第五章抛体运动综合复习训练(含解析)2023——2024学年人教版(2019)高中物理必修第二册

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名称 第五章抛体运动综合复习训练(含解析)2023——2024学年人教版(2019)高中物理必修第二册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-04-08 21:16:26

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第五章抛体运动综合复习训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示,河的宽度为d,水速恒定,甲、乙两船以大小相同的速度(相对静水)同时开始渡河。出发时两船相距2d,甲、乙船头与河岸的夹角均为45°,且乙船恰好能直达正对岸的A点。下列说法正确的是( )
A.甲船正好也在A点靠岸
B.甲船在A点的左侧靠岸
C.甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇
D.甲船先到达对岸
2.一只小船过河,河中水流速度各处相同且恒定,小船船头始终垂直于平直岸,小船三次运动中,轨迹如图中虚线所示,三次运动中,小船速度大小不同,由此可以确定( )
A.船沿三条不同路径渡河的时间相同 B.船沿AC轨迹过河所用的时间最短
C.三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小相同 D.三次运动中,船在静水中的速度大小相同
3.风洞是测试飞机性能、研究流体力学的一种必不可少的重要设施,我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示,某次风洞实验中,使风力大小恒定,方向水平,一质量为m的轻质小球先后经过a、b两点,其中在a点的速度大小为v,方向与a、b连线成角;在b点的速度大小也为v,方向与a、b连线成角。已知a、b连线长为d,与水平方向的夹角为45°,下列说法正确的是(  )
A.从a运动到b点所用的时间为
B.小球的最小速度为0
C.风力大小为
D.若改用质量为2m的轻质小球,同样从a点以相同速度抛出,其仍能经过b点
4.如图所示,一人(图中未画出)站在岸上,利用绳和定滑轮拉船,使船以大小为v的速度匀速靠岸。当绳AO段与水平面的夹角为30°时,绳的速度大小为( )
A. B. C. D.
5.一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M,货物的质量为m,货车以速度向左做匀速直线运动,重力加速度为,货车前进了一小段距离,将货物提升到如图所示的位置,此过程中下列说法正确的是(  )
A.此过程中货物对货箱底部的压力比重力大
B.此时货箱向上运动的速率大于
C.此时货箱向上运动的速率等于
D.此过程中缆绳中的拉力小于
6.如图所示,一细木棍斜靠在地面与竖直墙壁之间,木棍与水平面之间的夹角为45°,A、B为木棍的两个端点,A点到地面的距离为1m。重力加速度取10m/s2,空气阻力不计。现一跳蚤从竖直墙上距地面0.55m的C点以水平速度v0跳出,要到达细木棍上,v0最小为( )
A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s
7.如图所示,不可伸长的轻绳跨过大小不计的定滑轮O将重物B和套在竖直细杆上的轻环A相连。施加外力让A沿杆以速度v匀速上升,经图中M位置上升至N位置,已知OM与竖直杆成θ角,ON与竖直杆成直角,则下列说法正确的是( )
A.A运动到位置M时,B的速度为
B.A匀速上升过称中,B也匀速下降
C.B下降过程处于超重状态
D.A运动到位置N时,B的速度最大
8.运动会中,某同学以5米82的成绩获得高一年组跳远比赛冠军。他从开始助跑到落地用时2.91s,在空中划出一条美丽弧线,落点不偏不倚在起跳点正前方,动作堪称完美。图为其运动简化示意图,忽略空气阻力,设起跳点和落点在同一水平面,若将该同学看成一个质点,则下列说法正确的是( )
A.在空中时,该同学做的是变加速曲线运动
B.该同学助跑是为了增加自身的惯性
C.从开始助跑到落地,该同学的平均速度大小为2m/s
D.从起跳到落地,该同学在最高点时的速度最小
二、多选题
9.如图所示,在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出,两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影,,不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是( )
