内容正文:
单元检测卷(一) 抛体运动
(时间:90分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.关于运动的合成,下列说法中正确的是( )
A.两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等
B.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
C.只要两个分运动是匀加速直线运动,那么合运动也一定是匀加速直线运动
D.只要两个分运动是直线运动,那么合运动也一定是直线运动
答案:A
解析:分运动和合运动具有等时性,因此两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等,故A正确;根据平行四边形定则可知,合运动的速度可能大于分运动的速度,也可能小于分运动的速度,还可能等于分运动的速度,故B错误;只有当合速度与合加速度方向相同时,合运动才是匀加速直线运动,有一定夹角时合运动是曲线运动,故C、D错误。故选A。
2.如图所示,水平向右运动的小汽车通过轻绳和光滑轻质定滑轮拉小船,使小船向河岸匀速靠近,假设该过程中小船受到的水的阻力不变。则该过程中( )
A.小汽车向右做匀速运动
B.小汽车向右做减速运动
C.轻绳受到的拉力保持不变
D.小船受到的浮力保持不变
答案:B
解析:将小船的速度分解如图所示,此时汽车的速度为v1=v0cos θ,船靠岸的过程中,θ增大,cos θ减小,船的速度不变,则车速v1减小,所以汽车向右做减速运动,故A错误,B正确;因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡状态,合力为零,设拉力与水平方向的夹角为θ,有Fcos θ=Ff,Fsin θ+F浮=mg,船在匀速靠岸的过程中,θ增大,阻力不变,根据平衡条件知,拉力F不断增大,由牛顿第三定律可知,轻绳受到的拉力不断增大,拉力F增大,sin θ增大,所以小船受到的浮力不断减小,故C、D错误。故选B。
3. (2025·四川省凉山州高一下学期期末)如图所示,小船匀速渡河,已知船在静水中的速度为v船=5 m/s,水流速度v水=3 m/s,河宽为d=60 m,在船头斜指向上游且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.小船恰好垂直到达河对岸
B.小船渡河位移大小是20 m
C.小船到达对岸时在出发点上游80 m处
D.调整船头的方向,最短的渡河时间为15 s
答案:B
解析:河宽为d=60 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=3 m/s,根据平行四边形定则,则船在平行于河岸方向分速度大小为v2== m/s=4 m/s,大于船在静水中的速度v水=3 m/s,可知船的位移不可能垂直河岸,故A错误;小船平行于河岸方向的位移x=(v2-v水)t=(4-3)×20 m=20 m,故小船到达对岸时在出发点上游20 m处,小船渡河位移大小s== m=20 m,故B正确,C错误;船头垂直于河岸时渡河时间最短,最短的渡河时间tmin== s=12 s,故D错误。故选B。
4.飞镖是一种休闲的体育活动。某人站在竖直墙壁前一定距离处练习飞镖,忽略飞镖运动中的空气阻力,他从同一位置沿水平方向扔出两支飞镖A和B,两支飞镖插在墙壁靶上的状态如图所示(侧视图)。则下列说法中正确的是( )
A.飞镖A的质量小于飞镖B的质量
B.飞镖A的飞行时间大于飞镖B的飞行时间
C.抛出时,飞镖A的初速度大于飞镖B的初速度
D.插入靶时,飞镖A的末速度一定小于飞镖B的末速度
答案:C
解析:飞镖被抛出后做平抛运动,因此无法比较飞镖的质量,故A错误;在竖直方向上为自由落体运动,由于B的下落高度大于A的下落高度,根据平抛运动规律有t= ,因此有tB>tA,故B错误;在水平方向上飞镖做匀速直线运动,抛出的初速度为v0=,所以v0A>v0B,故C正确;飞镖插入靶时的速度为v=,根据B、C项分析可知,两者末速度的大小关系无法确定,故D错误。故选C。
5. (2025·山东临沂高一下学期期末)在沂蒙“乡村足球超级联赛”中,某运动员在离球门正前方约7.2 m处头球攻门时,跳起后头部高度约1.8 m,将足球以一定的初速度垂直球门水平顶出,恰好落在球门线上,足球视为质点,不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.球在空中运动的时间约为0.8 s
B.球被水平顶出时的初速度大小约为10 m/s
C.球落地瞬间速度方向与初速度方向的夹角约为30°
D.球落地瞬间的速度大小为6 m/s
答案:D
解析:根据平抛运动规律,有h=gt2,解得t=0.6 s,故A错误;在水平方向上,有v0=,解得球的水平初速度大小v0=12 m/s,故B错误;根据vy=gt,可得球落地前瞬间竖直方向的分速度大小为vy=6 m/s,球落地瞬间速度方向与初速度方向的夹角θ的正切tan θ===,则θ≠30°,故C错误;球落地瞬间的速度大小v== m/s=6 m/s,故D正确。故选D。
6. (2025·四川凉山高一下学期期末)从竖直墙的前方A处,沿AO方向水平发射三颗弹丸,在墙上留下的弹痕a、b、c如图所示。已知Oa=ab=bc,则三颗弹丸(不计空气阻力)( )
A.飞行时间之比是1∶2∶3
B.初速度之比是∶∶
C.初速度之比是1∶∶
D.从射出至打到墙上的过程速度变化量之比是∶∶
答案:B
