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章末检测(一) 抛体运动
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一、选择题:本题共10个小题,共46分。在每小题所给的四个选项中,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.下列关于物体做曲线运动的说法正确的是( )
A.速度大小一定发生变化
B.加速度一定发生变化
C.合外力一定不为零
D.合外力的方向与速度方向可能在同一直线上
C
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做曲线运动的物体速度方向时刻发生变化,大小不一定发生变化,故A错误;做曲线运动的物体速度方向时刻发生变化,所以一定是变速运动,故合外力一定不为零,但是可以不变,所以加速度不一定发生变化,故B错误,C正确;物体做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向不在同一直线上,故D错误。
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2.在一次课外实践活动中,从水
平光滑桌面上的A点向B点发射
一个乒乓球,甲、乙、丙、丁四
位同学用吹管分别沿不同方向吹
气(如图所示),试图将乒乓球吹
入球门C。预测四位同学成功率
最高的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
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C
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从B处吹气,要保证合运动沿BC
方向,乒乓球参与了AB方向的运
动和吹气方向的运动,要使乒乓
球进入C处的球门,根据平行四
边形定则知,吹气的方向向左下
方,故C正确,A、B、D错误。
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3.(2024·上海徐汇高一期末)若空气阻力不可忽略,运动员在空中滑行时
所受合力的图示正确的是( )
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B
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运动员在空中受到方向竖直向下的重力与空气阻力,空气阻力方向与速度方向相反,根据力的合成规律,合力方向指向右下方。
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4.(2024·苏州南师大附中高一期末)一游泳者横渡水流速度恒定的万泉
河,人在河中始终保持头朝垂直于河岸方向游向对岸,人相对于静水的
速度不变。若横渡过程中,突遇涨潮,水流速度增大,则( )
A.横渡的时间变短
B.横渡的时间变长
C.到达对岸时的速度变大
D.到达对岸时的速度不变
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C
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由题知,人在河中始终保持头朝垂直于河岸方
向游向对岸,则横渡的时间等于河的宽度除以
人相对于静水的速度,即横渡的时间不变,与水
流速度无关,故A、B错误;由于水流速度增大,
而人相对于静水的速度不变,根据平行四边形定则,可知人到达对岸时的速度变大,故C正确,D错误。
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5.一个物体以v0的初速度水平抛出,落地速度为v,不计空气阻力,重力加
速度为g,则物体的飞行时间为( )
A. B.
C. D.
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将落地的速度分解为水平方向和竖直方向,水平方向的速度等于v0,则竖直方向上的速度vy=,根据vy=gt,得t=,故选C。
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6.如图,在水平地面上做匀速直线运动的汽车通过定滑轮用绳子吊起一
物体,若汽车和被吊物体在同一时刻的速度大小分别为v1和v2,连接汽车
的绳子与水平方向的夹角为α,则下列说法正确的是( )
A.v1=v2cos α
B.物体做匀速运动,其所受拉力等于物体重力
C.v1cos α=v2
D.物体做匀加速直线运动,拉力大于重力
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C
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将汽车的速度分解为沿绳子方向和垂直绳
方向,因为沿绳的速度与物体速度大小相
同,故有v1cos α=v2,A错误,C正确。根据
题意汽车做匀速直线运动,v1不变,随着汽
车向左行驶,α变小,可得v2变大,物体向上加速运动,所受拉力大于其重力;由于cos α不是随时间均匀变化,故v2不是随时间均匀变化,即物体做的并不是匀加速直线运动,B、D错误。
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7.如图所示为某节目中一个环节的示意图。选
手会遇到一个人造山谷POQ,PO是竖直峭壁,
OQ是以P点为圆心的弧形坡,Q点右侧是一段
水平跑道。选手助跑后从P点水平向右跳出,跃
上Q点右侧的跑道上。选手可视为质点,忽略空
气阻力,下列说法正确的是( )
A.初速度越大,选手从P跳出至落在Q右侧跑道上的时间越长
B.初速度越大,选手从P跳出至落在Q右侧跑道上的时间越短
C.只要选手落在Q右侧跑道上,下落时间为一定值与速度无关
D.若落在OQ圆弧上,初速度越大,选手在空中运动时间越长
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C
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只要选手落在Q右侧跑道上,其下落高度为一定
值,所以下落时间也为一定值,与速度无关,故A、
B错误,C正确;若落在OQ圆弧上,初速度越大,选
手落在OQ上的位置越靠右,下落的高度越小,在
空中运动时间越短,故D错误。
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8.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔
夫球,由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平
距离为L的A穴,重力加速度为g,则( )