A.两小球的下落时间之比为1:4
B.两小球的下落时间之比为1:1
C.两小球的初速度大小之比为1:4
D.两小球的初速度大小之比为1:3
10.某同学使用频闪仪和照相机对斜抛运动进行研究,他将一小球斜向上抛出,照相机每隔0.05s对小球位置进行拍摄,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的A位置为小球抛出瞬间的影像,AB、BC之间删除了3个影像,图中所标出的AB间距和BC间距之比为,已知A、B处的影像处于同一个高度,忽略小球运动过程中的空气阻力,重力加速度g取,则(  )
A.AB间距为0.2m
B.小球抛出的初速度大小为
C.小球的初速度方向与水平方向夹角为
D.小球运动到C处的速度大小为
11.如图所示,A、B两个质点以相同的水平速度抛出,A在竖直平面内运动,落地点为。B沿光滑斜面运动,落地点为。不计阻力,则从抛出点到落地点(  )
A.A运动的时间长 B.B运动的时间长
C.在x轴上较远 D.在x轴上较远
12.某篮球运动员正在进行投篮训练,篮球的运动轨迹可简化为如图所示的曲线,其中A是篮球的投出点,B是运动轨迹的最高点,C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度大小为v0,且与水平方向夹角为45°,在C点的速度方向与水平方向的夹角为30°。篮球可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(  )
A.从A点到B点,篮球运动的时间为
B.从B点到C点,篮球运动的时间为
C.A、B两点的高度差为
D.A、C两点的高度差为
三、填空题
13.一质量的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,已知在时物体处于直角坐标系的坐标原点且沿y方向的初速度为0,运动过程中物体的位置坐标与时间的关系为,则物体在时速度大小为 ;时水平外力的大小为 N。
14.如图所示,质量为m的木块a放置在倾角为α的固定斜面上,通过一根不可伸长的细线绕过固定在斜面上的轻滑轮与质量为m、套在杆上的小球b相连,小球以速率v向左匀速运动,不计空气阻力和一切摩擦力,重力加速度为g。当细线与水平杆的夹角为β时,木块a的速度大小为 ,细线的拉力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)mgsinα。
四、实验题
15.通过课堂的学习,小华同学了解平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,小华想通过实验验证平抛运动。如图所示,在研究平抛运动实验中光电门放在倾斜轨道的最下端,调整光电门的位置,使小球运动到水平轨道末端时其球心刚好通过光电门的挡光处,且在此位置为原点建立平面直角坐标系,g取10m/s2。
(1)已知小球的直径为3.6cm,打开光电门使小球从某位置静止释放,小球穿过光电门的时间显示为0.0182s,则小球平抛运动的初速度为 m/s(保留两位有效数字);
(2)为了验证平抛的运动规律,某同学在硬纸板上挖出一个比小球直径稍大的圆洞,把硬纸板垂直放在竖直平面内,当小孔的中心的水平坐标在x=0.8m处,则小孔中心的竖直坐标在y= m处,若不改变小孔中心坐标,而将纸板倾斜放置,那么当硬纸板所在平面与水平面夹角的正切值tanθ= 时,平抛的小球最容易通过硬纸板的小孔。
16.同学利用不同的实验装置探究平抛运动规律。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤敲击弹性金属片,A 球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验, 下列说法正确的是 (填标号)。
A.两球的质量必须相等
B.两球将同时落地
C.敲击的力度越大,A 球在空中运动的时间越长
D.实验说明 A 球在竖直方向做自由落体运动
(2)乙同学拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的频闪照片,图中背景方格的边长均为 5cm,重力加速度大小取 照相机的频闪周期为 s; 小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。
五、解答题
17.如图所示,跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的A点水平飞出,落到斜坡上的B点。AB两点间的竖直高度h=20m,斜坡与水平方向的夹角α=45°,不计空气阻力,。则
(1)运动员在空中的飞行时间为多少?
(2)运动员刚落到B点时的速度大小为多少?
