【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：抛体运动

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：抛体运动
【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：抛体运动 一、单项选择题（共20小题；共80分）1. 某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知在 B 点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是   A. D 点的速率比 C 点的速率大 B. D 点的加速度比 C 点的加速度大 C. 从 B 到 D 加速度与速度始终垂直 D. 从 B 到 D 加速度与速度的夹角先增大后减小 2. 关于抛体运动，下列说法正确的是   A. 将物体以某一初速度抛出后的运动 B. 将物体以某一初速度抛出，只在重力作用下的运动 C. 将物体以某一初速度抛出，满足合外力为零的条件下的运动 D. 将物体以某一初速度抛出，满足除重力外其他力的合力为零的条件下的运动 3. 从地面上斜向上抛出一物体，当它上升到最高点时，下列说法正确的是   A. 速度为零，加速度为零 B. 速度为零，加速度不为零 C. 速度不为零，加速度为零 D. 速度不为零，加速度不为零 4. 有一支步枪，先后以不同的速度 v1 、 v2 和 v3 射出三颗子弹，各速度矢量如图所示，则哪颗子弹射得最高   A. a B. b C. c D. 一样高 5. 将一只苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户 1 、 2 、 3。图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是   A. 苹果通过第 1 个窗户所用的时间最长 B. 苹果通过第 3 个窗户的平均速度最大 C. 苹果通过第 1 个窗户克服重力做的功最大 D. 苹果通过第 3 个窗户克服重力做功的平均功率最小 6. 如图所示为四分之一圆柱体 OAB 的竖直截面，半径为 R，在 B 点上方的 C 点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在 D 点与圆柱体相切，OD 与 OB 的夹角为 60∘，则 C 点到 B 点的距离为   A. R B. R2 C. 3R4 D. R4 7. 关于物体所受合力的方向，下列说法正确的是   A. 物体做速率逐渐增大的运动时，其所受合力的方向一定与速度方向相同 B. 物体做变速曲线运动时，其所受合力的方向一定改变 C. 物体做变速圆周运动时，其所受合力的方向一定指向圆心 D. 物体做匀速曲线运动时，其所受合力的方向总是与速度方向垂直 8. 将一个物体以速度 v 水平抛出，当物体的竖直速度与水平速度的 大小相等时，所经历的时间为   A. vg B. v2g C. 2vg D. 2vg 9. 一个物体以初速度 v0 水平抛出，经时间 t 时，其速度竖直方向分量和 v0 大小相等，t 等于   A. v0g B. 2v0g C. v02g D. 2v0g 10. 对平抛运动，下列说法正确的是   A. 平抛运动是非匀变速曲线运动 B. 做平抛运动的物体，在任何相等的时间内位移的增量都是相等的 C. 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 D. 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关 11. 一架飞机沿水平方向匀速飞行，从飞机上每隔 1 s 释放一个铁球，先后共释放 4 个。若不计空气阻力，从飞机上观察 4 个球   A. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的 C. 在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D. 在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 12. 关于平抛物体的运动，下列说法正确的是   A. 由 t=xv0 知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短 B. 由 t=2hg 知，物体下落的高度越大，飞行时间越长 C. 任意连续相等时间内，物体下落高度之比为 1:3:5 D. 任意连续相等时间内，物体运动速度改变量相等 13. 