2019沪科版高中物理必修2第一章《怎样研究抛体运动》单元检测题（解析版）

《怎样研究抛体运动》单元检测题
一、单选题
1.如图所示，斜面固定在水平面上，两个小球分别从斜面底端O点正上方A、B两点向右水平抛出，B为AO连线的中点，最后两球都垂直落在斜面上，A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为(　　)
A．∶1 B． 2∶1 C． 4∶ D． 4∶1
2.如图，树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，在子弹出枪口的瞬间，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运不被击中的是（树枝足够高）（　　）
A． 自由落下
B． 竖直上跳
C． 迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝
D． 背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝
3.农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选.在同一风力作用下，谷种和瘪谷都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示.若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是（ ）
A． 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些
B． 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
C． 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同
D．M处是瘪谷，N处为谷种
4.从离地面h高处投出A，B，C三个小球，A球自由下落，B球以速度v水平抛出，C球以速度2v水平抛出，则它们落地时间tA、tB、tC的关系是(　　)
A．tA＜tB＜tC B．tA＞tB＞tC C．tA＜tB＝tC D．tA＝tB＝tC
5.如图所示，一名92岁的南非妇女从距地面大约2 700米的飞机上，与跳伞教练绑在一起跳下，成为南非已知的年龄最大的高空跳伞者．假设没有风的时候，落到地面所用的时间为t，而实际上在下落过程中受到了水平方向的风的影响，则实际下落所用时间(　　)
A． 仍为t B． 大于t C． 小于t D． 无法确定
6.在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶．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．
7.如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足 (　　)
A． tanφ＝sinθ B． tanφ＝cosθ C． tanφ＝tanθ D． tanφ＝2tanθ
8.以某一水平初速度v0抛出一物体，飞行时间t=2 s后，撞在倾角θ=30°的斜面上，此时物体的速度方向刚好与斜面成α=60°的夹角，如图所示．则此物体的水平初速度v0等于（取g=10 m/s2）（　　）
A． 10 m/s B． 20 m/s C． 20m/s D． 30m/s
9.将一物体从某一高度以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则该物体在空中运动的时间为(不计空气阻力)(　　)
A． B． C． D．
10.一质点以水平向右的恒定速度通过P点时受到一个恒力F的作用，则此后该质
点的运动轨迹不可能是图中的(　　)
A．a B．b C．c D．d
11.如图所示，以9.8 m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为(g取9.8 m/s2)(　　)
A． B． C． D． 2 s
12.某同学对着墙壁练习打网球，假定球碰墙面后以25 m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是(　　)．
A． 0.8 m至1.8 m B． 0.8 m至1.6 m C． 1.0 m至1.6 m D． 1.0 m至1.8 m
二、多选题
13. 为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行试验，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A． 两球的质量应相等
B． 两球应同时落地
C． 应改变装置的高度，多次实验
D． 实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
14. 电动自行车绕图所示的400米标准跑道运动，车上的车速表指针一直指在36 km/h处不动．则下列说法中正确的是(　　)
A． 电动车的速度一直保持不变
B． 电动车沿弯道BCD运动过程中，车一直具有加速度
C． 电动车绕跑道一周需40秒钟，此40秒内的平均速度等于零
D． 电动车在弯道上运动时合外力不可能为0
15. 套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3 m的20 cm高的竖直细杆，即为获胜．一身高1.4 m儿童从距地面1m高度水平抛出圆环，圆环半径为10 cm：要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为（g=10 m/s2）（　　）
A． 7.4 m/s B． 7.6 m/s C． 7.8 m/s D． 8.2 m/s
16 斜抛运动和平抛运动的共同特点是(　　)
A． 加速度都是g
B． 运动轨迹都是抛物线
C． 运动时间都与抛出时的初速度大小有关
D． 速度变化率都随时间变化
17. 图为自动喷水装置的示意图．喷头高度为H，喷水速度为v，若要增大喷洒距离L，下列方法中可行的有（　　）
A． 减小喷水的速度v B． 增大喷水的速度v
C． 减小喷头的高度H D． 增大喷头的高度H

三、实验题
18.图甲是“研究平抛物体的运动”实验装置图
(1)在实验前应________
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D．测出平抛小球的质量
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为________ m/s；
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________ m/s；B点的竖直分速度为________ m/s.(g取10 m/s2)．
四、计算题
19.跳台滑雪运动员由A沿水平方向以一速度跃起，B点着陆，用时3 s，AB间距75 m，山坡倾角θ，若运动员起跳的速度小于这一速度，运动员落地速度方向仍相同，请证明之(不计空气阻力，g取10 m/s2).