18.如图所示,一小球以初速度自平台上水平抛出,恰好切入台的一倾角为的光滑固定斜面顶端,已知,,,求
(1)小球在空中运动时间t;
(2)斜面顶端与平台的高度差h是多少。
19.如图所示,某同学在练习篮球投篮,篮球的投出点高度h=1.80m,初速度大小为m/s,与水平方向夹角为θ=45°,篮筐距离地面高H=3.05m,若篮球正好落入筐中,将篮球视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)篮球在最高点时的速度大小;
(2)篮球投出点距离篮筐中心的水平距离(结果可保留根号)。
20.跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆,现有某运动员从跳台处沿水平方向飞出,在斜坡处着陆,如图所示,测得间的距离为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取。求:(结果保留根号)
(1)运动员在处的速度大小;
(2)运动员在空中离坡面的最大距离。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】由于乙船在A点靠岸,则有
乙船的渡河时间为
而甲船的渡河时间为
即甲、乙同时到达河对岸,而甲船沿河流方向的合速度为
则甲船沿河岸方向位移为
即甲船恰好在A点上岸。
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
2.B
【详解】AB.渡河时间只与垂直于河岸速度(本题中即船相对于静水速度)有关,沿水流方向有
根据轨迹可知,船沿AC轨迹过河所用的时间最短,故A错误,B正确;
CD.因为水流速度相同,但三次船相对于静水的速度不同,故三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小不相同,故CD错误。
故选B。
3.C
【详解】
A.如图所示,小球在a点和b点速度大小相等,与水平方向夹角相等,根据此特点可知,小球运动可看作斜上抛运动,由图可知合力方向垂直于a、b连线。因为,则
则运动时间为
A错误;
B.小球从a点到距离a、b连线最远的点做减速运动,然后做加速运动到b点,最小速度为
B错误;
C.设合力为F,由斜上抛运动规律知
代入得
解得
所以风力
C正确;
D.风力不变,重力变为原来的2倍,所以合力大小方向都发生改变,所以不能到达b点,D错误。
故选C。
4.B
【详解】将船的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,则绳的速度大小为
故选B。
5.A
【详解】BC.将货车的速度进行正交分解,如图所示
由于绳子不可伸长,货箱和货物整体向上运动的速度大小和货车速度沿着绳子方向的分量大小相等,故货箱向上运动的速率为
可知此时货箱向上运动的速率小于v,故BC错误;
A.由于逐渐减小,故货箱向上运动的速率逐渐增大,故货物做竖直向上的加速运动,超重,故货物对货箱底部的压力大于重力,故A正确;
D.对货箱与货物整体分析,做竖直向上的加速运动,超重,故缆绳中的拉力大于,故D错误。
故选A。
6.C
【详解】跳蚤做平抛运动,若要想以最小水平速度跳到木棍上,则落到木棍上时应恰好满足速度方向与水平方向成角,即木棍恰好与跳蚤运动轨迹相切,如图
设下降高度为,则
竖直方向速度
由几何关系可得
由水平方向的运动规律可得
解得
故选C。
7.C
【详解】AD.环在运动过程中,环的速度沿着细杆竖直向上,而环的速度可以分解为沿着绳子的速度和垂直于绳子的速度,因此,沿着绳子的速度为
又物体B与绳子相连,所以物体B的速度大小等于绳子的速度,而当A运动到位置N时,沿着绳子的速度变为零,因此此时B的速度也为零,故AD错误;
CD.环A在上升过程中,连接A与B的绳子与竖直方向的夹角在增大,因此可知
在减小,也就是说物体B在运动过程中始终在做减速运动,速度方向与加速度方向相反,根据牛顿第二定律有
得到绳子对B的拉力为
则B下降过程处于超重状态,故B错误、C正确。
故选C。
8.D
【详解】A.该同学在空中只受重力,故加速度恒定,该同学做的是匀变速曲线运动,故A错误;