如图所示，某同学在一次投篮表演时将篮球直接投入篮圈，篮圈高度为 H, 篮球出手高度为 h, 初速度大小为 v，初速度与水平方向夹角为 θ，篮球出手点到篮圈的水平距离为 L，重力加速度为 g。不计空气阻力并把篮球看成质点，已知下面哪组数据可以求出篮球从出手到刚入篮圈的时间   A. L 、 θ 、 v B. H 、 L 、 g C. L 、 θ 、 h D. H 、 h 、 g 14. 在水平地面上的 O 点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出，甲、乙在同一竖直面内运动，其轨迹如图所示，A 点是两轨迹在空中的交点，甲、乙运动的最大高度相等。若不计空气阻力，则下列判断正确的是   A. 甲先到达最大高度处 B. 乙先到达最大高度处 C. 乙先到达 A 点 D. 甲先到达水平地面 15. 羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则   A. 击中甲、乙的两球初速度 v甲=v乙 B. 击中甲、乙的两球初速度 v甲>v乙 C. 假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓 D. 击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大 16. 图中给出了某一通关游戏的示意图，安装在轨道 AB 上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在 B 点正上方，竖直面内的半圆弧 BCD 的半径 R=2.0 m，直径 BD 水平且与轨道 AB 处在同一竖直面内，小孔 P 和圆心 O 连线与水平方向夹角为 37∘，游戏要求弹丸垂直在 P 点圆弧切线方向射入小孔 P 就能进入下一关，为了能通关，弹射器离 B 点的高度和弹丸射出的初速度分别是（不计空气阻力，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8）   A. 0.15 m，43 m/s B. 1.5 m，43 m/s C. 0.15 m，26 m/s D. 1.5 m，26 m/s 17. 美国宇航局计划 2025 年前载人登陆小行星。为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境。在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态。现要求一架飞机在速度大小为 v1=500 m/s 时进入失重状态试验，在速度大小为 v2=1000 m/s 时退出失重状态试验，则以下说法错误的是   A. 可以是飞机模拟斜抛运动 B. 可以是飞机模拟向下的减速运动 C. 如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是 150 s D. 如果是竖直下抛运动，可计算失重时间是 50 s 18. 如图，水平路面出现了一个地坑，其竖直截面为半圆．AB 为沿水平方向的直径。一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下，但两颗石子分别以 v1 、 v2 速度从 A 点沿 AB 方向水平飞出，分别落于 C 、 D 两点，C 、 D 两点距水平路面的高度分别为圆半径的 0.6 倍和 1 倍。则 v1:v2 的值为   A. 3 B. 35 C. 2155 D. 235 19. 如图所示，位于同一高度的小球 A 、 B 分别以 v1 和 v2 的速度水平抛出，都落在了倾角为 30∘ 的斜面上的 C 点，小球 B 恰好垂直打到斜面上，则 v1 、 v2 之比为   A. 1:1 B. 2:1 C. 3:2 D. 2:3 20. 如图所示，将一质量为 m 的小球从空中 O 点以速度 V0 水平抛出，飞行一段时间后，小球经过 P 点时动能 Ek=5mv02, 不计空气阻力，则小球从 0 到 P   A. 经过的时间为 3v0g B. 速度增量为 3v0，方向斜向下 C. 运动方向改变的角度为 arctan13 D. 下落的高度为 5v02g 二、双项选择题（共6小题；共24分）21. 物体以速度 v0 抛出做斜抛运动，则   A. 在任何相等的时间内速度的变化量是相同的 B. 可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 C. 射高和射程都取决于 v0 的大小 D. v0 很大，射高和射程可能很小 22. 如图所示，水平地面上不同位置的三个小球斜上抛，沿三条不同的路径运动最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是  。 A. 