第1章　抛体运动 分层作业5　平抛运动规律的运用--2025粤教版高中物理必修第二册同步练习题

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2025粤教版高中物理必修第二册
分层作业5　平抛运动规律的运用
A组 必备知识基础练
　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　多个物体的平抛运动
1.(2024广东茂名高一检测)如图所示,运输机参加抗震救灾任务,运输机在沿水平向右做匀速直线运动过程中,间隔相同时间从运输机上静止释放四件相同的物资.下图能正确表示物资着地位置的是(地面水平,空气阻力不计)(　　)
2.(2024江苏南京阶段练习)高一新生在军训中模拟投弹演练,在陡峭山头上的同一位置,某同学先后两次沿水平方向向山下同一目标投掷出甲、乙两颗仿真手榴弹(可视为质点),轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)
A.甲的飞行时间比乙长
B.甲的加速度比乙大
C.甲的初速度比乙大
D.甲和乙落地时的速度相等
题组二　与斜面相关的平抛运动
3.(2024广东汕头检测)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球(视为质点),某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的Q点.重力加速度大小g取10 m/s2,不计空气阻力.若球拍与水平方向的夹角为45°,乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为4 m/s,则P、Q两点的高度差为(　　)
A.0.1 m B.0.2 m
C.0.3 m D.0.4 m
4.(2024山西大同检测)如图所示,A、B两球位于同一高度,当它们以各自初速度v1、v2水平抛出时,都落在倾角为30°的斜面C点,其中B球恰好垂直打到斜面,则v1、v2之比为(　　)
A.1∶1 B.2∶1
C.2∶3 D.3∶2
题组三　平抛运动中的临界问题
5.如图所示,某人向放在水平地面上正前方的小桶中水平抛球,结果小球划着一条弧线飞到小桶的后方(射程过近),不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛球时,可能做出的调整为(　　)
A.减小初速度,抛出点高度不变
B.增大初速度,抛出点高度不变
C.减小初速度,降低抛出点高度
D.初速度大小不变,降低抛出点高度
6.(2024广东阳江高一期末)“春风尔来为阿谁,蝴蝶忽然满芳草”,随着气温的不断回升,各个公园都展现出春意盎然的盛景,人们纷纷走出家门,游玩踏青,在公园里,套圈是一项很受欢迎的游戏,规则要求每次从同一位置水平抛出圆环,套住与圆环中心水平距离为3.5 m、高15 cm的竖直水瓶(宽度忽略不计),即可获得奖品.一身高1.6 m的同学从距地面1.4 m高度水平抛出圆环,圆环半径为20 cm,设圆环始终水平,要想套住水瓶,他水平抛出的速度可能为(g取10 m/s2)(　　)
A.6.5 m/s B.7.0 m/s
C.7.5 m/s D.8.0 m/s
B组 关键能力提升练
7.如图所示,飞机距离地面高为H,水平飞行速度为v1,一辆汽车以速度v2行驶在水平地面上,且v2与v1平行.已知重力加速度为g,不计空气阻力,某时刻从飞机上投一枚炸弹,欲炸毁汽车,则飞机投弹时距离汽车的水平距离为(　　)
A.v B.
C.(v1-v2) D.(v1+v2)
8.(2024广东深圳高一阶段练习)高台跳雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示,跳雪运动员a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度va、vb沿水平方向向左飞出,其中va∶vb=1∶2,不计空气阻力,则两名运动员从飞出至落到雪坡(可视为斜面)上的整个过程中,下列说法正确的是(　　)
A.飞行时间之比为2∶1
B.水平位移之比为1∶2
C.速度变化量之比为1∶2
D.落到雪坡上的瞬时速度方向不相同
9.如图所示,足够长的长条形靶板通过细线悬挂在天花板上,靶板下端距离地面的高度足够高.靶板左侧有一手枪,手枪口与靶板的P点在同一水平面上.进行四次射击活动,每次都是先剪断细线,让靶板从同一位置自由下落相同的较小时间Δt后,手枪在同一水平线上且手枪口距离靶板分别为L、2L、3L、4L处水平发射出速度相同的子弹,不计空气阻力.最后子弹在靶板上留下的弹孔的图样正确的是(　　)
10.(2024陕西咸阳高一阶段练习)如图所示,在水平地面上有一高h=3.2 m的竖直墙,现将一小球以v0=6 m/s的速度,从离地面高为H=5 m的A点水平抛出,小球撞到竖直墙上B点时的速度与竖直墙成37°角,不计空气阻力和竖直墙的厚度,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求小球从A点到B点所用的时间t.
(2)若仍将小球从原位置沿原方向抛出,为使小球不碰到竖直墙,小球抛出时的初速度大小应满足什么条件
C组 核心素养拔高练
11.海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤(贝类动物)后,有时会飞到空中将它丢下,利用地面的冲击打碎硬壳.一只海鸥叼着质量m=0.1 kg的鸟蛤,在H=20 m的高度、以v0=15 m/s的水平速度飞行时,松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上.重力加速度g取10 m/s2,忽略空气阻力.
(1)求鸟蛤落到地面时的速度大小.
(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上,有一与地面平齐、长度L=6 m的岩石,以岩石左端为坐标原点,建立如图所示坐标系.若海鸥水平飞行的高度仍为20 m,速度大小在15~17 m/s之间,为保证鸟蛤一定能落到岩石上,求释放鸟蛤位置的x坐标范围.
分层作业5　平抛运动规律的运用
1.C　解析 运输机沿水平向右做匀速直线运动过程中,间隔相同时间从运输机上静止释放四件相同的物资,由于惯性,物资水平方向上保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,投掷的四件物资在下落过程中做平抛运动,在空中运动的时间相等,因此落在地面上前后间隔的距离也相等,按照落地先后顺序排列是①②③④,故C正确,A、B、D错误.
