限时规范训练(14) 第4章 第2讲 抛体运动（word课时作业）-【高考领航】2025年高考物理大一轮复习

限时规范训练(14) [基础巩固题组] 1．关于平抛运动，以下说法中正确的是(　　) A．平抛运动是一种变加速运动 B．做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大 C．做平抛运动的物体每秒内速度增量相等 D．做平抛运动的物体每秒内的位移相等 解析：C　平抛运动只受重力，故根据牛顿第二定律，加速度的大小和方向都不变，是一种匀变速曲线运动，故A、B错误；由于平抛运动的加速度恒定，故速度每秒的增加量相同，大小为10 m/s，方向为竖直向下，故C正确；平抛运动水平分运动为匀速运动，竖直分运动为自由落体运动，有x＝v0t，y＝gt2，故合位移为x合＝ ，每秒位移增量不等，故D错误。 2．(2023·全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中(　　) A．机械能一直增加 B．加速度保持不变 C．速度大小保持不变 D．被推出后瞬间动能最大 解析：B　铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；铅球的加速度恒为重力加速度，保持不变，B正确；铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。 3.(2024·湖北黄冈模拟)某同学去游乐场看到水池中喷泉的水流以与水面成相同夹角、大小相等的速度向四周喷出，某同学得出了以下结论(不计空气阻力)，其中正确的是(　　) A．初速度减半，水的水平射程也减半 B．水到达最高点的速度为0 C．初速度加倍，水在空中飞行时间加倍 D．水落回水面的速度都相同 解析：C　设水喷出时的初速度大小为v0，与水面的夹角为θ，则水在空中飞行时间为t＝，水的水平射程为x＝(v0cos θ)t＝，所以初速度加倍时，水在空中飞行时间加倍，初速度减半时，水平射程变为原来的四分之一，故C正确，A错误；水到达最高点时竖直方向的分速度为0，但水平方向的分速度不为0，故B错误；根据斜抛运动的对称性可知水落回水面的速度大小都相同，但方向不同，故D错误。 4．如图所示，一网球运动员将网球(可视为质点)从O点水平向右击出，网球恰好擦网通过落在对方场地的A点，A点到球网的水平距离是击球点到球网的水平距离的2倍。已知球网的高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力，则网球击出后在空中飞行的时间为(　　) A． 　　　　　　 B． C． D． 解析：B　设网球击出后在空中飞行的时间为t，因为A点到球网的水平距离是击球点到球网的水平距离的2倍，所以网球从击球点运动到球网的时间为，则H＝gt2，H－h＝g，联立解得t＝ ，故选B。 5．(2024·河南郑州一模)甲、乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角，如图所示。设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的球拍的速度v1与乒乓球击打乙的球拍的速度v2之比为(　　) A． B．　　 C． D． 解析：C　由题可知，乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动，根据斜上抛运动的特点可知，乒乓球在水平方向的分速度大小保持不变，竖直方向的分速度是不断变化的，由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直，在甲处vx＝v1sin 45°，在乙处vx＝v2sin 30°；所以＝＝，故C正确，A、B、D错误。 6．如图所示，质量相同的A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，A在竖直平面内运动，落地点为P1；B沿光滑斜面运动，落地点为P2，P1和P2在同一水平面上，不计阻力，则下列说法正确的是(　　) A．A、B的运动时间相同 B．A、B沿x轴方向的位移相同 C．A、B运动过程中的加速度大小相同 D．A、B落地时速度大小相同 解析：D　对于A，aA＝g，根据h＝gtA2得tA＝；对于B，设斜面倾角为θ，aB＝gsin θ，在沿斜面向下方向上，有＝gsin θ·tB2，解得tB＝ ，可知tB＞tA，aA＞aB，故A、C错误；在x轴方向上，有x＝v0t，知B沿x轴的位移大于A沿x轴的位移，故B错误；因为只有重力做功，根据动能定理知mgh＝Ek－Ek0，因重力做功和初动能相同，所以末动能相等，所以A、B落地时的速度大小相等，速度方向不同(不共面)，故D正确。 7.(经典高考题)(多选)如图所示，小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力，则(　　) A．A和B的位移大小相等 B．A的运动时间是B的2倍 C．A的初速度是B的 D．A的末速度比B的大 解析：AD　由题意可知，落地后，小球A的位移的大小为x1＝＝＝l，小球B的位移的大小为x2＝＝＝l，显然小球A、B的位移大小相等，A正确；小球A的运动时间为tA＝ ＝，小球B的运动时间为tB＝ ＝ ，则tA∶tB＝∶1，B错误；小球A的初速度为vxA＝＝＝ ，小球B的初速度为vxB＝＝＝，则vxA∶vxB＝1∶2，C错误；落地瞬间，小球A竖直方向的速度为vyA＝，小球B竖直方向的速度为vyB＝，则落地瞬间小球A的速度为vA＝＝ ，小球B的速度为vB＝＝，显然vA>vB，D正确。 [能力提升题组] 8．