摘要:
**基本信息**
高一物理第五章抛体运动单元卷,以扬场劳动、大疆无人机、亚冬会跳台滑雪等真实情境为载体,覆盖平抛运动规律、运动合成与分解等核心知识,通过实验探究与综合应用,培养运动和相互作用观念及科学推理能力,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|8/24|小船渡河、平抛运动时间与速度|原创扬场情景考查运动合成与分解|
|多选题|4/16|斜抛运动、曲线运动受力分析|以射水鱼、篮球投掷为情境设计选项|
|实验题|14分|平抛运动实验操作与数据处理|频闪照相探究运动特点,强调科学探究|
|解答题|46分|风洞实验、跳台滑雪综合应用|亚冬会跳台滑雪新情景,考查模型建构与科学推理|
内容正文:
Sheet1
题号 题型 分值 知识点 难度系数(预估)
1 单选题 3 过河时间最短问题 0.85
2 单选题 3 平抛运动速度的计算 0.85
3 单选题 3 运动的合成与分解,平抛规律的变形应用 0.5
4 单选题 3 物体运动轨迹、速度、受力(加速度)的相互判断 0.85
5 单选题 3 斜抛运动 0.65
6 单选题 3 互成角度的两个匀速直线运动的合成,一个匀速和一个变速运动的合成 0.65
7 单选题 3 互成角度的两个匀速直线运动的合成,过河时间最短问题,船速大于水速时最短过河位移问题 0.65
8 单选题 3 平抛运动速度的计算 0.65
9 多选题 4 斜抛运动 0.85
10 多选题 4 斜抛运动 0.85
11 多选题 4 平抛运动速度的计算,平抛运动位移的计算 0.65
12 多选题 4 超重和失重的概念,绳连接关联速度问题 0.65
13 实验题 平抛运动的概念 0.85
14 实验题 利用水平挡板探究平抛运动的规律 0.65
15 解答题 6 两个变速直线运动的合成 0.85
16 解答题 13 绳连接关联速度问题 0.85
17 解答题 15 平抛运动速度的计算,平抛运动位移的计算,速度偏转角的正切值与位移偏转角正切值的关系 0.65
18 解答题 16 与斜面结合的平抛运动 0.5
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高一物理下学期阶段测试
第五章 抛体运动
答案及解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
C
B
B
A
B
BC
AB
题号
11
12
答案
AC
AC
1.B
【详解】AB.渡河时间只与垂直于河岸速度(本题中即船相对于静水速度)有关,沿水流方向有
根据轨迹可知,船沿AC轨迹过河所用的时间最短,故A错误,B正确;
CD.因为水流速度相同,但三次船相对于静水的速度不同,故三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小不相同,故CD错误。
故选B。
2.A
【详解】两个小球都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据
可知
因为
ha>hb
则
ta>tb
根据
x=v0t
因为水平位移相等
va<vb
故A正确,BCD错误。
故选A。
3.【答案】A
【详解】A.在水平恒定风力和重力的作用下,从同一位置静止释放,所以外壳与小麦粒在空中做初速度为零的匀变速直线运动,故A正确;
B.因为两者在竖直方向均做自由落体运动,高度相同,外壳与小麦粒在空中运动的时间相等,故B错误;
C.外壳与小麦粒在空中都做初速度为零的匀加速直线运动,所受合力
因为,所受风力大小相等;故由,可得,又外壳与小麦粒在空中运动的时间相等,则落地速度,得,故C错误;
D.外壳的水平加速度较大,水平方向位移
外壳落地点与点的水平距离大于小麦粒落地点与点的水平距离,故D错误。
故选A。
4.C
【详解】赛车做曲线运动,受到的合力指向运动轨迹弯曲的内侧。由于赛车做加速运动,所以合力的方向与赛车的速度方向(曲线上该点的切线方向)的夹角要小于90°。故选C。
5.B
【详解】AB.从抛出到第一次接触水面的时间
碰后反弹高度都是前一次,可知从第一次接触水面到第二次接触水面的时间
从第二次接触水面到第三次接触水面的时间
从第三次接触水面到第四次接触水面的时间
则经历的时间,A错误,B正确;
CD.因水平速度不变,则经历的水平距离为,CD错误。
故选B。
6.B
【详解】A.内,由题图乙知,水平方向做匀速直线运动;由题图丙知,内无人机竖直方向做匀加速直线运动,内做匀速直线运动;则内无人机做匀加速曲线运动,内做匀速直线运动,故A错误;
B.时水平方向速度大小为
竖直方向速度大小为
则此时速度大小为
故B正确;
C.内,无人机在水平方向和竖直方向均做匀速直线运动,加速度大小为0,C错误;
A.内,无人机在水平方向位移大小为
竖直方向位移大小为
则位移大小为
故D错误。
故选B。
7.A
【详解】A.合运动和分运动之间具有等时性,所以当人沿着垂直河岸的方向游泳时,游到对岸用时最短,最短时间为
故A正确;
B.人在静水中的速度恒定(匀速),水流速度恒定(匀速),其合运动一定是匀速直线运动,故B错误;
CD.因为