2.C　解析 甲、乙在竖直方向的分运动为自由落体运动,根据h=gt2得t=,甲、乙下落的初始高度相同,运动时间也相同,A错误;甲、乙在竖直方向的分运动为自由落体运动,甲、乙的加速度相同,B错误;甲、乙在水平方向的分运动为匀速直线运动,水平方向甲的位移比较大,甲、乙运动时间相同,说明甲的初速度较大,C正确;甲、乙在竖直方向的分运动为自由落体运动,运动时间相同,则甲、乙落地时速度的竖直分速度的大小一样大,但初速度不同,故甲和乙落地时的速度不相等,D错误.
3.D　解析 乒乓球恰好垂直落在球拍上的Q点,球拍与水平方向的夹角为45°,乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为4 m/s,则有vy=vcos 45°=2 m/s,则P、Q两点的高度差为h==0.4 m,故选D.
4.D　解析 A、B两球都做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,有t=,由于A、B两球位于同一高度,可知A、B两球运动时间相等;B球恰好垂直打到斜面C点,由几何关系可得tan 30°=,A球落在斜面C点,由几何关系可得tan 30°=,两式联立可得v1∶v2=3∶2,故选D.
5.B　解析 小球做平抛运动,有h=gt2,x=v0t,得x=v0,为了能把小球抛进小桶中,水平位移需增大,则需增大初速度,抛出点高度不变;或初速度大小不变,升高抛出点高度;还可既增大初速度,也升高抛出点高度.故选B.
6.B　解析 圆环做平抛运动,有h1-h2=gt2,解得t= s=0.5 s,则水平抛出圆环的最大速度大小为v1= m/s=7.4 m/s,水平抛出圆环的最小速度大小为v2= m/s=6.6 m/s,所以圆环平抛的初速度大小应满足6.6 m/s7.D　解析 炸弹做平抛运动,其下落的时间取决于竖直高度,由H=gt2可得t=,设距汽车水平距离为s处飞机投弹,则有s=v1t+v2t=(v1+v2),故选D.
8.C　解析 设运动员的初速度为v0,飞行时间为t,水平方向的位移大小为x、竖直方向的位移大小为y,运动轨迹如图所示.运动员在水平方向上做匀速直线运动,有x=v0t,在竖直方向上做自由落体运动,有y=gt2,运动员落在斜面上时,有tan θ=,解得t=,可知运动员飞行的时间t与v0成正比,则他们飞行时间之比为ta∶tb=va∶vb=1∶2,故A错误;运动员飞行的水平位移x=v0t=,运动员飞行的水平位移x与初速度的二次方成正比,则他们飞行的水平位移之比为1∶4,故B错误;运动员飞行的速度变化量之比为,故C正确;运动员落到雪坡上时,设运动员的速度方向与竖直方向夹角为α,则有tan α=,则他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同,故D错误.
9.B　解析 设手枪口到靶板的距离为x,子弹的水平发射速度为v0,子弹从发射到击中靶板的时间为t.靶板从同一位置自由下落相同的较小时间Δt时,靶板的速度大小为v=gΔt,子弹从发射到击中靶板的时间为t=,弹孔与P点的距离为Δy=g(Δt)2+(gΔt)t+gt2-gt2=g(Δt)2+(gΔt),故第一颗子弹距P点的距离为Δy1=g(Δt)2+(gΔt),第二颗子弹距P点的距离为Δy2=g(Δt)2+(gΔt),第三颗子弹距P点的距离为Δy3=g(Δt)2+(gΔt),第四颗子弹距P点的距离为Δy4=g(Δt)2+(gΔt),有d=Δy4-Δy3=Δy3-Δy2=Δy2-Δy1=(gΔt),弹孔间距相等,故选B.
10.解析 (1)小球做平抛运动,撞竖直墙时竖直分速度为
vy==8 m/s
小球竖直方向做自由落体运动,有vy=gt
可得t=0.8 s.
(2)小球在水平方向上做匀速直线运动,则有
s=v0t=6×0.8 m=4.8 m
设小球以初速度v1抛出时恰好能越过竖直墙,小球从抛出至运动到竖直墙上沿历时t1,由平抛运动的规律得
s=v1t1,H-h=
解得v1=8 m/s
设小球以初速度v2抛出时恰好落到竖直墙与地面的交汇处,小球从抛出到竖直墙与地面的交汇处历时t2,由平抛运动的规律得
s=v2t2,H=
解得v2=4.8 m/s
所以为使小球不碰到竖直墙,小球抛出时的初速度大小应满足的条件为v<4.8 m/s或v>8 m/s.
答案 (1)0.8 s　(2)v<4.8 m/s或v>8 m/s
11.解析 (1)设鸟蛤平抛运动的时间为t,鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v.竖直方向分速度大小为vy,根据运动的合成与分解得H=gt2,vy=gt,v=,联立解得t=2 s,v=25 m/s.
(2)若释放鸟蛤的初速度为v1=15 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1,击中岩石右端时,释放点的x坐标为x2,得x1=v1t,x2=x1+L,联立,代入数据得x1=30 m,x2=36 m
若释放鸟蛤时的初速度为v2=17 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1',击中岩石右端时,释放点的x坐标为x2',得x1'=v2t,x2'=x1'+L,联立,代入数据得x1'=34 m,x2'=40 m
综上得释放鸟蛤位置的x坐标范围为34 m≤x≤36 m.
答案 (1)25 m/s　(2)34 m≤x≤36 m
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