B.惯性只与物体的质量有关,该同学助跑,惯性不变,故B错误;
C.5米82为跳远成绩,加上助跑距离,位移应大于5米82,故平均速度大于2m/s,故C错误;
D.该同学从起跳到落地做斜抛运动,故该同学在最高点时速度最小,故D正确。
故选D。
9.BC
【详解】AB.两小球做平抛运动,竖直方向有
两小球下落高度相同,则两小球的下落时间之比为1:1,故A错误,B正确;
CD.两小球水平方向做匀速直线运动,则
可得两小球的初速度大小之比为
故C正确,D错误。
故选BC。
10.AC
【详解】A.根据题意,照相机每隔0.05s对小球位置进行拍摄,AB、BC之间删除了3个影像,则可知,每两个小球之间的时间间隔为
设抛出时竖直方向的速度为,则有
联立解得


解得

故A正确;
B.小球抛出时的初速度
故B错误;
C.小球的初速度方向与水平方向夹角的正切值
可得
可知,小球的初速度方向与水平方向夹角为。故C正确;
D.小球运动到C处时竖直方向的速度
小球运动到C处的速度大小为
故D错误。
故选AC。
11.BD
【详解】AB.A做平抛运动,运动的时间
B做类平抛运动,运动的时间
可知B运动的时间长,选项A错误,B正确;
CD.A水平位移
B水平位移
可知在x轴上较远,选项C错误,D正确。
故选BD。
12.BD
【详解】A.从A点到B点,篮球运动的时间为
故A错误;
B.在C点,有
从B点到C点,篮球运动的时间为
解得
故B正确;
C.A、B两点的高度差为
故C错误;
D.A、C两点高度差为
故D正确。
故选BD。
13. 5 0.8
【详解】[1]根据
可知物体沿方向的分运动为匀速直线运动,速度大小为
根据
可知物体沿方向的分运动为初速度为0的匀加直线运动,结合匀变速直线运动公式
可知加速度大小为
物体在时沿方向的分速度大小为
则物体在时速度大小为
[2]根据牛顿第二定律可知,时水平外力的大小为
14. 大于
【详解】[1]小球b的速度分解为沿绳方向的分速度v1和垂直于绳方向的分速度v2:
木块a的速度大小等于
[2]小球b向左运动过程中,逐渐减小,则木块a的速度逐渐增大,即木块a做加速运动,细线的拉力大于mgsinα。
15.(1)2
(2) 2
【详解】(1)小球平抛运动的初速度为
(2)[1]当小孔的中心的水平坐标在x=0.8m处,小球运动的时间
则小孔中心的竖直坐标在
[2]当纸板平面与小球速度方向垂直时,小球最容易通过硬纸板的小孔,则此时
16.(1)BD
(2) 0.1 1.5
【详解】(1)无论敲击力度大小,A、B两球一定同时落地,该实验现象说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,两球的质量不需要相等。
故选BD。
(2)[1] [2]由图乙可知,在竖直方向上有
根据
可得
T=0.1s
在水平方向上有
解得
17.(1)2s;(2)m/s
【详解】(1)物体竖直方向做自由落体运动,由
可得
(2)运动员刚落到B点时竖直速度
运动员水平运动距离
x=htan45°=20m
则水平速度
运动员刚落到B点时的速度大小为
18.(1)0.3s;(2)0.45m
【详解】(1)小球恰好切入倾角为的光滑固定斜面顶端,所以
小球在空中运动时间
(2)斜面顶端与平台的高度差
19.(1);(2)
【详解】(1)根据题意可知扔出的篮球做斜抛运动,则水平方向和竖直方向的速度分别为

篮球在水平方向上做匀速直线运动,则到最高点时,竖直方向上速度为零,只有水平方向有速度,此时速度大小为。
(2)篮球从投出到落入筐中在竖直方向上做竖直上抛运动,则
解得
或(不合题意,舍去)
投出点距离篮圈中心点的水平距离
20.(1);(2)
【详解】(1)运动员从a处运动到b处,做平抛运动,根据平抛运动规律
解得
(2)当运动员的速度方向与坡面平行时,运动员离坡面最远,则
解得
根据正交分解法,将运动员的运动分解到垂直斜面向上方向和沿斜面向下方向的两个分运动,在垂直斜面方向上,做匀减速直线运动,初速度
加速度
设最远距离为d,则
联立解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页