沿路径 1 抛出时的小球落地的速率最大 B. 沿路径 3 抛出的小球在空中运动时间最长 C. 三个小球抛出的初速度竖直分量相等 D. 三个小球抛出的初速度水平分量相等 23. 平抛运动是   A. 匀速率曲线运动 B. 匀变速曲线运动 C. 加速度不断变化的曲线运动 D. 加速度恒为重力加速度的曲线运动 24. 如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴在竖直方向上．图中画出了从 y 轴上不同位置沿 x 轴正向水平抛出的三个小球 a 、 b 和 c 的运动轨迹．小球 a 从 (0,2L) 抛出，落在 (2L,0) 处；小球 b 、 c 从 (0,L) 抛出，分别落在 (2L,0) 和 (L,0) 处．不计空气阻力，下列说法正确的是   A. a 和 b 初速度相同 B. b 和 c 运动时间相同 C. b 的初速度是 c 的两倍 D. a 运动时间是 b 的两倍 25. 甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的 P 点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平速度 v0 平抛，乙以水平速度 v0 沿水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动，则下列说法正确的是   A. 若甲、乙、丙三小球同时相遇，则一定发生在 P 点 B. 若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在 P 点 C. 若只有甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球还未着地 D. 无论初速度 v0 大小如何，甲、乙、丙三小球一定会同时在 P 点相遇 26. 如图所示，在半径为 R 的水平圆盘中心轴正上方水平抛出一小球，圆盘以角速度 ω 做匀速转动，当圆盘半径仍恰好转到与小球初速度方向相同且平行的位置时，将小球抛出，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为 b，重力加速度为 g，小球抛点 a 距圆盘的高度 h 和小球的初速度 v0。可能应满足   A. h=gπ2ω2，v0=Rω2π B. h=8π2gω2，v0=Rω4π C. h=2gπ2ω2，v0=Rω6π D. h=32π2gω2，v0=Rω8π 三、多项选择题（共4小题；共16分）27. 下列运动属匀变速运动的是   A. 自由落体运动 B. 竖直上抛运动 C. 斜抛运动 D. 匀速圆周运动 E. 平抛运动 28. 物体以 v0 的速度水平抛出，当竖直分位移与水平分位移大小相等时，以下说法正确的是   A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 瞬时速度的大小为 5v0 C. 运动时间为 2v0g D. 运动位移的大小为 22v02g 29. 如图是滑雪场的一条雪道。质量为 70 kg 的某滑雪运动员由 A 点沿圆弧轨道滑下，在 B 点以 53 m/s 的速度水平飞出，落到了倾斜轨道上的 C 点（图中未画出）。不计空气阻力，θ=30∘,g=10 m/s2, 则下列判断正确的是   A. 该滑雪运动员腾空的时间为 1 s B. B 、 C 两点间的落差为 5 m C. 落到 C 点时重力的瞬时功率为 3500 W D. 若该滑雪运动员从更高处滑下，落到 C 点时速度与竖直方向的夹角不变 30. 以相同的初速率、不同的抛射角同时抛出三个小球甲、乙、丙，三个小球在空中的运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是   A. 甲、乙、丙三个小球在运动过程中，加速度都相同 B. 乙球的射程最远，所以最迟落地 C. 甲球的射高最大，所以最迟落地 D. 甲、丙两球的射程相等，两球的抛射角互为余角，即 θ甲+θ丙=π2 答案第一部分1. A2. B【解析】抛体运动的特点是初速度不为零，且只受重力作用，故B正确。3. D【解析】做斜抛运动的物体加速度恒为 g。到最高点时，竖直方向的速度为零，但仍有水平方向的速度。4. D【解析】从题图中可以看出，三颗子弹的初速度的竖直分速度是相等的，即 v1sinθ1=v2sinθ2=v3sinθ3，根据斜抛运动的射高公式 y=v02sin2θ2g 可知，三颗子弹的射高是相等的，故D正确。