A.球被击出时的初速度大小为L
B.球被击出时的初速度大小为L
C.该球从被击出到落入A穴所用时间为
D.该球从被击出到落入A穴所用时间为
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BD
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竖直方向只受重力,为自由落体运动,由
h=gt2,得t= ,故C错误,D正确;由于
球竖直地落入A穴,故水平方向的末速度为零,根据运动学公式,有L=t,解得v0= =L ,故A错误,B正确。
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9.(2024·云南保山高一联考)在某次单板滑雪训练时,一运动员的跳跃运
动过程简化后如图所示,A、B、C分别为起跳点、最高点和落地点。若
已知其滞空时间为2.8 s,B、C间的高度差为16.2 m、水平间距为21.6 m,
g取10 m/s2,不计空气阻力,则( )
A.A、B间的高度差为5 m
B.A、B间的水平间距为10 m
C.运动员在最高点的速度大小为12 m/s
D.运动员落地时的速度大小为24 m/s
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AC
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根据平抛运动规律hBC=g,xBC=vBt2,联立
代入数据解得t2=1.8 s,vB=12 m/s,故C正确;
从A到B用时为t1=t-t2=1 s,起跳点A与最高
点B竖直距离为hAB=g=5 m,故A正确;起跳点A与最高点B的水平距离为xAB=vBt1=12 m,故B错误;运动员落地时的速度大小为v= m/s=6 m/s,故D错误。
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10.如图所示,运动员将排球从底线A点的正上方以速度v沿垂直球网的方
向水平击出,排球刚好越过球网上边缘落在对方底线的B点上,且AB平行
于边界CD。已知网高为h,球场的长度为s,不计空气阻力,排球可看成质
点,重力加速度为g,则( )
A.球从击出点至落地点的位移大小等于s
B.球从击出点至落地点的位移与球的质量有关
C.击出点距地面的高度H等于
D.球的初速度v的大小等于
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CD
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球从击出点至落地点的位移大小为s'=
,即水平方向的位移和竖直方向位
移的矢量和,A错误;由于位移不涉及球的质
量,所以球从击出点至落地点的位移与球的
质量无关,B错误;排球做平抛运动,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,排球从击出点运动到网的位置的过程中,水平方向有=vt1,
竖直方向有H-h=g,排球从网位置到落地的过程中=vt2,全过程中,
竖直方向H=g(t1+t2)2,其中t1=t2,联立解得H=h,v= ,C、D正确。
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二、非选择题:本题共5个小题,共54分。计算题需要写出必要的文字说明和具体的解题步骤。
11.(6分)如图甲、乙所示为研究平抛运动规律的两个实验装置示意图。把白纸铺贴在覆盖有复写纸的硬薄板B上,实验时依次将硬薄板B水平插入竖直固定放置的A板的各个插槽中,每次让小球从固定倾斜轨道的同一位置由静止释放,并从轨道的末端水平飞出。每打完一点后,把B板水平插入A板下方相邻插槽中并继续进行如上操作。甲图装置中,A板的各插槽相邻间距都相等,且均为y;乙图装置中,A板的各插槽相邻间距分别为y1、y2、y3、y4、y5、y6,且y2-y1=y3-y2=y4-y3=y5-y4=y6-y5。两个实验装置分别得到小球在白纸上打下的若干痕迹点。忽略空气阻力的影响,根据平抛运动的规律,回答下列问题:
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(1)在甲图装置中,小球在两相邻痕迹点之间运动时间________(选填“相等”或“不相等”)。
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不相等
(1)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,因为y1=y2=y3=y4=y5=y6=y,不满足Δy=g(Δt)2,所以在甲图装置中,小球在两相邻痕迹点之间运动时间不相等。
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(2)在乙图装置中,小球在两相邻痕迹点之间运动时间________(选填“相等”或“不相等”)。
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相等
(2)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,因为y2-y1=y3-y2=y4-y3=y5-y4=y6-y5,满足Δy=g(Δt)2,在连续的相等时间间隔内位移差相等,所以在乙图装置中,小球在两相邻痕迹点之间运动时间相等。
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12.(8分)(2024·辽宁朝阳高一期中)采用如图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________。
A.要求斜槽轨道保持水平且光滑
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
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C
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(1)要求斜槽轨道末端保持水平但是不一定必须光滑,
故A错误;为保证小球做平抛运动的速度相同,则每次
小球必须从同一高度由静止释放,故B错误,C正确;为
描出小球的运动轨迹,描绘的点要用平滑曲线连线,
故D错误。
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(2)如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方
法获得的相片的一部分,图中背景小方格的边长
为2.5 cm,g取10 m/s2,则:
①图中A点________(选填“是”或“不是”)平
抛的起点。
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不是
