第一章 章末综合检测(一)　抛体运动（含解析）高中物理教科版（2019）必修 第二册

章末综合检测(一)　抛体运动
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．如图，古典舞蹈演员舞动长长的水袖，水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P(　　)
A．速度方向一定变化
B．速度大小一定变化
C．所受合力为零
D．所受合力方向与运动方向在同一直线上
2．关于运动的分解，下列说法中正确的是(　　)
A．初速度为v0的匀加速直线运动，可以分解为速度为v0的匀速直线运动和一个初速度为零的匀加速直线运动
B．沿斜面向下的匀加速直线运动，不能分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动这两个分运动
C．曲线运动都不可以分解为两个直线运动
D．曲线运动都可以分解为两个直线运动
3．如图，在磁铁吸引下钢珠沿曲线APB运动。图中能正确表示钢珠经过P点时速度方向的是(　　)
A．v1的方向　　　　　　 B．v2的方向
C．v3的方向 D．v4的方向
4．船在静水中速度为v1，水流速度为v2，v2A．过河时间最短
B．实际航程最短
C．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变长
D．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变短
5．如图所示，O点处有一小球以v＝8 m/s的水平初速度做平抛运动，经过2 s，小球到达M点(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是(　　)
A．O、M两点之间的水平距离为16 m
B．O、M两点之间的竖直距离为16 m
C．小球在M点的水平分速度大小为16 m/s
D．小球在M点的竖直分速度大小为10 m/s
6．在某校运动会期间，一位同学参加定点投篮比赛，先后两次将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　)
A．篮球在空中运动的加速度两次一样大
B．篮球撞篮板的速度，第一次较大
C．从抛出到撞篮板，第一次篮球在空中运动的时间较短
D．抛出时的速度，第一次一定比第二次大
7．一战士正在训练投弹，他从斜坡上某处将手榴弹以大小为v0的速度水平抛出，手榴弹落回斜坡上，如图所示。不计空气阻力。若从手榴弹刚被抛出时开始计时，手榴弹在t时刻落在斜坡上，则下列关系式正确的是(　　)
A．t∝　　　　　 B．t∝v0
C．t∝ D．t∝v02
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处。如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为v0，末速度v沿x轴正方向。在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度vx和竖直方向分速度vy与时间t的关系，下列图像可能正确的是(　　)
9．如图所示，乒乓球桌中间球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧中点离桌边处将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球的运动为平抛运动，则乒乓球(　　)
A．在水平方向做匀加速直线运动
B．在竖直方向做匀变速运动
C．在网的右侧运动的时间是左侧的2倍
D．击球点的高度是网高的2倍
10．如图所示，一固定斜面MN与水平面的夹角为α，斜面上有一质量为m的小球P，Q是一带竖直推板的直杆。现使竖直杆Q以速度v0水平向右做匀速直线运动，从而推动小球P沿斜面向上运动。小球P与直杆Q及斜面之间的摩擦均不计，直杆始终保持竖直状态，下列说法正确的是(　　)
A．小球P处于超重状态
B．小球P的速度大小为
C．小球P的速度大小为v0cos α
D．直杆Q对小球P的推力大小为mgtan α
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(6分)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，并求出平抛运动初速度，实验装置如图所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：___________________________________________________________；
(2)关于这个实验，以下说法正确的是______；
A．小球释放的初始位置越高越好
B．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
C．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是______。
12．(9分)某物理兴趣小组在做“探究平抛运动的特点”的实验时，分成两组，其中一个实验小组让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图所示的照片，已知每个小方格边长L为10 cm，当地的重力加速度g取10 m/s2，其中第4点处的位置被污迹覆盖。
(1)若以拍摄的第1点为坐标原点，以水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，被拍摄的小球在第4点的位置坐标为(______ cm，______ cm)；
(2)小球平抛的初速度大小为______ m/s；
(3)另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值，根据所测得的数据以y为纵轴，x2为横轴，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的直线，并测出直线斜率为2，则平抛运动的初速度v0＝______ m/s。
13．(12分)如图所示，在注满清水的竖直密封玻璃管中，红蜡块R正以较小的速度v0沿y轴匀速上浮，与此同时玻璃管沿水平x轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动。从红蜡块通过坐标原点O开始计时(此时的水平x轴方向的初速度为零)，直至红蜡块运动到玻璃管顶端为止。试求，在此过程中
(1)红蜡块的轨迹方程；
(2)红蜡块在某时刻t运动的速度大小；
(3)在这个实例中，我们看到红蜡块向右上方的运动(称为合运动)可以看成由沿玻璃管向上的运动(称为分运动)和水平向右的运动(称为分运动)共同构成。请列举出一些关于“合运动与分运动”的特点(至少说出两条)。
14．(12分)如图所示，已知排球场网高H，半场长L，某次扣球点高h(h>H)，扣球点离网水平距离s，为了使水平扣出的球既不触网、又不出界，求运动员扣球速度v的取值范围。