5. D【解析】斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，由于向上运动，竖直方向速度越来越小，因此经过第 1 个窗户的时间最短，通过第 3 个窗户的时间最长，A错误；这样通过第 3 个窗户的平均速度最小，B错误；由于每个窗户都完全相同，因此通过每个窗户重力做的功也完全相同，C错误；通过第 3 个窗户的时间最长，根据 P=Wt 可知，通过第 3 个窗户克服重力做功的平均功率最小，D正确。6. D【解析】设小球平抛运动的初速度为 v0，将小球在 D 点的速度沿竖直方向和水平方向分解，则有 vyv0=tan60∘，得 gtv0=3．小球平抛运动的水平位移 x=Rsin60∘，x=v0t，解得 v02=Rg2，vy2=3Rg2．设平抛运动的竖直位移为 y，vy2=2gy，解得 y=3R4，则 BC=y−(R−Rcos60∘)=R4，D选项正确．7. D【解析】A、B错误、物体做平抛运动时，速率逐渐增大，但其合力方向与速度方向不同，且合力方向不变；C错误、物体做变速圆周运动时，合力方向不指向圆心；D正确、物体做匀速曲线运动时，其所受合力的方向总是与速度方向垂直。8. A9. A【解析】由 vy=gt=v0 得 t=v0g，故A正确。10. C【解析】做平抛运动的物体只受重力作用，其加速度为重力加速度恒定不变，故A项错误；做平抛运动的物体，在任何相等的时间内，其竖直方向位移增量 Δy=gt2，水平方向位移增量不变，故B 项错误；平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，且落地时间 t=2hg，落地速度为 v=vx2+vy2=v02+2gh，所以C项对，D项错。11. C12. D13. A【解析】已知水平距离 L, 初速度 v 和初速度与水平方向的夹角 θ，根据平行四边形定则知，水平分速度 vx=vcosθ，则运动的时间 t=Lvx=Lvcosθ。故A正确，C错误。根据 H−h=vyt−12gt2 知，若知道 H 、 h 和 v 、初速度与水平方向的夹角 θ，可以求出运动的时间，故 B 、D错误。14. C【解析】斜抛可以分解为水平匀速运动和竖直匀变速运动，由于甲、乙运动的最大高度相等，由 v2=2gh，则可知其竖直方向初速度相同，则甲、乙同时到达最高点，故 A、B错误；由前面分析，结合图象可知，乙到达 A 点时，甲在上升阶段，故C正确；由于甲、乙竖直方向运动一致，故会同时到达地面，故D错误。15. B【解析】由图可知中，甲乙高度相同，所以球到达鼓用时相同，但由于离林丹的水平距离不同，甲的水平距离较远，所以由 v=xt 可知，击中甲、乙的两球初速度 v甲>v乙，故A错误，B正确；由图可知，甲丁两球不在同一直线上，所以用相同速度发球不可能到达丁鼓，故C错误；由于丁与丙高度相同，但由图可知，丁离林丹的水平距离最大，所以丁的初速度一定大于丙的初速度，故D错误。16. A【解析】如图所示： OE=OPcos37∘=2×0.8 m=1.6 m， PE=OPsin37∘=2×0.6 m=1.2 m，平抛运动的水平位移为：x=BO+OE=3.6 m，即：v0t=3.6 m， OF=P−1.2=y−1.2， CF=MN2−OE=x2−1.6，而 OFCF=tan37∘=y−1.2x2−1.6，解得：y=38x=38×3.6=1.35 m，所以 MB=y−PE=1.35−1.2 m=0.15 m，又 vyvx=tan37∘，即 gtv0=34，v0t=3.6 m，代入数据解得：v0=43 m/s，故A正确，BCD错误。17. B【解析】当飞机做加速度为 g ，方向向下的运动时，座舱内的试验者处于完全失重状态，这种运动可以是飞机模拟无阻力作用下的竖直下抛或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动，A正确，B错误；如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是 t=v2−(−v1)g=150 s ，如果是竖直下抛运动可计算失重时间是 t=v2−v1g=50 s，C、D正确。18. C【解析】设圆半径为 R，依平抛运动规律得：x1=v1t1，x2=v2t2。联立类比得：v1v2=x1t2x2t1=(2R−0.8R)t2Rt1=1.2t2t1。又 y1=12gt12，y2=12gt22。由两式类比得：t1t2=y1y2。其中 y2=R，y1=0.6R。则有：t1t2=y1y2=155，代入速度比例式子得：v1v2=2155。由此可知本题应选C．19. C【解析】小球 A 做平抛运动，有： x=v1t ⋯⋯① y=12gt2 ⋯⋯② 又 tan30∘=yx=33 ⋯⋯③ 联立 ①②③ 得：v1=32gt ⋯⋯④ 小球 B 恰好垂直打到斜面上，则有：tan30∘=v2vy=v2gt ⋯⋯⑤ 则得：v2=33gt ⋯⋯⑥ 由 ④⑥ 得：v1:v2=3:2 20. A【解析】平抛运动过程中，只有重力做功，故到 P 点有 mgh+12mv02=12mv2=5mv02,v2=vy2+v02，联立解得 vy=3v0，故经历的时间为 t=3v02g，速度增量 Δv=gt=3v0，方向竖直向下，下落的高度为 h=12gt2=9v022g，选项 A 正确 B 、 D 错误，运动方向改变的角度的正切值为 tanθ=vyv0, 故运动方向改变的角度为 arctan3，选项 C 错误。