阶段质量检测(2) 抛体运动（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

阶段质量检测( 二 )　 抛体运动 [对应学生用书P156] 一、选择题(本题共12小题， 在每小题给出的四个选项中， 1～8题只有一项符合题目要求， 第9～12题有多项符合题目要求) 1．(2021·浙江高一月考)对于两个分运动的合成，下列说法正确的是(　　) A．合运动的速度大小一定大于两个分运动的速度大小 B．合运动的位移大小一定大于某个分运动的位移大小 C．合运动的时间一定大于分运动的时间 D．合运动的方向就是物体实际运动的方向 D　解析：A．合运动的速度大小可以大于、等于或小于两个分运动的速度大小，故A错误； B．合运动的位移大小可以大于、等于或小于某个分运动的位移大小，故B错误； C．合运动与分运动具有等时性，故C错误； D．合运动的方向就是物体实际运动的方向，故D正确． 2．(2021·云南省玉溪第三中学高一月考)研究曲线运动的两个实验如图甲、乙所示，关于曲线运动，下列说法正确的是(　　) A．甲图中小球从轨道末端沿切线方向飞出，说明小球在B点的速度沿切线方向 B．从甲图可知，曲线运动的加速度大小一定变化 C．乙图中小球在磁力作用下做曲线运动，说明做曲线运动的物体一定受到恒力的作用 D．从乙图可知，物体在变力作用下一定做匀变速曲线运动 A　解析：A．题图甲中小球从轨道末端沿切线方向飞出，说明小球在B点的速度沿切线方向，选项A正确； B．曲线运动一定是变速运动，但加速度不一定变化，选项B错误； C．做曲线运动的物体可能受到恒力作用，如平抛运动，选项C错误； D．若物体受到的变力始终与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动，选项D错误． 3．(2021·广州市培正中学高一期末)如图，某运动员驾驶着一动力滑翔伞以最大功率在空中飞行．此型号的动力飞行伞在静风时最大的飞行速度为15 m/s，当时的风速为4 m/s，则此时运动员相对于地面的速度可能是(　　) A．20 m/s　　　　　　　　 B．15 m/s C．10 m/s D．4 m/s B　解析：由题意可知，在静风时最大的飞行速度为15 m/s，当时的风速为4 m/s，因此当两者同向时，相对地面的速度最大，即为v大＝(15＋4)m/s＝19 m/s 而两者反向时，相对地面的速度最小，即为v小＝(15－4)m/s＝11 m/s 则相对地面的速度在最小与最大速度之间，故B正确，ACD错误． 4．(2021·定远县育才学校高一期末)如图所示，物体放在水平平台上，系在物体上的绳子跨过定滑轮，由地面上的人以速度v0向右水平匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为30°处，此时物体的速度为(　　) A．v0 B．v0 C．v0 D．v0 C　解析：将人的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则沿绳子方向的速度等于物体的速度，大小为v＝v0cos 30°＝v0. 5．(2021·渭南市尚德中学高一月考)如图所示，小杰在同一位置先后水平抛出三个相同的小球，分别落到水平地面的A、B、C三点，不计空气阻力，则(　　) A．落到A点的球初速度最大 B．落到B点的球初速度最大 C．落到C点的球初速度最大 D．三个球的初速度大小相等 C　解析：小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．三个小球抛出点的高度相同，所以落地时间相同，由题图可知落到C点的球水平位移最大，所以其初速度最大，故C正确． 6．(2021·乌鲁木齐市第二十中学高一月考)小船匀速渡河，已知船在静水中的速度为v1＝10 m/s，水流速度为v2＝4 m/s，河宽为d＝120 m，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为t＝20 s，则以下判断一定正确的是(　　) A．小船的位移恰好垂直于河岸 B．小船船头与河岸夹角为θ＝37°指向上游方向 C．小船渡河位移大小为20 m D．小船到达对岸时可能在出发点下游240 m处 D　解析：A．河宽为d＝120 m，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为t＝20 s，那么船在垂直河岸方向的速度大小为v1＝＝ m/s＝6 m/s 由于船在静水中的速度为v1＝10 m/s，根据矢量的合成法则，则船在平行于水流方向分速度大小为v2＝8 m/s，可知，船的位移不可能垂直河岸，故A错误； B．当船在平行于水流方向分速度方向逆着水流方向时，则船头与河岸夹角才为θ＝37°指向上游方向；若船在平行于水流方向分速度方向顺着水流方向时，则船头与河岸夹角为θ＝37°指向下游方向，故B错误； C．当偏向上游时，则位移为 s＝ m＝20 m 若偏向下游时，则位移为 s′＝ m＝120 m 故C错误； D．由上分析可知，到达对岸时可能在出发点下游 x＝(8＋4)×20 m＝240 m处， 故D正确． 