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(2)①根据小球竖直方向做自由落体运动,若A点
为平抛的起点,则AB、BC竖直方向上位移之比
应是1∶3,而不是图中3∶5,故A点不是平抛的
起点。
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②小球过B点的竖直方向速度vBy=________m/s。
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②竖直方向Δy=2l=gT2,解得T= ,小球过B点的竖直方向速度为vBy= m/s。
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13.(10分)(2024·江苏泰州高一期末)在
水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕
沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开
地面后失去动力,可以视为平抛运动。
摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。g取10 m/s2。求:
(1)摩托车飞跃壕沟的时间。
答案:(1) s
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(1)由h=gt2得,摩托车飞跃壕沟的时
间t= = s= s。
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(2)摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟?
答案: (2)5 m/s
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(2)由x=v0t得,摩托车越过这个壕沟的
最小速度v0= m/s=5 m/s。
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(3)摩托车落地时的速度大小和方向。
答案: (3)16.1 m/s 方向与水平方向夹角正切为tan θ=0.2
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(3)摩托车落地时的竖直速度vy=gt= m/s
速度大小v= m/s≈16.1 m/s
方向与水平方向夹角为tan θ==0.2。
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14.(13分)某地突降暴雨,道路被淹,需要调用直升机抢运被困人员。如图甲所示,直升机放下绳索吊起被困人员,一边收缩绳索一边飞向安全地,前4 s内被困人员水平方向的vx-t图像和竖直方向的vy-t图像分别如图乙、图丙所示。不计空气阻力,g取10 m/s2。以t=0时刻被困人员所在位置为坐标原点,水平向右为x轴的正方向,竖直向上为y轴正方向,求被困人员:
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(1)在4 s末的速度v大小;
答案:(1)5 m/s
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(1)由题图乙、丙知4 s末的速度大小为
v==5 m/s 。
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(2)在4 s末的位置坐标(x,y);
答案: (2)(12 m,8 m)
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(2)根据速度—时间图像与t轴围成的面积表示位移,4 s末水平方向的位移和竖直方向的位移分别为:x=3×4 m=12 m
y= m=8 m
故在4 s末的位置坐标为(12 m,8 m)。
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(3)在前4 s的轨迹方程。
答案: (3)y=(0≤x≤12 m)
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(3)在前4 s内:
x=3t
y=at2
a= m/s2=1 m/s2
可得前4 s的轨迹方程为y=(0≤x≤12 m)。
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15.(17分)如图所示,小球从平台上水平抛出,正好无
碰撞落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑固定
斜面的顶端并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平
台的高度差h=0.8 m,不计空气阻力,重力加速度g取
10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)小球水平抛出的初速度大小v0。
答案:(1)3 m/s
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(1)小球从平台抛出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动
则h=g,vy=gt1
根据已知条件结合速度的合成与分解有
tan 53°=
代入数值解得v0=3 m/s,t1=0.4 s。
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(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s。
答案: (2)1.2 m
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(2)s=v0t1,则s=1.2 m。
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(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经
多长时间到达斜面底端?
答案:(3)2.4 s
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(3)设小球落到斜面顶端的速度大小为v1,
sin 53°=
小球在光滑斜面上的加速度大小为a=gsin 53°
小球在斜面上的运动过程满足=v1t2+at2 2
故小球离开平台后到达斜面底端经历的时间为
t=t1+t2
联立以上各式解得t=2.4 s。
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$$