第二部分21. A， D【解析】斜抛运动整个过程中加速度恒为 g，为匀变速运动，所以相等时间内速度变化量一定相同，故A正确。由斜抛运动的两分运动特点可知B错误。射高与射程不仅取决于 v0 的大小，还取决于抛出速度 v0 与水平方向的夹角大小，故C错误，D正确。22. A， C【解析】根据运动的合成分解，将初速度分解为竖直方向和水平方向的分速度，设初速度方向与竖直方向的夹角为 θ，故有小球沿竖直方向的速度分量 v竖=v0cosθ，根据小球的运动轨迹可知，三个小球沿竖直方向的分速度相同，根据竖直上抛运动特点可知，三个小球在空中运动时间相同，所以B错误、C正确；而 θ1>θ2>θ3，故得知 v01>v02>v03，落地时重力做功为零，所以落地时的速率与初速度大小相同，所以A正确；小球沿水平方向的速度分量 v水=xt，t 相同 x1>x2>x3。所以可知 1 的小球水平速度分量最大，所以D错误。23. B， D【解析】平抛运动也是匀变速运动，速度的大小是在增加的，故A错误。平抛运动的物体只受到重力的作用，加速度是重力加速度，所以平抛运动是匀变速曲线运动，所以B正确。平抛运动的物体只受到重力的作用，合力的方向始终是竖直向下的，而速度的方向在变化，因此加速度恒定不变的曲线运动，所以C错误，D正确。24. B， C【解析】 b 、 c 的高度相同，小于 a 的高度，根据 h=12gt2，得 t=2hg，知 b 、 c 的运动时间相同，a 的运动时间是 b 的运动时间的 2 倍．故B正确，D错误；因为 a 的运动时间长，但是水平位移相同，根据 x=v0t 知，a 的水平速度小于 b 的水平速度．故A错误；b 、 c 的运动时间相同，b 的水平位移是 c 的水平位移的两倍，则 b 的初速度是 c 的初速度的两倍．故C正确．25. A， B【解析】A正确，C 、 D 均错误、甲在竖直方向上与丙运动情况相同，同时做自由落体运动，竖直位移总保持相等。B正确、甲做平抛运动，在水平方向上与乙做速度相同的匀速直线运动，水平位移每时每刻都相等，故甲、丙球相遇时，乙球一定在 P 点。26. B， D【解析】由平抛运动规律，R=v0t，h=12gt2，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为 b，需要满足 n⋅2π=ωt（n=1,2,3,⋯），联立解得：h=2gn2π2ω2，v0=ωR2nπ（n=1,2,3,⋯）。当 n=1 时，h=2gπ2ω2，v0=ωR2π 选项A错误；当 n=2 时，h=8gπ2ω2，v0=ωR4π，选项B正确；当 n=3 时，h=18gπ2ω2，v0=ωR6π，选项C错误；当 n=4 时，h=32gπ2ω2，v0=ωR8π，选项D正确。第三部分27. A， B， C， E28. B， C， D【解析】平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，由此可得当两者位移大小相等时有：v0t=12gt2 可得物体运动时间 t=2v0g，此时竖直方向分速度 vy=gt=2v0，物体的瞬时速度大小 v=v02+vy2=5v0．运动位移的大小为 s=x2+y2=2x=2v0t=2v02v0g=22v02g，所以A错误，B 、C 、D正确．29. A， B， D【解析】运动员平抛的过程中，水平位移为 x=vot，坚直位移为 y=12gt2，落地时 tanθ=yx，联立解得 t=1 s，y=5 m，故 A 正确，B 正确；落地时的速度：vy=gt=10×1 m/s=10 m/s，所以 落到 C 点时重力的瞬时功率为：P=mg⋅vy=70×10×10 W=7000 W，故 C 错误；根据落地时速度方向与水平方向之间的夹角的表达式：tanθ=gtv0=2yx，可知到 C 点时速度与竖直方向的夹角与平抛运动的初速度无关，故 D 正确。30. A， C， D【解析】三个小球都只受重力作用，故选项A正确；乙球射程最远，但飞行时间取决于高度，而甲球射高最大，所以甲球飞行时间最长，故选项B错误，C正确；甲球飞行时间为 t甲=2vsinθ甲g，丙球飞行时间 t丙=2vsinθ丙g，由甲、丙射程相等则 vt甲cosθ甲=vt丙cosθ丙，所以有 cosθ甲sinθ甲−cosθ丙sinθ丙=0，即 sin2θ甲−sin2θ丙=2cos(θ甲+θ丙)sin(θ甲−θ丙)=0，故 θ甲+θ丙=π2，选项D正确。