】(1)[1]AB.根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,不需要质量相等,因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动,不需要两球质量相等,故A错误,B正确;
C.小锤打击弹性金属片后,A球做平抛运动,B球做自由落体运动,A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同,因此两球同时落地,故C正确;
D.为探究实验的科学性,应改变装置的高度多次实验,故D正确;
E.本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质,不能说明A球在水平方向做匀速直线运动,故E错误。
故选BCD。
(2)[2]由图乙可知,在竖直方向上
根据
可得
故
[3]小球平抛的初速度大小为
[4]经过B点时的竖直分速度大小为
13.(1)0.32s;(2)15.6m/s
【详解】(1)(2)摩托车做平抛运动,则水平方向
竖直方向
可得
14.(1)1.5s;(2);(3)2.25m
【详解】(1)运动员做平抛运动,设着陆时间为t,则有
由图可知,运动员着陆时
可解得
(2)运动员着陆时
所以
(3)取沿斜坡向下方向(x方向)与垂直于斜坡向上方向(y方向)分析运动员的运动,则在垂直于斜坡方向上
当时,运动员在空中离坡面的距离最大,则有
15.(1)0.8s;(2);(2)
【详解】(1)由平抛运动的规律得竖直方向位移满足
整理得
解得
t=0.8s
(2)小球在竖直方向的速度为
落地的速度为
(3)平抛运动以v0=6m/s的速度抛出水平的位移为
故落入圆形区域水平方向最小位移为
最小速度为
落入圆形区域水平方向最大位移为
最大速度为
综上所述要使小球落入圆形区域,v0的取值范围为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页