7．(2021·岢岚县中学校高一月考)为了研究奥运会10 m气手枪射击比赛中子弹的飞行情况，通过技术手段绘出了子弹射出枪口后全程的水平速度和竖直速度随时间变化的图像如图甲、乙所示，不考虑空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，由此可知(　　) A．t1＝ s B．子弹做斜抛运动 C．图乙中vy1＝ m/s D．射击时枪口与命中点之间的竖直高度差约为1 cm C　解析：A．由x＝vxt1 可得t1＝＝ s 选项A错误； B．子弹在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，即子弹做平抛运动，选项B错误； C．题图乙中vy1＝gt1＝ m/s 选项C正确； D．射击时枪口与命中点之间的竖直高度差 y＝gt＝ m≈0.56 cm 选项D错误． 8．(2021·四川达州市·高一期末)如图所示，特技演员平时训练有这样一个高难度科目：有一条结实的绳子一端拴在高度差为H＝12 m的AB两楼顶上，绳子绷直，使其与水平面夹角θ＝60 °，演员现从A楼顶下方h＝5 m的窗台上以速度v水平飞跃而出，如果能抓住绳子，则v至少为(忽略空气阻力，特技演员视为质点，g＝10 m/s2)(　　) A． m/s　　　　　　　 B．3 m/s C． m/s D．5 m/s C　解析：以速度v水平飞跃而出，如果能抓住绳子，则水平方向位移为x＝vt 竖直方向位移为h1＝gt2 由几何关系可知＝tan 60° 联立解得v＝ (h1＋5) 则当h1＝5时，v有最小值 m/s. 9．(2021·山西临汾市·高一期末)小宇用软水管给家里后院的花浇水时，保持水管管口水平．在水管管口不向前移动的情况下，可增大浇水距离的做法是(　　) A．水管上移 B．水管下移 C．增大水离开管口的速度 D．减小水离开管口的速度 AC　解析：水离开水管后做平抛运动，则 x＝vt h＝gt2 解得x＝v 要增大浇水距离，则可将水管上移或者增大水离开管口的速度． 10．(2021·福建省福州第一中学高一期中)军事演习中，M点的正上方离地H高处的蓝军飞机以水平速度v1投掷一颗炸弹攻击地面目标，反应灵敏的红军的地面高炮系统同时在M点右方地面上N点以速度v2斜向左上方发射拦截炮弹，两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇爆炸，不计空气阻力，则发射后至相遇过程(　　) A．两弹飞行的水平速度相同 B．初速度大小关系为v1＝v2 C．拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动 D．两弹相遇点不一定在距离地面高度处 ACD　解析：AB．由于两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相同，即v2cos θ＝v1 则v2>v1 故A正确，B错误； C．两弹都只受到重力，都做匀变速运动，加速度相同，所以拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动，故C正确； D．根据题意只能求出两弹运动时间相同，但不知道拦截炮弹竖直方向初速度的具体值，所以不能判断两弹相遇点距离地面的高度，故D正确． 11．(2021·浙江高一月考)图甲是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景，小刘模拟消防水柱的示意图如图乙所示．水在空中运动，A、B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为v＝6 m/s，方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°(sin 37°＝0.6)，水在空中视为只受重力，重力加速度g取10 m/s2.则(　　) A．图中A点是水在空中运动过程的最高点 B．水在空中运动过程可看作变加速曲线运动 C．水在B点时的速度大小为10 m/s D．A、B两点间的高度差为1.4 m CD　解析：A．图中A点速度方向不是水平的，则不是水在空中运动过程的最高点，A错误； B．水在空中运动过程中，加速度恒定为g，则为匀加速曲线运动，B错误； C．水在AB两点时水平速度相同，则 vA sin 45°＝vB sin 37° 解得B点时的速度大小为 vB＝10 m/s C正确； D．A、B两点间的高度差为 h＝＝1.4 m D正确． 12．(2022·山东卷)如图所示，某同学将离地1.25 m的网球以13 m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m．当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m的P点．网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变．重力加速度g取10 m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为(　　) A．