5.3 实验：探究平抛运动的特点 同步练习 2026学年高一下学期物理人教版 必修第2册 （含解析）
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：探究平抛运动的特点 同步练习 2026学年高一下学期物理人教版 必修第2册 （含解析） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 352.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-01-26 00:00:00 | ||
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文档简介
5.3 实验：探究平抛运动的特点 同步练习（含答案解析）
一、单选题（本大题共8小题）
1．环保人员在一次检查时发现，某厂的一根水平放置的排污管正在向厂外的河道中满口排出污水，如图所示。环保人员利用手上的卷尺测出这根管道的直径为10 cm，管口中心距离河水水面的高度为80 cm，污水入河道处到排污管管口的水平距离为120 cm，重力加速度g取10 m/s2，则该管道的排污量(即流量——单位时间内通过管道某横截面的流体体积)约为( )
A．24 L/s B．94 L/s
C．236 L/s D．942 L/s
2．热播电视剧《知否，知否》中有我国的一种传统投掷游戏——“投壶”如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”(可视为质点）都能投入地面上的“壶”内．若“箭矢”在空中的运动时间分别为t1、t2，忽略空气阻力．则
A．t1>t2 B．t1=t2 C．v1=v2 D．v1>v2
3．某水产繁育中心工作人员正在池塘堤坝边缘处投放鱼饵，池塘堤坝边缘示意图如图所示，堤坝由光滑的圆弧形轨道和倾角为的滑道连接，圆弧的底端水平，被投放的鱼饵颗粒从弧形滑道滑下，在滑道末端以水平速度抛出，最终落在滑道或水面，不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A．若鱼饵不能落入水中，以不同的水平速度抛出时，落到滑道时的速度方向相同
B．若鱼饵不能落入水中，则在空中经历的时间为
C．若鱼饵能落入水中，平抛初速度越大，从抛出到落水所用的时间越长
D．若鱼饵能落入水中，平抛初速度越大，从抛出到落水的速度变化量越大
4．关于平抛运动，下列说法中不正确的是( )
A．平抛运动的下落时间由下落高度决定
B．平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动不可能是匀变速运动
C．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
D．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
5．实际上，抛体运动总要受到空气阻力的影响.如图所示，物体从同一点O以相同初速度水平抛出，虚线是在没有空气的理想空间中水平抛出的物体的轨迹，实线是在空气中的轨迹.图中A、B两点处于同一竖直线上，B、C两点处于同一水平线上.重力加速度为g.下列说法不正确的是 ( )
A．物体由O点到A点的时间小于由O点到B点的时间
B．物体由O点到B点的时间小于由O点到C点的时间
C．物体在B点时的速度小于在C点时的速度
D．物体过B点时加速度的竖直分量小于g
6．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。重力加速度为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．0.4 m D．0.8 m
7．如图所示，在直角斜面体ABC中，斜面AC与水平方向的夹角为，在A点正上方与C点等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则CD与DA之比为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，A、B为两个相邻的试验平台，两平台高度差为80 cm，平台B的长度为2 m。不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，若要求小车(可视为质点)在离开平台A后不落在平台B上，则小车在离开平台A时的速度至少为( )
A．6.0 m/s B．5.0 m/s C．4.0 m/s D．2.0 m/s
二、多选题（本大题共2小题）
9．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．从O到P沙包1的平均速度大
B．沙包2在最高点的速度等于
C．从O到P沙包2重力做的功大于沙包1重力做的功
D．在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
10．(多选)如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向上.图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹.小球a从(0,2L)处抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(0,L)处抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处.不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A．a和b的初速度相同
B．b和c运动的时间相同
C．b的初速度是c的两倍
D．a运动的时间是b的两倍
三、解答题（本大题共2小题）
11．跳台滑雪需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度v0＝20 m/s，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)运动员在空中的飞行时间t1；
(2)运动员从飞出至落在斜面上的位移大小x0；
(3)运动员落在斜面上时的速度大小v；
(4)运动员何时离斜面最远。
12．一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状．此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面．如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系xOy.已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y＝x2，探险队员的质量为m.人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.
(1)求此人落到坡面时的动能．
(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？
参考答案
1．【答案】 A
【详解】 根据平抛运动规律有x＝v t0，h＝gt，解得v＝3 m/s，根据流量的定义有Q＝，而V＝SL＝π·vt，解得Q＝0.024 m3/s＝24 L/s，故A正确，B、C、D错误。
2．【答案】A
【详解】AB.箭矢做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据，有：，t1＞t2，A正确，B错误；
CD.水平分位移相同，由于t1＞t2，根据x=v0t，有：v1＜v2；故C，D均错误.