解析:水平发射的弹丸做平抛运动,Oa=ab=bc,即Oa∶Ob∶Oc=1∶2∶3,由h=gt2,可知ta∶tb∶tc=1∶∶,故A错误;由x=v0t,可得va∶vb∶vc=1∶∶=∶∶,故B正确,C错误;由Δv=gt可知,从射出至打到墙上的过程速度变化量之比是Δva∶Δvb∶Δvc=1∶∶,故D错误。故选B。
7. (2025·四川成都高一下学期期末)如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平面上,小球从斜面上M点的正上方0.2 m处由静止下落,在M点与斜面碰撞,之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间,速度沿斜面方向的分量不变,沿垂直于斜面方向的分量大小不变,方向相反,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2,忽略空气阻力,则小球从M点开始运动至N点的过程中距离斜面最远的时间为( )
A.0.2 s B.0.3 s
C.0.4 s D.0.5 s
答案:A
解析:由自由落体运动公式v2=2gh,可得小球到M点的速度大小为v=2 m/s,将v分解到沿斜面方向和垂直斜面方向,如图所示,则vy'=vy=vcos 37°=1.6 m/s,重力加速度垂直斜面方向的分量大小为ay=gcos 37°=8 m/s2,从M点开始运动至N点的过程中,当垂直斜面的分速度减小到零时,小球距离斜面最远,时间为t==0.2 s。故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. (2025·辽宁葫芦岛高一下学期期中)如图所示,在不计滑轮与轴之间的摩擦和绳子质量的条件下,小车A在水平外力作用下沿水平地面向左做直线运动,绳子跨过定滑轮拉着物体B以速度vB竖直匀速上升,下列判断正确的是( )
A.小车A做减速直线运动
B.绳子拉力大于物体B的重力
C.小车A的速度大小可表示为vBcos θ
D.小车A受到地面的支持力逐渐变大
答案:AD
解析:将小车A的速度沿绳方向和垂直于绳方向分解,可得vAcos θ=vB,小车A的速度大小可表示为vA=,小车A向左做直线运动,θ逐渐减小,小车A的速度逐渐减小,小车A做减速直线运动,故A正确,C错误;物体B匀速上升,受力平衡,FT=mBg,故绳子拉力等于物体B的重力,故B错误;小车A受到地面的支持力为FN=mAg-FTsin θ=mAg-mBgsin θ,小车A在水平外力作用下沿水平地面向左做直线运动,θ逐渐减小,小车A受到地面的支持力逐渐变大,故D正确。故选AD。
9.如图为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点以速度v0沿水平方向扔一小石子,已知xAO=40 m,不计空气阻力,不考虑小石子反弹过程,g取10 m/s2。下列说法正确的有( )
A.若v0=10 m/s,则小石子刚好落在水面与大坝的交点O处
B.若v0=5 m/s,则小石子落在AO的中点处
C.若小石子能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长
D.若小石子不能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长
答案:AD
解析:小石子水平扔出后做平抛运动,根据xAOsin 30°=g得t1= s=2 s,则小石子不落入水中的最大速度v0m== m/s=10 m/s,即v0=10 m/s时,小石子刚好落在水面与大坝的交点O处,故A正确;v0=5 m/s<10 m/s,则小石子会落在大坝上,小石子落在大坝上时位移与水平面的夹角恒为30°,则tan 30°==,代入v0=5 m/s可得t2=1 s,则小石子落到大坝上时水平位移x=v0t2=5×1 m=5 m,合位移x合== m=10 m=xAO,故B错误;若小石子能直接落入水中,则下落的高度相同,平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,故C错误;若小石子不能直接落入水中,落在大坝上位移与水平面的夹角恒为30°,由tan 30°==可知,v0越大,运动的时间就越长,故D正确。故选AD。
10.(2025·山东济南高一下学期期末)一小球从空中某点水平抛出,先后经过A、B两点,已知小球在A点的速度大小为v1、方向与水平方向成30°角,小球在B点的速度方向与水平方向成60°角。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.B点的速度大小为v1
B.A点到B点所用时间为
C.A点到B点的距离为
D.A点到B点的速度变化量的大小等于v1
答案:AC
解析:小球在水平方向做匀速直线运动,则有vBcos 60°=v1cos 30°,解得B点的速度大小为vB=v1,故A正确;小球在竖直方向做自由落体运动,则A点到B点所用时间为t==,A点到B点的速度变化量大小为Δv=gt=v1,故B、D错误;A点到B点的水平距离为x=v1cos 30°·t=,A点到B点的竖直距离为y=·t=,则A点到B点的距离为s==,故C正确。故选AC。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分) (2025·河南周口高一下学期期末)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)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,选项图中y -x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 。