20.如图所示，在水平地面上固定一倾角表面光滑的斜面体，物体A以v1＝6 m/s的初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.A，B均可看作质点，sin37o＝0.6，cos37o＝0.8，g取10 m/s2.求：
（1）物体A上滑到最高点所用的时间t；
（2）物体B抛出时的初速度v2；
（3）物体A,B间初始位置的高度差h.
21.国家飞碟射击队在进行模拟训练时用如图所示装置进行．被训练的运动员在高H＝20 m的塔顶，在地面上距塔水平距离为l处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被以速度v2竖直向上抛出．当靶被抛出的同时，运动员立即用特制手枪沿水平方向射击，子弹速度v1＝100 m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小(g取10 m/s2)
(1)当l取值在什么范围内，无论v2为何值靶都不能被击中？
(2)若l＝100 m，v2＝20 m/s，试通过计算说明靶能否被击中？

答案解析
1.【答案】B
【解析】设任一小球的初速度为v0，抛出点离O点的高度为h，平抛运动的时间为t，斜面的倾角为θ.
据题小球垂直击中斜面，速度与斜面垂直，由速度分解可知：vytanθ＝v0；
又vy＝gt
可得：t＝
根据几何关系得：h＝gt2＋v0t·tanθ＝＋∝v
击中斜面位置到O点的距离为s＝＝∝v
据题有OA＝2OB故得A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为 2∶1，故选：B
2.【答案】B
【解析】射出的子弹做平抛运动，根据平抛运动的特点，竖直方向做自由落体运动，所以无论松鼠以自由落下，迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝还是背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝，竖直方向运动情况完全相同，一定被打中，不能逃脱厄运，故B正确.
3.【答案】B
【解析】瘪谷的质量小于谷种的质量，在风力的推动下，瘪谷获得的速度比谷种的速度大.两者落地的时间都由竖直高度决定，由，可见，两者落地时间相同.而水平位移，可见瘪谷的水平位移大，M处是谷种，N处为瘪谷.综上，应选B.
4.【答案】D
【解析】平抛运动物体的飞行时间仅与高度有关，与水平方向的初速度大小无关，故tB＝tC，而平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，所以tA＝tB＝tC，D正确．
5.【答案】A
【解析】水平风力并不影响跳伞者在竖直方向的运动规律，有风与无风的情况下，下落时间均为t，故A正确．
6.【答案】C
【解析】赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90°，故C正确．
7.【答案】D
【解析】竖直速度与水平速度之比为：tanφ＝，竖直位移与水平位移之比为：tanθ＝，故tanφ＝2tanθ，D正确．
8.【答案】C
【解析】物体做平抛运动，物体撞在斜面上时竖直方向上的分速度的大小为vy=gt=20 m/s
此时速度与水平方向的夹角为β=α﹣θ=60°﹣30°=30°
则初速度为v0==20m/s
9.【答案】C
【解析】落地时的竖直分速度大小vy＝，与时间t的关系为vy＝gt，联立两式求得t＝.故选C.
10.【答案】A
【解析】当恒力沿水平方向作用于P点时，质点的运动轨迹可以是c；当恒力向下作用于P点时，质点的运动轨迹可以是b；当恒力向上作用于P点时，质点的运动轨迹可以是d；质点的运动轨迹不可能是a.
