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2020-2021学年上学期高二开学考试物理试题汇编(三)
抛体运动
1、(2020-2021学年·四川省泸县二中高二上学期开学考试)如图所示,a、b、c三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。下列说法正确的有( )
A. a、b、c同时到达地面
B. a最先到达地面
C. c最先到达地面
D. b、c同时最先到达地面
【答案】D
【解析】
设斜面倾角为θ,球b自由落体运动,球c的竖直分运动是自由落体运动,故bc两个球的加速度大小均为g,球a受重力和支持力,合力为mgsinθ,加速度为
根据位移时间关系可得bc运动时间相同即为
a运动的时间为t′,则根据
解得
所以
故D正确,ABC错误。
故选D
2、(2020-2021学年·云南省通海三中高二上学期开学考试) 一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线y方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线。现在曲线上取A,B两点,用刻度尺分别量出到y轴的距离,AA′=x1,BB′=x2,以及AB的竖直距离h,从而可求出小球抛出的初速度v0为( )
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
水平方向小球做匀速直线运动,则由初始点O到A过程有
x1=v0t0…①
由初始点O到B过程
x2=v0t…②
竖直方向做自由落体运动,则有
h=gt2-gt02…③
联立①②③得
v0=
故B正确,ACD错误。
故选B。
3、(2020-2021学年·江苏省苏州高新区一中高二上学期开学考试)如图所示,a、b、c是三个质量相同小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. a、b同时到达同一水平面
B. a、b落地时的速度相同
C. 它们的末动能可能相同
D. 落地时重力功率一定是Pb=Pc>Pa
【答案】D
【解析】
根据题中“a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛”、“它们的末动能”、“落地时重力的功率”可知,本题考察运动学和机械能相结合的问题.根据平抛运动、自由落体运动、斜面上物体运动的规律,运用牛顿运动定律、运动学公式、动能定理和功率等知识进行求解.
A.a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,下滑的加速度,当a下滑高度为h时,;b做自由落体运动,当b下落高度为h时,;所以a、b到达同一水平面所用时间.故A项错误.
B.a、b两球从开始运动到落地过程中,a、b两球的重力做功相等,由动能定理可知,它们的动能的变化相同,则其末速度大小相等,但两球末速度的方向不同.故B项错误.
C.a、b、c三球从开始运动到落地过程中,a、b、c三球的重力做功相等,由动能定理可知,它们动能的变化相同;c有初速度,则c球末动能最大.故C项错误.
D.重力的功率等于重力与竖直方向分速度的乘积.b做自由落体运动,c做平抛运动,落地时b、c竖直方向的分速度相等,则Pb=Pc.a、b末速度大小相等,b竖直方向分速度大于a竖直方向分速度,则Pb>Pa.故D项正确.
4、(2020-2021学年·江苏省苏州高新区一中高二上学期开学考试)如图所示,窗子上、下沿间的高度H=1.6m,墙的厚度d=0.4m,某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点,将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上,取g=10m/s2。则v的取值范围是( )
A. v>7m/s B. v<2.3m/s
C. 3m/s<v<7m/s D. 2.3m/s<v<3m/s
【答案】C
【解析】
小物体做平抛运动,恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大。此时有
,
代入数据解得
vmax=7m/s
恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小,则有
,
代入数据解得
vmin=3m/s
故v的取值范围是
3m/s<v<7m/s
故C正确ABD错误。
故选C。
5、(2020-2021学年·湖北省新高考联考协作体高二上学期起点考试)小星坐于座位上想将手中的废纸团投入高为的垃圾桶中,垃圾桶口为一边长为0.4m的正方形;若小星水平抛出纸团的点位于垃圾桶口左边界中点正前方L=1.0m,离地高度为H=1.0m,不计空气阻力,要使纸团投入垃圾桶中,小星可以将纸团投入垃圾桶的速度为( )(g取10m/s2)
A. 2m/s B. 4m/s C. 6m/s D. 8m/s
【答案】C
【解析】
忽略空气阻力,纸团做平抛运动,假设纸团从垃圾桶左侧边缘飞入垃圾桶,根据平抛运动规律有
,
代入数据解得
假设纸团从垃圾桶右侧边缘飞入垃圾桶,根据平抛运动规律有
,
其中,代入数据解得