v＝5 m/s B．v＝3 m/s C．d＝3.6 m D．d＝3.9 m BD　解析：建立如图所示的三维坐标系， 网球在竖直方向做竖直上抛运动，上升的最大高度h1＝(8.45－1.25)m＝7.20 m，所以在击球点竖直方向的分速度vOz＝＝12 m/s，上升时间t1＝＝1.2 s，则vOy＝m/s＝4 m/s，故沿x方向的分速度vOx＝＝3 m/s，到达最高点P与墙壁碰撞后，沿x方向的分速度vOx＝3 m/s，沿y方向的分速度大小变为vOy′＝4×0.75 m/s＝3 m/s，所以网球碰撞以后的速度大小为v＝＝3 m/s，所以B项正确，A项错误；下落的时间t2＝s＝1.3 s，网球着地点到墙壁的距离d＝vOy′t2＝3.9 m，所以D项正确，C项错误． 二、非选择题 13．(2021·全国高一)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹． 甲 (1)以下实验过程的一些做法，其中合理的有________． A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图所示的y­x2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是________． (3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，g取10 m/s2，则： ①小球做平抛运动的初速度大小为________m/s； ②小球抛出点的位置坐标为：x＝________cm，y＝________cm. 乙 (1)AC　(2)C　(3)2　－10　－1.25 解析：(1)[1]A．为了使小球从斜槽末端抛出时速度沿水平方向，斜槽末端应保持水平，故A正确； BC．为了使小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小相等，每次小球应从同一高度由静止释放，故B错误，C正确； D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点应用平滑曲线连接，故D错误． (2)[2]根据数学知识可知，若y­x图线为顶点在原点的抛物线，则y­x2图线应为过原点的倾斜直线． (3)[3]由题图乙可知a、b、c三点中相邻两点的时间间隔相等，设为T，根据运动学公式有 Δy＝ybc－yab＝gT2 解得T＝0.1 s 小球做平抛运动的初速度大小为 v0＝＝2 m/s [4][5]小球运动到b点时的竖直分速度大小为 vby＝＝1.5 m/s 小球从抛出点运动到b点所用的时间为 t＝＝0.15 s 故抛出点的横坐标为 x＝xb－v0t＝－10 cm 抛出点的纵坐标为 y＝yb－gt2＝－1.25 cm 14．(2021·梁河县第一中学高一月考)某学习小组用实验探究“平抛运动规律”： (1)甲同学用图示1装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．他观察到的现象是：小球A、B______(填“同时”或“不同时”)落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______(填“变长”“不变”或“变短”)； (2)乙同学采用如图2所示的装置．用两个相同的弧形轨道M、N分别发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是______；保持AC＝BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______； (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长l＝2.5 cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的1、2、3、4所示，则小球平抛的初速度的计算式为______(用l和g表示)，其值是______m/s(g＝10 m/s2)，小球经过位置2时的竖直分速度为______m/s，位置1______(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点．(计算结果保留两位有效数字) (1)同时　不变　(2)两球相撞　平抛运动水平方向匀速运动　(3)2　1 m/s　0.75 m/s　不是 解析：(1)[1]甲同学用图示1装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．他观察到的现象是：小球A、B同时落地，因为在竖直方向上都做自由落体运动； [2]根据t＝，让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将不变； (2)[3]乙同学采用如图2所示的装置．