检测卷1 抛体运动(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）

检测卷一　抛体运动 (满分：100分，时间：75分钟) 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.如图所示是一种创新设计的“空气伞”，它的原理是从伞柄下方吸入空气，然后将空气加速并从顶部呈环状喷出形成气流，从而改变周围雨水的运动轨迹，形成一个无雨区，起到传统雨伞遮挡雨水的作用。在无风的雨天，若“空气伞”喷出的气流水平，则雨水从气流上方穿过气流区至无气流区的运动轨迹可能与下列四幅图中哪一幅类似(　　) 解析　当雨滴接近空气伞时，受到气流对其水平方向的作用力，将产生水平方向的加速度，此时雨滴所受的合力与运动方向不在一条直线上，所以其运动轨迹向气流作用力的方向发生弯曲，注意速度的方向不能发生突变，故A、B错误；雨滴穿过气流区后，雨滴的速度方向斜向下，与重力不在一条直线上，雨滴仍做曲线运动，轨迹向竖直方向靠近，故C正确，D错误。 答案　C 2.“细雨斜风作晓寒，淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写游山时的沿途景观。有雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区并下落一段时间，然后又进入无风区继续下落直至落地，若雨滴受到的阻力忽略不计，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是(　　) 解析　雨滴在斜风区受风力与重力，两个力的合力与速度方向不共线，所以雨滴在此区域内做曲线运动，且风力与重力合力的方向指向运动轨迹曲线内侧，B、C错误；在无风区重力方向与速度方向也不共线，雨滴运动轨迹也是曲线，A错误，D正确。 答案　D 3.如图，从广州飞往上海的航班上午10点到达上海浦东机场，若飞机降落的水平分速度为60 m/s，竖直分速度为6 m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动，则飞机落地之前 （　　） A.飞机的运动轨迹为曲线 B.经20 s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等 C.在第20 s内，飞机水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等 D.飞机在第20 s内，水平方向的平均速度为21 m/s 解析　飞机的速度的方向tan α＝＝＝0.1，飞机的加速度的方向tan β＝＝＝0.1，可知飞机的速度的方向与加速度的方向共线反向，飞机做匀减速直线运动，故A错误；飞机做匀变速直线运动，经20 s飞机在水平方向分速度vx＝v0x－axt＝20 m/s，在竖直方向分速度vy＝v0y－ayt＝2 m/s，可见vx≠vy，故B错误；在第20 s内，飞机水平方向分位移Δx＝x20－x19＝21 m，竖直方向分位移Δy＝y20－y19＝2.1 m，Δx≠Δy，故C错误；飞机在第20 s内水平方向的平均速度为＝＝21 m/s，故D正确。 答案　D 4.如图甲所示，波光喷泉是一种很受欢迎的人造景观，它们单根成形，水柱从一个水池跳到另一个水池，人们从水门中穿行，衣服不湿，奇妙无穷。如图乙所示，某波光喷泉喷口与水平面的夹角α＝37°，A、B、C为喷泉在空中形成的水柱上的三点，其中B为喷泉水柱的最高点，A、C位于同一水平面上。已知水离开喷口时的速度v0＝25 m/s，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列说法中正确的是(　　) A.水从A到B的过程中速度方向的偏转角为53° B.水到达B时的速度大小为15 m/s C.B与A的高度差为11.25 m D.AC间的距离为30 m 解析　因为物体做曲线运动时速度方向为轨迹的切线方向，所以水运动到A处时的速度方向为与水平面成37°角斜向上，由于B为最高点，所以此时水的速度方向为水平向右，故从A到B的过程中速度的偏转角为37°，A错误；B处水的速度方向为水平向右，所以有vB＝vx＝v0cos 37°＝20 m/s，B错误；水由A到B的过程，竖直方向由速度与位移关系式有0－vy2＝－2gh，又vy＝v0sin 37°＝15 m/s，解得h＝11.25 m，C正确；水从A到C的过程，竖直方向由位移与时间关系式有0＝vyt－gt2，解得t＝3s，则AC间的水平距离x＝vxt＝60 m，D错误。 答案　C 5.如图所示，小明将玩具电动车放在跑步机上做游戏，跑步机履带外侧机身上有正对的A、B两点，在慢跑模式下履带以v0＝3 m/s的速度运行。已知玩具车能以v＝5 m/s的速度匀速运动，履带宽度为50 cm，玩具车每次都从A点出发，下列说法正确的是(　　) A.无论玩具车车头指向何方，玩具车运动的合速度始终大于5 m/s B.玩具车到达对面的最短时间为0.125 s C.玩具车从A点出发到达正对面的B点，车头需与A点左侧履带边缘成53°夹角 D.玩具车从A点出发到达正对面的B点用时为0.1 s 解析　合速度可能等于分速度，可能大于分速度，也可能小于分速度，A错误；当玩具车的车头垂直于履带运行方向运动时，玩具车到达对面的时间最短，tmin＝＝s＝0.1 s，B错误；若玩具车从A点出发到达正对面的B点，设车头与A点左侧履带边缘夹角为θ，则cos θ＝＝，所以θ＝53°，C正确；玩具车从A点出发到达正对面的B点所用时间为t＝＝s＝0.125 s，D错误。 答案　C 6.