(多选)如图所示，从水平面上方O点水平抛出一个初速度大小为v0的小球，小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与O等高的A点，小球与水平面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。若只改变初速度大小，使小球仍能击中A点，则初速度大小可能为(　　) A．2v0 B．3v0 C． D． 解析：CD　设竖直高度为h，小球以初速度v0平抛时与地面碰撞一次，反弹后击中A点，在竖直方向先加速后减速，在水平方向一直匀速，根据运动的对称性原理，可知该过程运动的时间为平抛运动时间的两倍，则有t＝2 ，水平方向的位移xOA＝v0t＝2v0 ；设当平抛速度为v0′时，经与地面n次碰撞，反弹后仍击中A点，则运动的时间为t′＝n·2 (n＝1，2，3…)，水平方向的位移不变，则有v0′＝，解得v0′＝(n＝1，2，3…)，故当n＝2时v0′＝，当n＝3时v0′＝，故A、B错误，C、D正确。 9．如图所示，某人手持一小球并将它抛向竖直墙的洞里，洞口较小，仅在小球的速度方向垂直于墙面时小球才能进入，洞离地面的高度H＝3.3 m，球抛出手时，球离地面的高度h0＝1.5 m，人和墙之间有一张竖直网，网的高度h＝2.5 m，网离墙的距离L＝2 m，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．只要人调整好抛球速度的大小以及抛射角度，不管人站在离网多远的地方，都可以把球扔进洞 B．要使小球被扔进洞，人与网之间的距离至少为1.5 m C．若小球能进入洞中，人距离网越远，球抛出手时的速度与水平方向的夹角越大 D．若小球能进入洞中，人距离网越远，球抛出手时的速度越大 解析：D　小球的运动是斜上抛运动，可以把它看成是从洞开始的平抛运动，若恰好擦网，从洞到网的过程中H－h＝gt2，解得t＝0.4 s，在水平方向上，L＝v0t，解得v0＝5 m/s，从洞的位置到球抛出手的位置处，竖直方向上，由H－h0＝gt′2，解得t′＝0.6 s，人距离墙的水平距离至少为x＝v0t′＝5×0.6 m＝3 m，要使小球被扔进洞，人与网的距离至少为x′＝x－L＝3 m－2 m＝1 m，故A、B错误；从洞到球抛出手的位置处，竖直方向的距离一定，小球下降的高度和时间一定，小球的竖直速度一定，若人距离网越远，则水平距离越大，水平速度就越大，球抛出手时的速度越大，则水平速度与竖直速度之比越大，则球抛出手时的速度与水平方向的夹角越小，故D正确，C错误。 10．(2022·北京卷)体育课上，甲同学在距离地面高h1＝2.5 m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为v0＝8.0 m/s；乙同学在离地h2＝0.7 m处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量m＝0.3 kg，取重力加速度g＝10 m/s2。不计空气阻力。求： (1)排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； (2)排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向； (3)排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。 解析：(1)设排球在空中飞行时间为t，则 h1－h2＝gt2 解得t＝0.6 s 则排球在空中飞行的水平距离x＝v0t＝4.8 m。 (2)乙同学垫起排球前瞬间，排球在竖直方向速度的大小vy＝gt，得vy＝6.0 m/s 根据v＝得v＝10.0 m/s 速度方向左偏下，设速度方向与水平方向夹角为θ，则有tan θ＝＝0.75。 (3)根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I＝2mv＝6.0 N·s。 答案：(1)4.8 m　(2)10.0 m/s　方向与水平方向夹角的正切值为0.75　(3)6.0 N·s 11．单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U型滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM＝10 m/s 的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10 m/s2，sin 72.8°＝0.96，cos 72.8°＝0.30。求： 　 甲　　　　　　　　　　　　乙 (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 解析：(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得v1＝vMsin 72.8°　① 设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得 mgcos 17.2°＝ma1　② 由运动学公式得d＝　③ 联立①②③式，代入数据得d＝4.8 m。　④ (2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规律得v2＝vMcos 72.8°　⑤ 设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得 mgsin 17.2°＝ma2　⑥ 设腾空时间为t，由运动学公式得 t＝　⑦ L＝v2t＋a2t2　⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得L＝12 m。 答案：(1)4.8 m　(2)12 m 学科网（北京）股份有限公司 $$