用两个相同的弧形轨道M、N分别发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是两球相撞；因为AC＝BD，两球平抛的初速度相同的，两球始终在同一条竖直线上，所以两球相撞； [4]保持AC＝BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明两球仍然相撞；因为AC＝BD，两球平抛的初速度仍然相同，两球仍然始终在同一条竖直线上，所以两球仍然相撞；说明平抛运动水平方向匀速运动． (3)[5][6]根据 g＝＝x＝v0T 解得T＝ v0＝2 代入数值得v0＝1 m/s [7]小球经过位置2时的竖直分速度为 v2y＝＝0.75 m/s [8]小球在竖直方向上连续相等时间内的位移之比为1∶2∶3，不是1∶3∶5∶7之比，所以位置1不是平抛运动的抛出点． 15．(2021·云南省玉溪第三中学高一月考)某质点的质量m＝1 kg，在Oxy平面上运动．t＝0时，质点位于y轴上．它在x轴方向上运动的速度vx－时间t的关系图像如图甲所示，它在y轴方向上运动的位移y－时间t的关系图像如图乙所示．求： (1)t＝2 s时，质点的速度大小； (2)质点受到的合力的大小和方向； (1)10 m/s　(2)2 N，沿x轴正方向 解析：(1)由图可知，t＝2 s时，质点沿x轴方向运动的速度大小vx＝8 m/s y轴方向的速度大小vy＝6 m/s 则合速度大小v＝＝10 m/s (2)质点沿y轴方向做匀速直线运动，沿x轴方向做匀加速直线运动ax＝＝2 m/s2 故F合＝max＝2 N 合力的方向沿x轴正方向． 16．(2021·河南开封市·高一期中)如图是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景．若运动员腾空的最大高度为1.25 m，落入沙坑时速度与水平面夹角正切值为tan α＝0.625.为简化情景，把运动员视为质点，空中轨迹视为抛物线．求： (1)运动员落地速度大小； (2)运动员跳远成绩． (1) m/s　(2)8 m 解析：(1)运动员做斜上抛运动，从最高点开始看做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，落地时间 t＝＝0.5 s 运动员在空中的时间为t′＝2t＝1 s 落入沙坑时竖直方向的速度v竖＝＝5 m/s 落入沙坑时速度方向与水平面所成的夹角为α，则 tan α＝＝0.625 则水平速度v水＝8 m/s 落地速度大小 v＝＝ m/s＝ m/s (2)运动员成绩L＝v水t′＝8 m． 17．(2021·广州市培正中学高一期末)跳台滑雪是勇敢者的运动．山坡可以看成一个斜面，测得A、B间高度H＝40 m，山坡倾角θ＝45°，求如图所示，一位质量为50 kg的运动员由A点沿水平方向滑出，到山坡中点着陆．(不计空气阻力，g取10 m/s2)： (1)运动员起跳后在空中飞行的时间； (2)运动员落在中点时的速度； (3)如果运动员从A点飞出的初速度增大为原来的1.5倍，求运动员在空中飞行的时间． (1)t＝2 s　(2)10 m/s　(3)2 s 解析：(1)人做平抛运动，下落到中点时的竖直高度为20 m，则H＝gt2 解得t＝2 s； (2)由于斜面夹角为45°，所以水平位移等于竖直下落高度x＝H＝v0t 解得v0＝10 m/s 竖直方向的速度vy＝gt＝20 m/s 则运动员在落中点的速度v＝＝10 m/s； (3)根据平抛运动规律，设落到山坡上用时为t′，则水平位移s＝v0t′，竖直位移y＝gt′2 又tan 45°＝ 解得t′＝ 落点跟A点的水平距离为s＝v0t′＝ 即水平距离跟初速度的平方成正比，初速度增加为之前的1.5倍，则水平距离也增大为2.25倍，即s＝20×2.25 m＝45 m 说明此时运动员是平抛运动后落到了平地上．则H＝gt″2 解得t″＝2 s 18．(2021·广西北海市·高一期末)如图所示，摩托车选手做特技表演时，以v0＝10.0 m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出．若摩托车冲向高台的过程以P＝4.0 kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t＝3.0 s，人和车的总质量m＝1.8×102 kg，台高h＝5.0 m，摩托车的落地点到高台的水平距离x＝10.0 m．不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求： (1)摩托车从高台水平飞出时速度的大小； (2)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功． (1)10.0 m/s　(2)3.0×103 J 解析：(1)摩托车在空中做平抛运动，设飞行时间为t1，则 h＝gt1 t1＝＝ s＝1.0 s 设摩托车到达高台顶端的速度为vx，即平抛运动的水平速度vx＝＝ m/s＝10.0 m/s； (2)摩托车冲上高台过程中，根据动能定理有 Pt－Wf－mgh＝mv x －mv0 则克服阻力Wf＝Pt－mgh 代入数据解得Wf＝3.0×103 J． 学科网（北京）股份有限公司 $$