3．【答案】A
【详解】A．当鱼饵落到斜面上，位移偏转角为，速度偏转角为，根据，可知，落到滑道时的速度方向相同，A正确；
B．当鱼饵落到斜面上，，，解得，B错误；
C．若鱼饵能落入水中，下落高度相同，则，可得，落水时间与初速度无关，C错误；
D．速度变化量满足，从抛出到落水的速度变化量与初速度无关，D错误。选A。
4．【答案】B
【详解】平抛运动的下落时间由下落的高度决定，A正确；平抛运动的轨迹是曲线，它的速度方向沿轨迹的切线方向，方向不断改变，所以平抛运动是变速运动，由于其加速度为g，保持不变，所以平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动的速度方向和加速度方向的夹角θ满足tan θ＝＝，因为t一直增大，所以tan θ变小，θ变小，C正确；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，D正确。
5．【答案】B
【解析】水平位移相等时，由于空气阻力，物体由O点运动到B点水平方向做减速运动，所用时间变大，则物体由O点到A点的时间小于由O点到B点的时间，A正确；在空气中竖直下落相等高度时，由于空气阻力，竖直方向的加速度小于g，根据h=at'2=gt2可知，物体由O点到B点的时间大于由O点到C点的时间，B错误；根据vy=<，物体在B点时的竖直分速度小于在C点时的竖直分速度，又因为物体在B点时水平分速度小于在C点时的水平分速度，根据v=可知，物体在B点时的速度小于在C点时的速度，C正确；由于空气阻力，物体过B点时加速度的竖直分量小于g，D正确.本题选说法不正确的，故选B.
6．【答案】 C
【详解】 乒乓球落到球拍前瞬间的竖直分速度大小vy＝，＝cos 45°，解得h＝0.4 m，故C正确。
7．【答案】D
【详解】
如图所示，设小球水平抛出的初速度为，落到点时的竖直速度为，所用时间为t，在中，有
在中，有
又
在中，有
解得
故选D。
8．【答案】B
【详解】根据题意可知，小车(可视为质点)在离开平台A后做平抛运动，竖直方向上有h＝gt2，水平方向上有x＝v0t，联立并代入数据，解得v0＝5.0 m/s，故选B。
9．【答案】AD
【详解】A．根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到P点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到P点，运动时间大于沙包1的运动时间，从O到P两沙包位移相等，由平均速度公式知，沙包1的平均速度大于沙包2的平均速度，A正确；
B．由于沙包2的运动时间大于沙包1的运动时间，且两抛体运动水平位移相同，沙包2在最高点的速度等于水平分速度大小，可知沙包2在最高点的速度小于，B错误；
C．两沙包质量相等，下落高度相同，则从O到P沙包2重力做的功等于沙包1重力做的功，C错误；
D．根据题意，由公式可知，由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，D正确。选AD。
10．【答案】BC
【解析】a和b运动的水平位移相等,但a运动的时间比b的长,所以a的初速度小于b的初速度,故A项错误;b和c从同一高度平抛,在竖直方向上均做自由落体运动,即运动时间相同,故B项正确;b和c运动的时间相同,b的水平位移是c的两倍,即b的初速度是c的两倍,故C项正确;a的竖直位移是b的两倍,a和b在竖直方向上均做自由落体运动,根据公式h=gt2,得a运动的时间是b的倍,故D项错误.
11．【答案】(1)3 s；(2)75 m；(3)10 m/s；(4)1.5 s
【详解】(1)运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向的位移大小x＝v0t1，竖直方向的位移大小y＝gt12，又有tan 37°＝，代入数据解得t1＝3 s，x＝60 m，y＝45 m。
(2)运动员从飞出至落在斜面上的位移大小x0＝＝75 m。
(3)运动员落在斜面上时速度的竖直分量vy＝gt1＝10×3 m/s＝30 m/s，则运动员落在斜面上时的速度大小v＝＝10 m/s。
(4)如图，设运动员在C点距离斜面最远，此时合速度方向与斜面平行，
tan 37°＝，即tan 37°＝，解得t2＝＝1.5 s。
12．【答案】(1) (2) mgh.
【详解】
试题分析：（1）设该队员在空中运动的时间为t ，在坡面上落点的横坐标为x ，纵坐标为y ．由运动学公式和已知条件得
x=v0t
依题意：
由机械能守恒可知落到坡面时的动能为：
联立解得：
（2）由
令，则
当；；此时动能最小，最小为mgh.
