新高考物理一轮复习讲与练专题4.2 抛体运动的规律及实验【练】(2份打包，原卷版+解析版)

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目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc23951" 一．练经典题型 PAGEREF _Tc23951 \h 1
\l "_Tc5237" 二、练创新情景 PAGEREF _Tc5237 \h 4
\l "_Tc19015" 三．练规范解答 PAGEREF _Tc19015 \h 9
一．练经典题型
1．一水平固定的水管，水从管口以不变的速度源源不断地喷出．水管距地面高h＝1.8 m，水落地的位置到管口的水平距离x＝1.2 m．不计空气及摩擦阻力，g＝10 m/s2，水从管口喷出的初速度大小是( )
A．1.2 m/s B．2.0 m/s
C．3.0 m/s D．4.0 m/s
2.(2021·贵州黔东南州一模)如图，粗糙的斜槽固定在水平桌面上，斜槽末端与水平桌面平滑连接．小球从斜槽上A点滚下，经桌面末端B点水平抛出，落在地面上的C点，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A．若仅测出AB间的竖直高度，可求出小球经过B点时的速度
B．若仅测出BC间的距离，可求出小球经过B点时的速度
C．若仅测出BC间的水平距离，可求出小球做平抛运动的时间
D．若仅测出BC间的竖直高度，可求出小球做平抛运动的时间
3.(多选)(2020·安徽皖江联盟名校联考)如图所示，某网球运动员正对球网跳起从同一高度O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球，排球轨迹如虚线Ⅰ和虚线Ⅱ所示．若不计空气阻力，则( )
A．两球下落相同高度所用的时间是相同的
B．两球下落相同高度时在竖直方向上的速度相同
C．两球通过同一水平距离，轨迹如虚线Ⅰ的排球所用的时间较少
D．两球在相同时间间隔内，轨迹如虚线Ⅱ的排球下降的高度较小
4．(2020·浙江选考模拟)如图所示，A、B两小球分别从距地面高度为h、2h处以速度vA、vB水平抛出，均落在水平面上CD间的中点P，它们在空中运动的时间分别为tA、tB。不计空气阻力，下列结论正确的是( )
A.tA∶tB＝1∶eq \r(2) B.tA∶tB＝1∶2
C.vA∶vB＝1∶eq \r(2) D.vA∶vB＝1∶2
5．在空中同一位置水平抛出初速度不同的两个小球(忽略空气的影响)，则从抛出开始( )
A. 下降相同高度时，初速度较大的球的速度与水平方向的夹角较大
B. 下降相同高度时，初速度较小的球在竖直方向上的速度较小
C. 通过同一水平距离时，初速度较大的球在竖直方向上的速度较大
D. 通过同一水平距离时，初速度较大的球在竖直方向上的速度较小
6．在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，竖直杆上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C，它们离地面的高度分别为3h、2h和h，当小车遇到障碍物P时，立即停下来，三个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上，如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.三个小球落地时间差与车速有关
B.三个小球落地点的间隔距离L1＝L2
C.三个小球落地点的间隔距离L1＜L2
D.三个小球落地点的间隔距离L1＞L2
7.在距地面高h＝0.4 m处，有一小球A以初速度v0水平抛出，如图甲所示；与此同时，在A的右方等高处有一物块B以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面下滑，如图乙所示。若A、B同时到达地面，A、B均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2，则v0的大小是( )
A. 1 m/s B. eq \r(2) m/s
C. 2 m/s D. 2 eq \r(2) m/s
8．(2020·河南省六市4月联合调研)如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为2 m，倾角为θ＝37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为( )
A.eq \f(4\r(2),3) m B.eq \f(2\r(2),3) m
C.eq \f(3\r(2),4) m D.eq \f(4,3) m
9.用如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硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面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痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有______。
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为坐标原点；在确定y轴时______________(选填“需要”或“不需要”)确保y轴与铅垂线平行。
②若遗漏记录平抛运动轨迹的起始点也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则 eq \f(y1,y2)_______(选填“大于”“等于”或“小于”) eq \f(1,3)，可求得钢球平抛的初速度大小为________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。
(3)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______。
A. 在水平方向上做匀速直线运动
B. 在竖直方向上做自由落体运动
C. 在下落过程中机械能守恒
(4)牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度的增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。
10.在研究平抛运动的实验中，某同学只记录了小球运动途中A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示(g取10 m/s2)。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是______。
A. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)小球平抛的初速度为________ m/s。
(3)小球经过B点时的速度为________ m/s。
(4)小球抛出点的位置坐标为(______cm，______cm)。
二、练创新情景
1.(2021·湖南模考)有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示，一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁做多次弹性碰撞(碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向，小球竖直方向速度大小和方向都不变)，不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球下落时间与小球质量m有关