(2)图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取两点A、B,测得A、B两点纵坐标y1=5.0 cm,y2=45.0 cm,A、 B两点水平间距Δx=40.0 cm,则平抛小球的水平速度v0为 m/s。(g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)
答案:(1)C (2)2.0
解析:(1)水平方向有x=v0t
竖直方向有y=gt2
解得y=x2。故选C。
(2)根据y1=g,y2=g(t1+T)2,v0=
可得v0=2.0 m/s。
12.(8分)(2025·陕西西安高一下学期期末)某同学利用如图甲、乙所示装置研究“平抛运动的特点”。
(1)如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,球B将水平飞出,同时球A被松开,两球同时落到地面,说明球B在竖直方向做 运动。
(2)如图乙所示,将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,观察到球1落到水平板上击中球2,说明球1在水平方向做 运动。
(3)该同学用图丙装置继续做平抛运动实验,A、B、C为小球运动轨迹的三个点,如图丁所示,则由图中的数据可求得:(g取10 m/s2)
①小球从B运动到C的时间 s;
②小球运动到B点时速度大小为 m/s(保留两位有效数字)。
答案:(1)自由落体 (2)匀速直线
(3)①0.2 ②5.0
解析:(1)题图甲实验中两球同时落地,说明两球在竖直方向的运动相同,即说明球B在竖直方向做自由落体运动。
(2)题图乙实验中球1落到水平板上击中球2,说明两球在水平方向的运动相同,即说明球1在水平方向做匀速直线运动。
(3)①竖直方向,根据Δy=gT2
解得T== s=0.2 s
②小球做平抛运动的初速度大小为
v0== m/s=3.0 m/s
B点竖直方向的速度大小为
vBy== m/s=4.0 m/s
则B点的速度大小为vB==5.0 m/s。
13.(12分)如图所示,在某次救援行动中,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、丙所示。不计空气阻力,g=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轴的正方向,求被困人员:
(1)在4 s末速度v的大小;
(2)在4 s末位置坐标(x,y)的值;
(3)在前4 s的轨迹方程。
答案:(1)5 m/s (2)(12 m,8 m)
(3)y=x2(m)(0≤x≤12 m)
解析:(1)由题图乙、丙知4 s末的速度大小为v==5 m/s。
(2)根据题图乙、丙可知,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
则在4 s末的位置坐标为(12 m,8 m)。
(3)在前4 s内,x=vxt,y=at2,a= m/s2=1 m/s2,vx=3 m/s
联立可得前4 s的轨迹方程为y=x2(m)(0≤x≤12 m)。
14.(14分)(2025·河南郑州高一下学期期末)如图所示,沙滩排球比赛中,球员将球在边界中点正上方沿中线水平向右击出,空气阻力忽略不计。
(1)若球刚好过网落在对方场地中间位置,求击球高度H与球网高度h的比值;
(2)若已知球网高度h、半个球场的长度x,重力加速度为g,为使水平向右击出的排球既不触网又不出界,求击球高度H的最小值。
答案:(1) (2)h
解析:(1)排球落在对方场地中间位置,则
H=g,x+x=v0t1
排球刚好过网,则H-h=g,x=v0t2
联立解得=。
(2)为使水平向右击出的排球既不触网又不出界,则只需满足球不触网时击球高度最小,即排球刚好经过网,又刚好到达对方球场边缘
则Hmin=g,2x=v0t3
Hmin-h=g,x=v0t4
联立解得Hmin=h。
15.(14分) (2025·吉林辽源高一下学期期末)如图所示,小球从平台上水平抛出,正好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面上,且速度方向恰好沿斜面,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,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
(1)小球经多长时间到达斜面顶端?
(2)小球水平抛出的初速度v0是多少?
(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:(1)0.4 s (2)3 m/s (3)2.4 s
解析:(1)(2)小球从平台水平抛出后,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得
tan 53°=
代入数据解得t1=0.4 s,v0=3 m/s。
(3)小球在光滑斜面上,根据牛顿第二定律有
mgsin 53°=ma
小球在斜面上的运动过程中满足=v1t2+a,其中v1=
故小球离开平台后到达斜面底端的时间为
t=t1+t2
解得t=2.4 s。
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