考点：平抛运动；动能定理
〖名师点睛〗
本题主要考查平抛运动和动能定理的应用以及函数最值的计算，关键是掌握平抛运动在水平和竖直方向上的运动特点，并能列出函数关系讨论；此题意在考查考生的综合分析及数学计算能力．
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一、单选题（本大题共8小题）
1．环保人员在一次检查时发现，某厂的一根水平放置的排污管正在向厂外的河道中满口排出污水，如图所示。环保人员利用手上的卷尺测出这根管道的直径为10 cm，管口中心距离河水水面的高度为80 cm，污水入河道处到排污管管口的水平距离为120 cm，重力加速度g取10 m/s2，则该管道的排污量(即流量——单位时间内通过管道某横截面的流体体积)约为( )
A．24 L/s B．94 L/s
C．236 L/s D．942 L/s
2．热播电视剧《知否，知否》中有我国的一种传统投掷游戏——“投壶”如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”(可视为质点）都能投入地面上的“壶”内．若“箭矢”在空中的运动时间分别为t1、t2，忽略空气阻力．则
A．t1>t2 B．t1=t2 C．v1=v2 D．v1>v2
3．某水产繁育中心工作人员正在池塘堤坝边缘处投放鱼饵，池塘堤坝边缘示意图如图所示，堤坝由光滑的圆弧形轨道和倾角为的滑道连接，圆弧的底端水平，被投放的鱼饵颗粒从弧形滑道滑下，在滑道末端以水平速度抛出，最终落在滑道或水面，不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A．若鱼饵不能落入水中，以不同的水平速度抛出时，落到滑道时的速度方向相同
B．若鱼饵不能落入水中，则在空中经历的时间为
C．若鱼饵能落入水中，平抛初速度越大，从抛出到落水所用的时间越长
D．若鱼饵能落入水中，平抛初速度越大，从抛出到落水的速度变化量越大
4．关于平抛运动，下列说法中不正确的是( )
A．平抛运动的下落时间由下落高度决定
B．平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动不可能是匀变速运动
C．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
D．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
5．实际上，抛体运动总要受到空气阻力的影响.如图所示，物体从同一点O以相同初速度水平抛出，虚线是在没有空气的理想空间中水平抛出的物体的轨迹，实线是在空气中的轨迹.图中A、B两点处于同一竖直线上，B、C两点处于同一水平线上.重力加速度为g.下列说法不正确的是 ( )
A．物体由O点到A点的时间小于由O点到B点的时间
B．物体由O点到B点的时间小于由O点到C点的时间
C．物体在B点时的速度小于在C点时的速度
D．物体过B点时加速度的竖直分量小于g
6．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。重力加速度为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．0.4 m D．0.8 m
7．如图所示，在直角斜面体ABC中，斜面AC与水平方向的夹角为，在A点正上方与C点等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则CD与DA之比为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，A、B为两个相邻的试验平台，两平台高度差为80 cm，平台B的长度为2 m。不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，若要求小车(可视为质点)在离开平台A后不落在平台B上，则小车在离开平台A时的速度至少为( )
A．6.0 m/s B．5.0 m/s C．4.0 m/s D．2.0 m/s
二、多选题（本大题共2小题）
9．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．从O到P沙包1的平均速度大
B．沙包2在最高点的速度等于
C．从O到P沙包2重力做的功大于沙包1重力做的功
D．在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
10．(多选)如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向上.图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹.小球a从(0,2L)处抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(0,L)处抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处.不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A．a和b的初速度相同
B．b和c运动的时间相同
C．b的初速度是c的两倍
D．a运动的时间是b的两倍
三、解答题（本大题共2小题）
11．跳台滑雪需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度v0＝20 m/s，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)运动员在空中的飞行时间t1；
(2)运动员从飞出至落在斜面上的位移大小x0；
(3)运动员落在斜面上时的速度大小v；
(4)运动员何时离斜面最远。
12．一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状．此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面．如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系xOy.已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y＝x2，探险队员的质量为m.人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.
(1)求此人落到坡面时的动能．
(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？
参考答案
1．【答案】 A
【详解】 根据平抛运动规律有x＝v t0，h＝gt，解得v＝3 m/s，根据流量的定义有Q＝，而V＝SL＝π·vt，解得Q＝0.024 m3/s＝24 L/s，故A正确，B、C、D错误。
2．【答案】A
【详解】AB.箭矢做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据，有：，t1＞t2，A正确，B错误；
CD.水平分位移相同，由于t1＞t2，根据x=v0t，有：v1＜v2；故C，D均错误.