则人沿着斜向上游方向游泳时,可以使沿河岸方向的速度为零,合速度垂直河岸从而垂直过河,设人游泳的方向与上游河岸的夹角为,有
解得
即
故CD错误。
故选A。
8.B
【详解】平抛运动水平方向为匀速直线运动,水平分速度始终等于初速度,竖直方向为自由落体运动,设、点竖直分速度分别为、
点速度与水平方向成45°,则
解得
点速度与水平方向成60°,则
解得
竖直方向由匀变速直线运动速度位移公式
解得
故选B。
9.BC
【详解】水被射出到最高点过程,竖直方向有
解得
根据对称性可知,射出的水在空中运动的时间为
射出的水在空中运动的位移大小为
故选BC。
10.AB
【详解】AB.关于篮球的两次运动,将篮球看成逆向的平抛运动,加速度均为重力加速度,竖直方向有
由于下落高度相同,则两次从出手到击中篮板的时间相同,故AB正确;
C.水平方向根据
由于两次篮球的水平位移不相等,可知两次的水平速度不相等,则两次击中篮板时速度不相等,故C错误;
D.出手时的速度大小为
可知两次出手时的速度大小不相等,故D错误。
故选AB。
11.AC
【详解】A.质点a在竖直平面内做平抛运动,质点b在斜面上运动时,只受沿斜面方向垂直于斜面底边的重力的分力mgsin θ的作用,如图所示,质点b做类平抛运动。分析如下:对a,由,解得运动时间
对b,由
所以运动时间
故A正确;
B.对a,沿x轴方向位移
xa=v0ta
对b,沿x轴方向位移
xb=v0tb≠xa
故B错误;
C.由动能定理知
所以a、b落地时的速度大小相同,故C正确;
D.a物体的速度方向在竖直平面内,而b的速度方向沿斜面的方向,所以a、b落地时速度的方向不同,故D错误。
故选AC。
12.AC
【详解】AB.将车速v沿着细钢丝方向和垂直于细钢丝的方向分解可知,在沿着细钢丝方向的速度为
所以人上升的速度为
故A正确,B错误;
CD.设连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为,则人的速度
人在加速上升,则演员处于超重状态,故C正确,D错误。
故选AC。
13. ABD 自由落体运动 A球相邻两位置水平距离相等 10
【详解】(1)[1]A.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响,A正确;
B.本实验需要借助重垂线确定竖直方向,B正确;
CD.实验过程先打开频闪仪,再水平抛出小球,C错误,D正确。
故选ABD。
(2)[2][3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可以判断出A球竖直方向做自由落体运动;根据A球相邻两位置水平距离相等,可以判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)[4]小球从高度为0.8m的桌面水平抛出,根据运动学公式
解得
频闪仪每秒频闪25次,频闪周期
故最多可以得到小球在空中运动个数为
14.(1)A
(2)A
(3)1.0
【详解】(1)A.为了保证小球做平抛运动,需调节斜槽保证其末端水平,故A正确;
B.研究的是小球抛出后的运动情况,因此斜槽轨道不需要光滑,故B错误;
C.为了保证小球平抛运动的初速度相等,每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放,故C错误。
故选A。
(2)A.由图乙可知,第3个点明显不到线上,水平方向的位移偏小,是由于水平方向的初速度太小,原因可能是小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次的位置偏低,故A正确;
BC.钢球释放的高度偏高或钢球没有从静止释放,都会导致钢球平抛时的初速度偏大,水平位移会随之偏大,而不是偏小,故BC错误;
D.若挡板MN略有倾斜,会影响钢球竖直方向的位移,而不会造成钢球水平位移异常,故D错误。
故选A。
(3)由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动,则有
解得
则钢球平抛的初速度
15.(1) (2)
【详解】(1)将此运动分解成水平方向与竖直方向两个分运动,依据运动学公式与矢量合成法则,则小球在竖直方向的初速度为 2分
由题可知到P点时速度恰好为水平方向,则竖直方向的速度恰好为零,加速度为重力加速度,则有 1分
(2)小球在水平方向上的初速度为 1分
由题分析,可知小球在水平方向上先向右减速到零,再反向向左加速到P点,则运动的时间为 1分
小球在水平方向向右减速到零过程有 1分
小球在水平方向上,根据牛顿第二定律有 1分
联立解得 1分
16.(1);(2)
【详解】(1)对物块速度沿绳子和垂直于绳子的方向分解,其中沿绳方向上的速度
2分
物块的速度沿绳方向,所以
1分
解得
1分
(2)对物块受力分析,水平方向上有
1分
竖直方向上有
1分
1分
解得
1分
对于物块利用牛顿第二定律
1分
解得 1分
17.(1);(2),
【详解】(1)根据题意,设排球在空中飞行的时间为,则有
2分
解得
1分
则排球在空中飞行的水平距离
2分