15．(15分)风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m＝0.5 kg的小球以初速度v0＝0.40 m/s从O点沿x轴正方向运动，在0～2.0 s内受到一个沿y轴正方向、大小F1＝0.20 N的风力作用；小球运动2.0 s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2＝0.10 N(图中未画出)。
(1)求2.0 s末小球在y方向的速度大小和2.0 s内小球运动的位移大小(计算结果保留两位有效数字)；
(2)风力F2作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同？
章末综合检测(一)
1．选A　做曲线运动的物体速度方向为轨迹的切线方向，轨迹是曲线，所以运动方向时刻改变，故A正确；做曲线运动的物体速度大小不一定发生变化，故B错误；做曲线运动的物体处于非平衡状态，合外力不为0，故C错误；做曲线运动的物体所受合力方向与运动方向不在同一直线上，故D错误。
2．选A　根据运动的合成与分解，初速度为v0的匀加速直线运动，可以分解为速度为v0的匀速直线运动和一个初速度为零的匀加速直线运动，A正确；根据运动的合成与分解，沿斜面向下的匀加速直线运动，能分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动这两个分运动，B错误；平抛运动可以分解为两个直线运动，C错误；非匀变速曲线运动不能分解为两个直线运动，D错误。
3．选B　物体做曲线运动的速度方向为该点处的切线方向，所以为v2的方向。
4．选A　依题意，河宽为d，当船头垂直向对岸航行时，过河时间最短为t＝，可知过河时间与水速无关，故A正确，C、D错误；依题意v25．选A　O、M两点之间的水平距离x＝v0t＝16 m，竖直距离h＝gt2＝20 m，小球在M点的水平分速度大小为8 m/s，竖直分速度大小vy＝gt＝20 m/s，故选A。
6．选A　不计空气阻力，篮球只受重力，所以篮球在空中运动的加速度两次一样大，均为重力加速度，故A正确；在两次运动中，篮球被抛出后的运动可以看作平抛运动的逆运动，由于两次篮球垂直撞在竖直篮板上，在竖直方向有h＝gt2，可得篮球第一次从抛出到撞篮板在空中运动的时间较长，但是两球的水平位移相同，根据x＝vxt，可知篮球第一次撞篮板的速度较小，故B、C错误；根据平行四边形定则知，抛出时的速度v＝＝，第一次的水平初速度小，上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小，故D错误。
7．选B　设斜坡的倾角为θ，则有tan θ＝，解得t＝，故t与v0成正比，即t∝v0，B正确。
8．选AD　由于小鱼在运动过程中只受重力作用，则小鱼在水平方向上做匀速直线运动，即vx为一定量，则有x＝vxt，A可能正确，C错误；小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则有y＝vy0t－gt2，vy＝vy0－gt，且vy最终减为0，B错误，D可能正确。
9．选BC　乒乓球的运动为平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，故A错误，B正确；乒乓球在网的左侧运动的时间为t1＝，乒乓球在网的右侧运动的时间为t2＝＝2t1，可知在网的右侧运动的时间是左侧的2倍，故C正确；设击球点高度为h，则有h－H＝gt12，h＝gt2，又t＝t1＋t2，联立解得h＝H，故D错误。
10．选BD　因为竖直杆Q水平向右做匀速直线运动，则小球P在水平方向的分速度为v0，满足vPcos α＝v0，所以小球P也做匀速直线运动，处于平衡状态，则小球P的速度大小为vP＝，A、C错误，B正确；对小球P受力分析可知，直杆Q对小球P的推力大小F＝mgtan α，D正确。
11．解析：(1)实验前检查斜槽末端是否水平的方法是：将小球放在斜槽的末端，看小球能否静止。
(2)小球释放的初始位置高度要适当，并非越高越好，故A错误；实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故B正确；小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，故C正确。故选B、C。
(3)斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸应该水平、竖直，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。故选C。
答案： (1)将小球放在斜槽的末端，看小球能否静止　
(2)BC　(3)C
12．解析：(1)平抛运动满足水平方向做匀速直线运动，由题图可知经过相等时间小球在水平方向经过20 cm，所以第4点的水平坐标应为60 cm；平抛运动满足竖直方向做匀加速直线运动，由题图可知经过相等时间小球在竖直方向下落高度增量Δy＝10 cm，故第4点的纵坐标为60 cm。
(2)根据Δy＝gt2，可得图中相邻两拍摄点之间的时间间隔为t＝ ＝ s＝0.1 s
可得小球平抛的初速度大小为v0＝＝ m/s＝2 m/s。
(3)水平方向x＝v0t，竖直方向y＝gt2，
消去t得y＝x2，可知斜率k＝，
解得v0＝ m/s。
答案：(1)60　60　(2)2　(3)
13．解析：(1)红蜡块沿水平x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，有x＝at2
红蜡块沿竖直y轴方向做匀速直线运动，有y＝v0t
整理上面两个式子，轨迹方程为y＝ 。
(2)红蜡块沿水平x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，有vx＝at
红蜡块沿竖直y轴方向做匀速直线运动，有vy＝v0
整理上面两个式子，得到v＝＝。
(3)①运动的合成和分解都遵循平行四边形定则；
②合运动与分运动具有等效性；
③合运动与分运动的时间相等。
答案：(1)y＝ 　(2)　(3)合运动与分运动具有等效性；合运动与分运动的时间相等。
14．解析：假设运动员用速度vmax扣球时，球刚好不会出界，则有h＝gt12，s＋L＝vmaxt1，解得vmax＝(L＋s)
用速度vmin扣球时，球刚好不触网，
则有h－H＝gt22，s＝vmint2，解得vmin＝s
故实际扣球速度应满足s 答案：s 15．解析：(1)设在0～2.0 s内小球运动的加速度为a1，则F1＝ma1，解得a1＝0.4 m/s2；
2．0 s末小球在y轴方向的速度v1＝a1t1，
代入数据解得v1＝0.80 m/s。
沿x轴方向运动的位移x1＝v0t1，解得x1＝0.8 m；
沿y轴方向运动的位移y1＝a1t12，
代入数据解得y1＝0.8 m。
2．0 s内运动的位移s1＝＝0.8 m≈1.1 m。
(2)设2.0 s后小球运动的加速度为a2，F2的作用时间为t2时，小球的速度变为与初速度相同。
则F2＝ma2，a2＝0.2 m/s2，v2＝v1－a2t2＝0，
代入数据解得t2＝4.0 s。
答案：(1)0.80 m/s　1.1 m　(2)4.0 s
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