3．【答案】A
【详解】A．当鱼饵落到斜面上，位移偏转角为，速度偏转角为，根据，可知，落到滑道时的速度方向相同，A正确；
B．当鱼饵落到斜面上，，，解得，B错误；
C．若鱼饵能落入水中，下落高度相同，则，可得，落水时间与初速度无关，C错误；
D．速度变化量满足，从抛出到落水的速度变化量与初速度无关，D错误。选A。
4．【答案】B
【详解】平抛运动的下落时间由下落的高度决定，A正确；平抛运动的轨迹是曲线，它的速度方向沿轨迹的切线方向，方向不断改变，所以平抛运动是变速运动，由于其加速度为g，保持不变，所以平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动的速度方向和加速度方向的夹角θ满足tan θ＝＝，因为t一直增大，所以tan θ变小，θ变小，C正确；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，D正确。
5．【答案】B
【解析】水平位移相等时，由于空气阻力，物体由O点运动到B点水平方向做减速运动，所用时间变大，则物体由O点到A点的时间小于由O点到B点的时间，A正确；在空气中竖直下落相等高度时，由于空气阻力，竖直方向的加速度小于g，根据h=at'2=gt2可知，物体由O点到B点的时间大于由O点到C点的时间，B错误；根据vy=<，物体在B点时的竖直分速度小于在C点时的竖直分速度，又因为物体在B点时水平分速度小于在C点时的水平分速度，根据v=可知，物体在B点时的速度小于在C点时的速度，C正确；由于空气阻力，物体过B点时加速度的竖直分量小于g，D正确.本题选说法不正确的，故选B.
6．【答案】 C
【详解】 乒乓球落到球拍前瞬间的竖直分速度大小vy＝，＝cos 45°，解得h＝0.4 m，故C正确。
7．【答案】D
【详解】
如图所示，设小球水平抛出的初速度为，落到点时的竖直速度为，所用时间为t，在中，有
在中，有
又
在中，有
解得
故选D。
8．【答案】B
【详解】根据题意可知，小车(可视为质点)在离开平台A后做平抛运动，竖直方向上有h＝gt2，水平方向上有x＝v0t，联立并代入数据，解得v0＝5.0 m/s，故选B。
9．【答案】AD
【详解】A．根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到P点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到P点，运动时间大于沙包1的运动时间，从O到P两沙包位移相等，由平均速度公式知，沙包1的平均速度大于沙包2的平均速度，A正确；
B．由于沙包2的运动时间大于沙包1的运动时间，且两抛体运动水平位移相同，沙包2在最高点的速度等于水平分速度大小，可知沙包2在最高点的速度小于，B错误；
C．两沙包质量相等，下落高度相同，则从O到P沙包2重力做的功等于沙包1重力做的功，C错误；
D．根据题意，由公式可知，由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，D正确。选AD。
10．【答案】BC
【解析】a和b运动的水平位移相等,但a运动的时间比b的长,所以a的初速度小于b的初速度,故A项错误;b和c从同一高度平抛,在竖直方向上均做自由落体运动,即运动时间相同,故B项正确;b和c运动的时间相同,b的水平位移是c的两倍,即b的初速度是c的两倍,故C项正确;a的竖直位移是b的两倍,a和b在竖直方向上均做自由落体运动,根据公式h=gt2,得a运动的时间是b的倍,故D项错误.
11．【答案】(1)3 s；(2)75 m；(3)10 m/s；(4)1.5 s
【详解】(1)运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向的位移大小x＝v0t1，竖直方向的位移大小y＝gt12，又有tan 37°＝，代入数据解得t1＝3 s，x＝60 m，y＝45 m。
(2)运动员从飞出至落在斜面上的位移大小x0＝＝75 m。
(3)运动员落在斜面上时速度的竖直分量vy＝gt1＝10×3 m/s＝30 m/s，则运动员落在斜面上时的速度大小v＝＝10 m/s。
(4)如图，设运动员在C点距离斜面最远，此时合速度方向与斜面平行，
tan 37°＝，即tan 37°＝，解得t2＝＝1.5 s。
12．【答案】(1) (2) mgh.
【详解】
试题分析：（1）设该队员在空中运动的时间为t ，在坡面上落点的横坐标为x ，纵坐标为y ．由运动学公式和已知条件得
x=v0t
依题意：
由机械能守恒可知落到坡面时的动能为：
联立解得：
（2）由
令，则
当；；此时动能最小，最小为mgh.
考点：平抛运动；动能定理
〖名师点睛〗
本题主要考查平抛运动和动能定理的应用以及函数最值的计算，关键是掌握平抛运动在水平和竖直方向上的运动特点，并能列出函数关系讨论；此题意在考查考生的综合分析及数学计算能力．
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