11.【答案】C
【解析】把平抛运动分解成水平的匀速直线运动和竖直的自由落体运动，抛出时只有水平方向的速度v0，垂直地撞在斜面上时，既有水平方向的分速度v0，又有竖直方向的分速度vy.物体速度的竖直分量确定后，即可求出物体飞行的时间．如题图所示，把末速度分解成水平方向分的速度v0和竖直方向的分速度vy，则有tan 30°＝，vy＝gt，解两式得t＝＝＝，故C正确．
12.【答案】A
【解析】由题意知网球做平抛运动的初速度v0＝25 m/s.水平位移在x1＝10 m至x2＝15 m之间．而水平位移为x＝v0·t＝v0·，由此可得h＝，将g、x1、x2、v0代入得h1＝0.8 m，h2＝1.8 m，所以网球的反弹高度在0.8 m至1.8 m之间，A对．
13.【答案】BC
【解析】根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，不需要两球质量相等，要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度，多次实验，故B，C正确．
故选：BC．
14.【答案】BCD
【解析】速度是矢量，不仅有大小，还有方向．电动车运动过程中车速表指针一直指在36 km/h处不动，只能说明其速度大小保持不变，而运动过程中速度的方向在发生变化，故选项A错；而经过弯道时，速度方向始终沿弯道的切线方向在不断发生变化，也就具有加速度，方向指向弯道的内侧，故选项B正确；此加速度由电动车所受合外力提供，由牛顿第二定律可以推断，此合外力不可能为0，所以选项D正确；电动车绕跑道一周过程中位移为零，由平均速度概念可知，此过程中平均速度为零，所以选项C也正确．
15.【答案】BC
【解析】根据得，t===0.4 s．
则平抛运动的最大速度=8 m/s，最小速度
=7.5 m/s，则7.5 m/s＜v＜8 m/s．
16.【答案】AB
【解析】斜抛运动和平抛运动都是仅受重力作用的抛体运动，因此其加速度或速度变化率都是相同的，都为重力加速度，因此选项A正确，选项D错误；它们的轨迹均为抛物线，选项B正确；斜抛运动的时间由竖直方向的分运动决定，平抛运动的时间仅与竖直方向上的位移有关，与初速度无关，故选项C错误．
17.【答案】BD
【解析】根据得，t=．则喷洒的距离x=vt=v，所以增大喷水的速度，增大喷头的高度都可以增大喷洒距离．故B、D正确，A、C错误．
18.【答案】(1)AB　(2)1.6 m/s　(3)1.5 m/s　2 m/s
【解析】(1) 在实验前应：将斜槽的末端切线调成水平；将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行；在白纸上记录斜槽末端以上距离槽口为小球的半径R的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点；此实验不需要测出平抛小球的质量；故选AB.(2)根据h＝gt2，可得t＝＝s≈0.2 s，所以初速度v＝＝m/s＝1.6 m/s；(3)因为ABC三点的水平距离相等，故tAB＝tBC＝T，根据Δh＝gT2，可得T＝＝＝＝0.1 s，所以初速度v0＝＝＝m/s＝1.5 m/s；根据竖直方向的运动规律，因为hAB∶hBC＝3∶5，可知抛出点距离B点的竖直距离为4L，水平距离为6L，即从抛出到到达B点的时间为2T，则B点的竖直分速度为vB⊥＝g·2T＝10 m/s2×0.2 s＝2 m/s.
19.【答案】见解析
【解析】运动员落到斜面上时：
水平位移x=v0t
则 tanθ==
水平速度vx=v0
竖直分速度vy=gt
则运动员落地速度方向与水平方向夹角的正切值tanφ==
可见tanφ=2tanθ，与初速度大小无关，即只要运动员落到斜面上，其落地速度方向相同．
20.【答案】（1）1s（2）2.4 m/s（3）6.8 m
【解析】(1)物体A上滑过程中，由牛顿第二定律得：mgsinθ=ma
代入数据得：a=6 m/s2
设物体A滑到最高点所用时间为t，由运动学公式：
解得：t=1s
(2)物体B平抛的水平位移：=2.4 m
物体B平抛的初速度：=2.4 m/s
(3)物体A，B间的高度差：=6.8 m
21.【答案】(1)l>200 m　(2)恰好击中
【解析】(1)若抛靶装置在子弹的射程以外，则不论抛靶速度为何值，都无法击中．
H＝gt2　　x＝v1t
l>x＝v1＝200 m
即l>200 m，无论v2为何值都不能被击中．
(2)若靶能被击中，则击中处应在抛靶装置的正上方，设经历的时间为t1，
则：l＝v1t1，t1＝＝s＝1 s.
y1＝gt＝×10×12m＝5 m
y2＝v2t1－gt＝20×1 m－×10×12m＝15 m.
因为y1＋y2＝5 m＋15 m＝20 m＝H,所以靶恰好被击中．