曲柄连杆结构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件。如图所示，连杆下端连接活塞，上端连接曲轴。在工作过程中，活塞在汽缸内上下运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　) A.当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0 B.当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0 C.当O、P、Q在同一直线上时，活塞运动的速度等于v0 D.当O、P、Q在同一直线上时，活塞运动的速度大于v0 解析　当OP与OQ垂直时，设∠PQO＝θ，活塞的速度为vQ，将P的速度v0沿杆方向和垂直于杆方向分解，将活塞的速度vQ沿杆方向和垂直于杆方向分解，则此时有v0cos θ＝vQcos θ，可得vQ＝v0，A正确，B错误；当O、P、Q在同一直线上时，P沿杆方向的分速度为零，则活塞运动的速度等于0，C、D错误。 答案　A 7.如图所示，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　设O点与水平面的高度差为h，由h＝g，＝gsin θ·可得：t1＝，t2＝ ，故t1＜t2，A错误；由x1＝v0t1，x2＝v0t2可知，x1＜x2，B错误；由a1＝g，a2＝gsin θ可知，C错误；A落地的速度大小为vA＝＝，B落地的速度大小为vB＝＝，所以vA＝vB，故D正确。 答案　D 8.物理老师在进行“抛体运动的规律”这一节授课时，利用粉笔头(可视为质点)进行了平抛运动的演示实验：老师站在讲台上，将一粉笔头斜向上抛出，最后恰好落在垃圾桶(不考虑尺寸)中。已知老师与垃圾桶的水平距离为x＝2.7 m，粉笔头的抛出点比垃圾桶口高d＝0.45 m，粉笔头在空中相对于抛出点上升的最大高度为hm＝0.8 m，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，忽略空气阻力作用，则(　　) A.粉笔头抛出时竖直方向的初速度大小为5 m/s B.粉笔头在空中运动的时间为0.9 s C.粉笔头抛出时的初速度与水平方向的夹角为37° D.若以速度9 m/s水平抛出粉笔头，粉笔头也能进入垃圾桶 解析　由题知，粉笔头做斜抛运动，则粉笔头从抛出至运动到最高点的过程，竖直方向的分运动可看作反向的自由落体运动，由速度与位移关系式有vy2＝2ghm，解得vy＝4 m/s，A错误；设粉笔头上升阶段的时间为t1，下降阶段的时间为t2，由位移与时间关系式有hm＝gt12，hm＋d＝gt22，解得t1＝0.4 s，t2＝0.5 s，故粉笔头在空中运动的时间为t＝t1＋t2＝0.9 s，B正确；粉笔头在水平方向做匀速直线运动，则有x＝vxt，粉笔头抛出时的初速度为v＝，解得v＝5 m/s，故初速度与水平方向的夹角满足sin α＝＝0.8，则α＝53°，C错误；若粉笔头平抛后能进入垃圾桶，则d＝gt32，x＝v0t3，联立解得v0＝9 m/s，D正确。 答案　BD 9.如图所示，河宽L＝200 m，越到河中央河水的流速越大，且流速大小满足u＝0.2x（x是离最近的河岸的距离）。一艘小船在静水中的速度v＝10 m/s，小船自A处出发，渡河时，船头始终垂直河岸方向，到达对岸B处。设船的运动方向与水流方向的夹角为θ，下列说法正确的是 （　　） A.小船渡河时间大于20 s B.A、B两点间距离为200 m C.到达河中央前小船加速度大小为0.2 m/s2 D.在河中央时，θ最小，且tan θ＝0.5 解析　过河时间t0＝＝20 s，选项A错误；河水流速u1＝0.2vt＝2t（t≤10 s）、u2＝0.2×（200－vt）＝40－2t（10 s＜t≤20 s），其平均速度为10 m/s，沿河岸方向的分加速度大小为a＝2 m/s2，分位移y＝ t0＝200 m，故合位移s＝＝200 m，选项B正确，选项C错误；船速与水流方向的夹角θ的正切值tan θ＝，当u＝20 m/s时，θ最小，且tan θ＝0.5，选项D正确。 答案　BD 10.如图所示的塔吊臂上有一辆可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩。在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向做匀速直线运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d＝H－2t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度）规律变化，则物体B做 （　　） A.速度大小不变的曲线运动 B.速度大小增加的曲线运动 C.加速度大小、方向均不变的曲线运动 D.加速度大小、方向均变化的曲线运动 解析　物体B在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的位移y＝H－d＝2t2，得出物体B在竖直方向上做匀加速直线运动，物体B的实际运动是这两个分运动的合运动。对速度和加速度进行合成可知，加速度恒定且与速度不共线，所以应选B、C两项。 答案　BC 2、 非选择题：本题共5小题，共54分。 11.（8分）（1）在做“研究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是　　　。  A.游标卡尺　 B.秒表　 C.坐标纸 D.天平　 E.弹簧测力计　 F.重垂线 （2）实验中，下列说法正确的是　　　　。  