高中物理粤教2019必修第二册第一章 抛体运动单元测试（含解析）

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高中物理粤教2019必修第二册第一章 抛体运动
一、单选题
1．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由P向Q行驶，速度逐渐增加，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，4个箭头表示船头的指向，每相邻两个箭头之间的夹角都是30°，已知水速是1m/s，船在静水中的速度是2m/s．要使船能垂直河岸渡过河，那么船头的指向应是（　　）
A．①方向 B．②方向 C．③方向 D．④方向
3．做平抛运动的物体，运动过程中保持不变的物理量是（不计空气阻力）（　　）
A．速度 B．动能 C．重力势能 D．重力
4．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab＝bc＝cd。从a点正上方O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点，若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（　　）
A．b与c之间某一点 B．c点
C．c与d之间某一点 D．d点
5．关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．物体受的合外力不为零时一定做曲线运动
B．速度的大小和方向一定时刻变化
C．物体在恒力的作用下，不能做曲线运动
D．物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零
6．如图所示，足够长的固定光滑斜面上有两个挨得很近的小球A、B，将小球A以初速度水平抛出的同时，小球B开始以速度沿斜面向下运动，不计空气阻力，两小球均可视为质点，当小球A落到斜面上的P点时，下列说法正确的是（　　）
A．此时小球B的位置在P点以下
B．此时小球B的位置在P点以上
C．此时小球B的位置在P点
D．由于未知，故无法确定此时小球B的位置
二、多选题
7．关于在空中水平射出的子弹，下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　）
A．竖直方向速度增大 B．水平方向速度增大
C．水平方向速度减小 D．加速度不变
8．某运动员从滑雪跳台以不同的速度水平跳向对面倾角为45°的斜坡（如图所示），已知跳台的高度为h，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．若运动员以最短位移落到斜坡上，则在空中所用时间为
B．若运动员落到斜坡上时速度与斜坡垂直，则在空中所用时间为
C．若该运动员落到斜坡上某位置时速度最小，则在空中所用时间为
D．该运动员落到斜坡上的最小速度为
三、填空题
9．某同学在探究平抛运动规律的实验中，只选取了抛物线轨迹的一部分，如图所示，他在抛物线上确定了A、B、C三点，测得A、B和B、C的水平距离均为L，A、B间的竖直距离为h1，B、C间的竖直距离为h2。已知当地的重力加速度为g，则小球从A点运动到C点的时间为t=　 　，小球做平抛运动的初速度大小v0=　 　。（用已知量和测量量的字母表示）
10．如图所示，是平抛竖落仪，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动，多次改变小球距地面高度和小锤打击力度，我们看到的现象是　 　，这说明平抛运动的竖直分运动是　 　。
11．如图所示，是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm。已知闪光频率是30Hz，那么当地重力加速度g是　 　m/s2，小球的初速度是　 　m/s。（计算结果保留两位小数）
12．一艘小船在在200m宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是2m/s，小船在静水中的速度是4m/s，当船头始终垂直于河岸时，小船经　 　s到达对岸，小船过河过程中沿水流方向的位移大小为　 　m．
13．如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式：v0=　 　．（用L、g表示），其值是　 　（g取9.8m/s2），小球在b点的速率是　 　．
14．如图所示，某同学做研究平抛运动的实验时，在印有小方格的纸上记录了小球轨迹上的a、b、c三个点，小方格的边长为L=2.5cm，则小球做平抛运动的初速度大小为　 　m/s，小球在b点的竖直分速度大小为　 　m/s（取g=10m/s2）．
四、计算题
15．如图所示，一条小河两岸的高度差是h，河宽是高度差的4倍，一辆摩托车(可视为质点)以v0＝20m/s的水平速度向河对岸飞出，恰好越过小河。取g＝10m/s2，求：
（1）摩托车在空中的飞行时间；
（2）小河的宽度。
16．从点以初速度水平抛出一个小球，落在倾角为37°的斜面上的点，小球到达点时速度方向恰好与斜面垂直.已知，，，求
（1）小球到达点时的速度大小；
（2）、两点的高度差.