(2)根据题意可知,乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小
2分
解得
1分
则有
2分
设速度方向与水平方向夹角为θ,则有
2分
18.(1)20m/s
(2)9m,25m/s
(3)75m
【详解】(1)运动员从B点水平飞出后做平抛运动,则有, 2分
结合题意可得, 1分
联立解得 1分
(2)将B点的速度按如图所示分解
则有, 2分
当时,运动员离斜面最远,同理将重力加速度进行分解,则有
1分
1分
最远距离 1分
当运动员离斜面最远时,则有 1分
解得 1分
则此时运动员的速度为 1分
(3)根据上述分析可知,运动员从B点飞出后落到C点的时间为 1分
则 2分
得 1分
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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应用场景:单元测试
高一物理下学期阶段测试
第五章 抛体运动
(考试时间:90分钟,分值:100分)
一、单选题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.一只小船过河,河中水流速度各处相同且恒定,小船船头始终垂直于平直岸,小船三次运动中,轨迹如图中虚线所示,三次运动中,小船速度大小不同,由此可以确定( )
A.船沿三条不同路径渡河的时间相同 B.船沿AC轨迹过河所用的时间最短
C.三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小相同 D.三次运动中,船在静水中的速度大小相同
2.如图所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A.ta>tb, va<vb B.ta>tb, va>vb C.ta<tb, va<vb D.ta<tb, va>vb
3.(原创)在北方麦收的季节里,扬场是一项必不可少的劳动程序。如图甲所示,人们用木锨和“扬钗”等工具将麦子高高扬起,借助风力将外壳和尘土吹走,从而分离出纯净的小麦粒。扬场的工作原理可简化为图乙模型:质量为的外壳与质量为的小麦粒仅在水平恒定风力和重力的作用下,从同一位置静止释放,若小于,外壳与小麦粒受到的风力大小相等。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.外壳与小麦粒在空中做直线运动
B.外壳在空中运动的时间更长
C.外壳与小麦粒落地时速度大小相等
D.外壳落地点与点的水平距离等于小麦粒落地点与点的水平距离
4.赛车加速通过弯道时,运动轨迹为图中的曲线。则赛车通过弯道时所受合力F的方向,正确的是( )
A. B.
C. D.
5.打水漂投掷时石片在距离水面高处以水平速度抛出,若石片与水面碰撞时,水平速度不变,但碰后反弹高度都是前一次,不计空气阻力,重力加速度为,则石片从抛出到第四次触水过程中( )
A.经历的时间 B.经历的时间
C.经历的水平距离为 D.经历的水平距离为
6.(新情景)我国大疆是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商,产品覆盖航拍、农业、行业应用等多个领域。如图甲所示,现有一小型大疆无人机在喷洒农药,将其运动沿水平方向和竖直方向分解,水平位移x随时间t变化的关系如图乙所示,竖直方向的速度随时间t变化的关系如图丙所示。关于该小型无人机,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.0~2s内做匀加速直线运动 B.t=3s时速度大小为m/s
C.2~4s内加速度大小为1 D.0~2s内位移大小为4m
7.近年来,我国各地都有组织游泳横渡江河的活动以倡导环保意识和体育精神。在一次横渡河流的游泳活动中,人在静水中的速度为1.25m/s,要渡过宽为500m、水流速度为1.0m/s的河流,,,则下列说法正确的是( )
A.人游到对岸的最短时间为400s
B.人面对正对岸游动,其实际路线是曲线
C.人沿着与上游河岸夹角53°的方向游泳时,可以到达正对岸
D.人不可能垂直游到正对岸
8.无人机在高空水平投放救灾物资,物资做平抛运动,运动过程中经过P、Q两点。已知物资在P点速度方向与水平方向成45°,在Q点速度方向与水平方向成60°,物资由P到Q的高度变化为h,重力加速度为g,则物资的初速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
9.如图所示,射水鱼将水倾斜射出。重力加速度大小为g,不计空气阻力。若水被射出时的速度大小为,方向与水面的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.射出的水在空中运动的时间为
B.射出的水在空中运动的时间为
C.射出的水在空中运动的位移大小为
D.射出的水在空中运动的位移大小为
10.如图所示,某同学分别站在同一直线上的A、B两个位置投掷篮球,篮球出手时高度相同,出手后都刚好垂直击中竖直篮板上的同一点,不计空气阻力。关于篮球的两次运动,下列说法正确的是( )
