训练4 抛体运动的规律(word练习)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练测（人教版2019）

训练四　抛体运动的规律 1.弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定轨道飞行，关闭发动机后按抛体轨迹飞行的导弹。若关闭发动机时导弹的速度是水平的，不计空气阻力，则导弹从此时起水平方向的位移（　　） A.只由水平速度决定 B.只由离地高度决定 C.由水平速度、离地高度共同决定 D.与水平速度、离地高度都没有关系 解析　不计空气阻力，关闭发动机后导弹水平方向的位移x＝v0t＝v0，可以看出水平位移由水平速度、离地高度共同决定，选项C正确。 答案　C 2.物体做平抛运动，设速度方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ随时间t变化的图像是（　　） 解析　因tan θ＝＝，故tan θ与t成正比，选项B正确。 答案　B 3.如图，某公园有喷水装置，若水从小鱼模型口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，则 （　　） A.喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越长 B.喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越短 C.喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越远 D.喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越近 解析　据题可将水的运动看作平抛运动，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，则竖直方向有：h＝gt2，t＝，可知水从喷出到落入池中的时间由喷水口高度决定，与喷水速度无关，所以喷水口高度一定，运动时间一定，故A、B错误；水平方向有x＝v0t＝v0，则知喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越远，故C正确，D错误。 答案　C 4．(多选)环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在以速度v0向外满口排出大量污水，如图所示。排污管道水平放置，管口内径为d。环保人员从排水口释放一个乒乓球，乒乓球和污水以共同的速度从排水口水平射出，经时间t后乒乓球随污水落至水面。已知污水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．污水的水平射程与排水管到水面的竖直高度(远大于d)的比值为 B．乒乓球随污水落至水面时的速度大小为 C．该管道每秒钟排出污水的体积为πd2v0 D．在时间t内，排水管排出的污水总质量为ρπd2v0t 解析　设污水的水平射程为x，排水管竖直高度为h，根据平抛运动规律，沿水平和竖直方向分别有x＝v0t，h＝gt2，联立可得＝，A错误；乒乓球落到水面时，水平方向速度vx＝v0，竖直方向速度vy＝gt，则合速度v＝＝，B正确；该管道每秒钟排出污水的体积约为Q＝v0S＝v0·π2＝πd2v0，C错误；在时间t内，从管道排出污水的总体积为V＝Qt，则排出污水的总质量为M总＝ρV＝ρπd2v0t，D正确。 答案　BD 5.如图所示，美洲狮是一种凶猛的食肉猛兽，也是嗜杀成性的“杂食家”，在跳跃方面有着惊人的“天赋”，它“厉害地一跃”水平距离可达13.2 m，高达 3.3 m。设美洲狮“厉害地一跃”离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α，若不计空气阻力，美洲狮可看作质点，则tan α等于 （　　） A.　　　 B.　　　 C.　　　 D.1 解析　美洲狮水平方向做匀速运动，竖直方向做竖直上抛运动，其运动示意图如图所示。v0cos α·2t＝x①，v0sin α·t＝h②，联立解得tan α＝1，故D正确。 答案　D 6.苏格兰的塞尔海峡位于欧洲大陆与塞尔岛之间，这个海峡宽为6 m。假设有一位运动员，他要以与水平面成37°的角度斜向上进行“越海之跳”，可使这位运动员越过这个海峡的初速度的最小值是多少？（忽略空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2） 解析　设该运动员的最小初速度为v0，其在水平方向运动的距离恰为6 m，则其水平分速度v0x＝v0cos 37°，水平位移x＝v0xt，竖直分速度v0y＝v0sin 37°，运动时间t＝2，联立并代入数据得v0＝ m/s。 答案　 m/s 7.