A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B.斜槽轨道必须光滑 C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 D.斜槽轨道末端可以不水平 解析　（1）实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y轴，故C、F是需要的。 （2）使小球从斜槽上同一位置滑下，才能保证每次的轨迹相同，A正确；斜槽没必要必须光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，B错误；实验中记录的点越多，轨迹越精确，C正确；斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D错误。 答案　（1）CF　（2）AC 12.(10分)图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量(等于单位时间内流出水的体积)。实验方案如下： (1)利用仪器测量取水器出水管内径d。 (2)调节取水器管口方向，使水从管口沿________方向射出。 (3)待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板(已知每个正方格的边长为L)，并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图乙所示，图中a点________(选填“是”或“不是”)平抛的起点。 (4)已知当地重力加速度大小为g，根据图乙可以计算水从管口喷出时的初速度v＝________(用L、g表示)。 (5)由上述信息可计算得出取水器取水时的流量Q＝________(用L、g、d表示)。 解析　(2)由于是利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量，因此应让取水器启动后水从管口沿水平方向射出。 (3)a点处的速度应该与曲线相切，a点处曲线的切线方向不是水平方向，因此a点不是平抛的起点。 (4)由题图可知，水从a点运动到b点再到c点，a、b间水平方向位移与b、c间水平方向位移都是2L，说明tab＝tbc，a、b间竖直方向位移与b、c间竖直方向位移大小分别为3L和5L，故5L－3L＝gt2，解得t＝，则平抛的初速度为v＝＝＝。 (5)水管的横截面积S＝π，解得取水器取水时的流量为Q＝Sv＝。 答案　(2)水平　(3)不是　(4) (5) 13.（11分）一条河宽为L＝900 m，水的流速为v＝50 m/s，并在下游形成壮观的瀑布。一艘游艇从距离瀑布为l＝1 200 m的上游渡河，为了不被冲进瀑布，游艇应如何航行速度最小？最小值为多少？此时游艇在河中航行的时间为多少？ 解析　为了不被冲进瀑布，而且速度最小，则游艇的临界航线OA如图所示。 船头指向应与航线垂直，并偏向上游，游艇的最小速度等于水的流速沿垂直于航线方向的分量，由几何关系可得sin α＝＝＝，则cos α＝， 所以vmin＝v⊥＝vsin α＝v＝30 m/s， 此时游艇在河中航行的时间为 t＝＝＝37.5 s。 答案　见解析 14.(11分)12旋翼无人机是我国最先进的警用无人机，在一次综合实练中，该无人机对山坡上的“敌方”军事目标实施了精准打击。如图所示(简化示意图)，该无人机悬停在山脚正上方某一高度，此时目标2离无人机最近，无人机以v0＝ 9 m/s的初速度水平发射第一枚导弹，导弹恰好垂直击中目标1；保持高度不变，调整水平发射速度，发射第二枚导弹，第二枚导弹精准击中目标2。已知山坡的倾角θ＝37°，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求： (1)无人机悬停时离山脚的竖直高度。 (2)第二枚导弹发射时的初速度大小。(结果保留1位小数) 解析　(1)设无人机悬停时离山脚的高度为H，离目标1的竖直高度为h1，击中目标1时速度沿竖直方向分量为vy，如图甲所示，对第一枚导弹有 2gh1＝vy2①， vytan θ＝v0②， 速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角的正切值的2倍， 即＝③， H－h1＝x1tan θ④， 联立①②③④解得H＝15.3 m⑤； (2)设第二枚导弹发射时的初速度大小为v0′，水平位移为x′，下落高度为h′，所用时间为t′，如图乙所示，有 h′＝gt′2⑥， x′＝v0′t′⑦， 由几何关系得， ＝＝tan θ⑧， 联立⑤⑥⑦⑧解得v0′≈5.2 m/s。 答案　(1)15.3 m　(2)5.2 m/s 15.（14分）如图甲所示，饲养员对着长l＝1.0 m的水平细长管的一端吹气，将位于吹气端口的质量m＝0.02 kg的注射器射到动物身上。注射器飞离长管末端的速度大小v＝20 m/s。可视为质点的注射器在长管内做匀变速直线运动，离开长管后做平抛运动，如图乙所示。（g取10 m/s2） （1）求注射器在长管内运动时的加速度大小； （2）求注射器在长管内运动时受到的合力大小； （3）若动物与长管末端的水平距离x＝4.0 m，求注射器下降的高度h。 解析　（1）由匀变速直线运动规律v2－＝2al， 得a＝＝2.0×102 m/s2。 （2）由牛顿第二定律F＝ma， 得F＝4 N。 （3）由平抛运动规律x＝vt， 代入数据得t＝＝0.2 s， 由h＝gt2，得h＝0.2 m。 答案　（1）2.0×102 m/s2　（2）4 N　（3）0.2 m 学科网（北京）股份有限公司 $$