A.在空中运动的加速度相同 B.从出手到击中篮板的时间相同
C.击中篮板时速度相同 D.出手时的速度大小相同
11.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,如图所示,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.a、b的运动时间不同
B.a、b沿x轴方向的位移相同
C.a、b落地时的速度大小相同
D.a、b落地时的速度相同
12.影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚(钢丝)的。如图所示,轨道车A通过细钢丝跨过轮轴拉着特技演员B上升,便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以速度大小向左匀速前进,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°,连接特技演员B的钢丝竖直,取,则该时刻特技演员B( )
A.速度大小为 B.速度大小为
C.处于超重状态 D.处于失重状态
第II卷(非选择题)
三、实验题(共14分,每空2分)
13.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是________(填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做____________运动;根据________,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平物运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的________个位置。
14.用图甲所示装置研究平抛运动,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下,从点水平飞出后落在挡板上,钢球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列点迹,如图乙所示。用平滑曲线将各个点拟合,得到该平抛运动的部分轨迹如图丙所示。
(1)下列操作中,必要的是________。
A.调节斜槽末端水平
B.每次操作可从不同位置由静止释放钢球
C.尽可能减小斜槽与钢球之间的摩擦
(2)图乙中有一个点偏差较大,原因可能是该次实验________。
A.钢球释放的高度偏低 B.钢球释放的高度偏高
C.钢球没有从静止释放 D.挡板MN略有倾斜
(3)由图丙数据可得钢球平抛的初速度为________(取,结果保留两位有效数字)。
四、解答题(共46分)
15.(本题8分)风洞实验是测试飞行器性能的重要方法,风洞中可以提供大小和方向恒定的风力。在某风洞中存在水平方向的恒定风力,将质量为m的小球以速度从O点斜向上弹射出去,与水平方向夹角为,经过一段时间后,小球到达射出点正上方的P点时,速度恰好为水平方向,重力加速度为g。求:
(1)P点到O点的竖直高度h;
(2)水平风力的大小F。
16.(本题10分)如图所示,质量都为1kg的两个物体A、B,用轻绳跨过光滑定滑轮相连接,在水平拉力F作用下,物体B沿水平地面向右做匀速直线运动,速度大小为6m/s。物体B与水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为。当物体B运动到使斜绳与水平方向成37°时,水平拉力F的大小为11N。已知,;g取。求此时:
(1)物块A的速度大小;
(2)物块A的加速度大小。
17.(本题12分)体育课上,甲同学在距离地面高处将排球击出,球的初速度沿水平方向,大小为;乙同学在离地处将排球垫起,垫起前后球的速度大小相等,方向相反。已知排球质量,取重力加速度。不计空气阻力。求:
(1)排球被垫起前在水平方向飞行的距离;
(2)排球被垫起前瞬间的速度大小及速度方向与水平方向夹角的正切值。
18.(新情景)(本题16分)2025年2月14日晚,哈尔滨第九届亚洲冬季运动会落下帷幕。“春暖冰城,情动亚洲”,哈尔滨的冰雪正在消融,但亚冬会播下的友谊种子正在生根发芽。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一,哈尔滨跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示,其简化图如图乙所示,跳台滑雪赛道由助滑道AB,着陆坡BC,减速停止区CD三部分组成,B点处对应圆弧半径为。比赛中质量的运动员从A点由静止下滑,运动到B点后水平飞出,落在着陆坡的C点,已知运动员在空中的飞行时间为3s,着陆坡的倾角,重力加速度,忽略空气阻力影响,求:
(1)运动员从B点水平飞出的速度大小为多少?
(2)运动员从B点飞出后离斜面最远距离及此时速度是多少?
(3)BC间的位移大小?
2
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