（多选）西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节，若一名儿童站在自家的平房顶上，向与他水平距离L的对面的竖直高墙上投掷西红柿，第一次水平抛出的速度是v0，第二次水平抛出的速度是2v0，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙的过程中，有（不计空气阻力）（　　） A.运动时间之比是2∶1 B.下落的高度之比是2∶1 C.下落的高度之比是4∶1 D.运动的加速度之比是1∶1 解析　两次抛出后都碰到了墙，所以水平位移相同，西红柿的运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动；水平位移相同，初速度之比为1∶2，根据t＝可知，运动时间之比是2∶1，故A正确；下落的高度h＝gt2，则下落高度之比是4∶1，故B错误，C正确；都做平抛运动，加速度都是重力加速度，即加速度之比是1∶1，故D正确。 答案　ACD 8.（多选）如图甲所示是古代一种利用抛出的石块打击敌人的装置，图乙是其工作原理的简化图。将质量为m＝10 kg的石块装在距离转轴L＝4.8 m的长臂末端口袋中。发射前长臂与水平面的夹角α＝30°。发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止，石块靠惯性被水平抛出。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离为s＝19.2 m。不计空气阻力（g取10 m/s2），则 （　　） A.石块被抛出瞬间速度大小为12 m/s B.石块被抛出瞬间速度大小为16 m/s C.石块落地瞬间速度大小为20 m/s D.石块落地瞬间速度大小为16 m/s 解析　石块平抛运动的高度h＝L＋Lsin 30°＝7.2 m，而h＝gt2，解得t＝＝ s＝1.2 s，则石块抛出时的速度大小：v0＝＝ m/s＝16 m/s，故A错误，B正确；石块落地时竖直方向上的分速度vy＝＝ m/s＝ 12 m/s，则落地时的速度大小v＝＝ m/s＝20 m/s，故C正确，D错误。 答案　BC 9.某同学玩飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出时的初速度va＞vb，不计空气阻力，则两支飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 （　　） 解析　两只飞镖a、b都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有x＝v0t，它们的水平位移大小相等，由于va＞vb，所以运动时间关系为ta＜tb，由h＝gt2知ha＜hb，所以插在竖直靶上时a在b的上面，选项C、D错误；设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与水平方向的夹角为α，则tan α＝，因为va＞vb，ta＜tb，所以αa＜αb，选项A正确，B错误。 答案　A 10．达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做初速度为0的匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是(　　) 解析　以刚漏出的沙子位置为坐标原点，建立如图所示的坐标系， 则在此抛出点之前t时刻抛出的沙子此时在水平方向的位置x＝at2，在竖直方向的位置y＝gt2，则此点与竖直方向的夹角有：tan θ＝＝。由于a是定值，故tan θ恒定，即任意时刻漏出的沙子与刚漏出的沙子位置的连线与竖直方向夹角都恒定，所以所有沙子在空中排成一条直线，选项D正确。 答案　D 11. 从A处发射攻击导弹打击B处的目标，发射初速度为v1，方向与水平面成α角，运动轨迹如图所示。当攻击导弹到达最高点时，拦截导弹以初速度v2竖直向上发射，此时拦截导弹与攻击导弹的水平距离为x。若导弹发射后均做无动力飞行，不计空气阻力，且恰好拦截成功，下列关系正确的是（　　） A.v2＝ B.v2＝ C.v2＝ D.v2＝ 解析　攻击导弹在竖直方向上能达到的最大高度H＝＝；攻击导弹在水平方向的分速度vx＝v1cos α，被拦截时有x＝vx·t，且在竖直方向有H＝gt2＋，解得v2＝，故选A。 答案　A 12．图甲是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景。一名学生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)。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。试估算： (1)水到达B点时的速度大小； (2)A、B两点间的高度差。 解析　(1)水在A点时的水平速度v1＝v sin 45°， 水在B点时的速度vB＝， 联立解得vB＝5m/s。 (2)水在竖直方向上做自由落体运动， 从A到B的竖直位移h＝， 而vAy＝v cos 45°，vBy＝vB cos 37°， 联立解得h＝0.7 m。 答案　(1)5m/s　(2)0.7 m 学科网（北京）股份有限公司 $$