17．在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H=8m的平台上A点由静止出发，如图所示，沿着动摩擦因数为μ=0.2的滑道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中．设滑道的水平距离为L=4m，B点的高度h可由运动员自由调节(取g＝10 m/s2)．)运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？对应的最大水平距离是多少？
五、解答题
18．“抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时口袋位于水平面并处于静止状态。现对短臂施力，当长臂转到与竖直方向夹角为时立即停止转动，石块以的速度被抛出后垂直打在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度取，求：
（1）抛出后经过多长时间石块离地面最远；
（2）石块抛出点到斜面的垂直距离。
19．如图甲是风洞实验室全景图，风洞实验室是可量度气流对实体作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。图乙为风洞实验室的侧视图，两水平面（虚线）之间的距离为，其间为风洞区域，物体进入该区域会受到水平方向的恒力，自该区域下边界的点将质量为的小球以一定的初速度竖直上抛，从点离开风洞区域，经过最高点后小球再次从点返回风洞区域后做直线运动，落在风洞区域的下边界处，与水平方向的夹角为，，，重力加速度大小为。求：
（1）风洞区域小球受到水平方向恒力的大小；
（2）小球经过段与段的时间之比；
（3）的距离。
六、综合题
20．“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图，某同学站在起始线后以初速度向前抛出铁丝圈，铁丝圈抛出时在起始线正上方，套中地面上距离起始线处的目标。忽略空气阻力，（）则：
（1）铁丝圈在空中运动的时间t；
（2）抛出铁丝圈时圈距离地面高度是多少？
21．如图所示，固定点O距水平地面的距离为H，在O点用轻绳悬挂质量为m的小球，轻绳不可伸长，长度为L，从水平位置由静止释放，在最低点时细绳恰好绷断，绷断瞬间，不计机械能的损失，不计空气阻力，已知重力加速度为g，O′点是O点在水平面上的投影点，则：
（1）细绳的最大张力大小；
（2）改变细绳的长度（L < H），细绳变长还是变短时，细绳仍然可以绷断？绷断的位置在哪里？小球落在水平面上时，距离O′点的最大距离是多大？
22．如图所示，用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H=0.8m，长L2=1.5m，斜面与水平桌面的倾角θ可在0～60°间调节后固定，将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05，物块与桌面间的动摩擦因数为μ2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失（重力加速度取g=10m/s2，最大静止摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）求θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑（用正切值表示）
（2）当θ角增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ2（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）继续增大θ角，发现θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离x．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
2．【答案】C
【知识点】速度的合成与分解；小船渡河问题分析
3．【答案】D
【知识点】平抛运动
4．【答案】A
【知识点】平抛运动
5．【答案】D
【知识点】曲线运动的条件
6．【答案】A
【知识点】平抛运动
7．【答案】A,D
【知识点】平抛运动
8．【答案】B,D
【知识点】平抛运动
9．【答案】；
【知识点】研究平抛物体的运动
10．【答案】两球同时落地；自由落体运动
【知识点】平抛运动
11．【答案】9.72；0.49
【知识点】研究平抛物体的运动
12．【答案】50；100
【知识点】小船渡河问题分析
13．【答案】；0.7m/s；0.875m/s
【知识点】研究平抛物体的运动
14．【答案】1.0；0.75
【知识点】研究平抛物体的运动
15．【答案】（1）解：设河宽为x，运动时间为t，则水平方向有：x=V0t，竖直方向有：h=gt2
又因x=4h，
联立求得：
代入数值解得飞行时间：t=1s
（2）解：小河的宽度：x=v0t=20m
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动
16．【答案】（1）刚落到点时代入数据得
（2）在点竖直方向速度满足运动学公式代入数据得
【知识点】平抛运动
17．【答案】解：设人在从A下滑到B时的加速度为a，到达B点的速度为v，
根据牛顿第二定律，则 ，
整理得： ，
A到B的距离 ，
到达B点时 ，
从B水平抛出，则飞行时间 ，水平距离 ，
由以上各式得： ，
由数学基本不等式得当 时x有最大值：
代入数据当h=3.6m时x最大x=7.2m
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律；平抛运动
18．【答案】（1）；（2）
【知识点】斜抛运动
19．【答案】（1）解：小球再次从N点返回风洞区域后做直线运动，合力方向与速度方向在同一条直线上，受力情况如图所示：
根据平行四边形定则和几何知识知
解得
（2）解：最高点的小球的速度沿水平方向，设该速度为v，则小球在M、N点的水平方向速度也为v，设小球在M、N点竖直方向的速度大小为，在O点的初速度为。竖直方向的运动可知由O到M与从N到P的时间相等，设为t。
从O到M的过程中，水平方向有
从N到P的过程中，在P点，水平方向有
设P点竖直方向的速度大小为，则
解得
在竖直方向上，小球在从O点到P点做上抛运动，竖直方向上速度相等，可得
由N到P小球做直线运动，则有
可得
最高点为Q点，设M到Q的时间为，则在竖直方向上有
由N到P有
解得
则小球经过段与段的时间之比
（3）解：水平方向由O到M有
由M到N有
由N到P有
又
，
解得
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
20．【答案】（1）解：铁丝圈在水平方向做匀速运动，则在空中运动的时间
（2）解：铁丝圈在竖直方向做自由落体运动，则抛出铁丝圈时圈距离地面高度是
【知识点】平抛运动
21．【答案】（1）解：小球从平衡位置摆到最低点时，满足
在最低点
解得
（2）解：通过上述分析可知，细绳在最低点的拉力与绳长无关，因此不论绳伸长还是缩短，细绳都可以绷断，绷断位置都在最低点；
绷断后，小球做平抛运动，设水平距离为 ，在水平方向
在竖直方向
解得
因当 时，即 时x最大，最大值为
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
22．【答案】（1）解：为使小物块下滑，则有：
mgsinθ≥μ1mgcosθ；
故θ应满足的条件为：
tanθ≥0.05
（2）解：克服摩擦力做功Wf=μ1mgL1cosθ+μ2mg（L2﹣L1cosθ）
由动能定理得：mgL1sinθ﹣Wf=0
代入数据解得：
μ2=0.8
（3）解：由动能定理得：
mgL1sinθ﹣Wf= mv2
解得：v=1m/s；
对于平抛运动，竖直方向有：
H= gt2；
解得：t=0.4s；
水平方向x1=vt
解得：x1=0.4m；
总位移xm=x1+L2=0.4+1.5=1.9m
【知识点】平抛运动
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