B. 小球下落时间与小球初速度v有关
C. 小球下落时间与水井井口直径d有关
D. 小球下落时间与水井井口到水面的高度差h有关
2．（2021新高考考前押题卷三）(多选)喷泉已经成为很多公园、广场的景观。如图所示为某地的音乐喷泉，喷泉的喷水口紧贴水面，中心的众多喷水口围成一个圆。水滴上升的最大高度h＝5 m，水滴下落到水面的位置到喷水口的距离d＝10 m，空气阻力不计，g＝10 m/s2。由此可知( )
A. 水从喷水口喷出后做斜抛运动
B. 从喷水口喷出的水在空中运动的时间为1 s
C. 水从喷水口喷出时的速度大小为5 eq \r(5) m/s
D. 水滴喷出后飞到最高点时的重力势能最大，动能为0
4.(2021·广东深圳二调)中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，如图甲所示，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图乙所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是( )
甲 乙
A. 运动的时间都相同
B. 速度的变化量都相同
C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为v0，则L eq \r(\f(g,2h))＜v0＜3L eq \r(\f(g,2h))
5．(多选)在女排世界杯比赛中，中国女排最终连赢三局，以3∶0击败最后一个对手阿根廷女排，以十一连胜的不败战绩卫冕世界杯冠军，给祖国70华诞献上冠军奖杯。如图所示，球员甲接队友的一个传球，在网前L＝3.60 m处起跳，在离地面高 H＝3.20 m处将球以v0＝12 m/s的速度正对球网水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立和起跳拦网高度分别为h1＝2.50 m和h2＝2.95 m，g取10 m/s2。下列情景中，球员乙可能拦网成功的是( )
A. 球员乙在网前直立不动
B. 球员乙在球员甲击球时同时起跳离地
C. 球员乙在球员甲击球后0.2 s起跳离地
D. 球员乙在球员甲击球前0.3 s起跳离地
6．(多选)(2021·福建莆田市1月第二次质检)将一小球以水平速度v0＝10 m/s从O点向右抛出，经 eq \r(3) s小球恰好垂直落到斜面上的A点，不计空气阻力，g取 10 m/s2，B点是小球做自由落体运动在斜面上的落点，如图所示，以下判断正确的是( )
A. 斜面的倾角是30°
B. 小球的抛出点距斜面的竖直高度是15 m
C. 若将小球以水平速度v′0＝5 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P的上方
D. 若将小球以水平速度v′0＝5 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P处
7.(2020·厦门模拟)甲、乙两同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角，如图所示。设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等，方向相反，不计空气阻力，则乒乓球击打甲同学球拍的速度v1与乒乓球击打乙同学球拍的速度v2之比为( )
A. eq \f(\r(6),6) B. eq \r(2)
C. eq \f(\r(2),2) D. eq \f(\r(3),3)
7.(2021·云南高三昆明三模)如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行高层灭火，消防水炮离地的最大高度H＝40 m，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，着火点在高h＝20 m的楼层，其水平射出的水的初速度在5 m/s≤v0≤15 m/s之间，可进行调节，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，则( )
A.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最大为40 m
B.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最小为10 m
C.如果出水口与着火点的水平距离x不能小于15 m，则射出水的初速度最小为5 m/s
D.若该着火点高度为40 m，该消防车仍能有效灭火
8．(多选)(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，8)如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有( )
A.排球两次飞行过程中加速度相同
B.排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
C.排球离开M点的速率比经过Q点的速率大
D.排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大
9.(2020·山东济宁市5月高考模拟)如图所示，小球甲从A点水平抛出，小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时的速度大小相等，方向夹角为45°，已知A、C高度差为h，不计空气阻力，由以上条件可知B、A两点高度差为( )
A.eq \f(1,4)h B.eq \f(1,2)h
C.h D.2h
10.(2021·浙江金华十校4月模拟)如图所示，水平地面上固定有一个斜面，斜面倾角为θ，从斜面顶端向右平抛一个小球(可视为质点)，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0，现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这个小球，则平抛运动结束时，末速度方向与水平方向夹角的正切值tan α随初速度v变化的图像，以及平抛运动飞行时间t随初速度v变化的图像正确的是( )
11.(2021·浙江十校联盟联考)某同学利用传感器和计算机研究做平抛运动的物体的运动轨迹，其原理如图所示．物体A从O点以一定水平速度抛出后，它能够每隔相同时间向各个方向同时发射超声波脉冲．在O点的正下方安放着超声波接收装置P.P盒装有P1、P2两个超声波接收器，并与计算机相连．已知P1、P2间距为10 cm，OP1＝10 cm，物体A运动到某一位置时发射超声波到P1和P2的时间分别为t1＝eq \f(5,17)×10－3 s和t2＝eq \f(5\r(3),17)×10－3 s，已知超声波的速度为340 m/s，g＝10 m/s2，不计空气阻力，由此可以确定平抛物体A的初速度为( )
A.eq \f(\r(3),2) m/s B.eq \f(\r(3),6) m/s
C.eq \f(\r(3),3) m/s D.eq \f(\r(3),10) m/s
12.(2020·浙江杭州市5月检测)现代城市里面高楼林立．如图，是某地两高楼示意图，左边的楼高98 m，右边的楼高200 m，水平间距为136 m．左边楼顶一人拿着1 kg的E球，右边楼顶另一人拿着4 kg的F球；若右边楼顶的人静止释放F球的同时大喊一声，左边楼顶的人一旦听到声音后即刻静止释放E球，不计空气阻力，人和球均看成质点，声音在空气中传播的速度为340 m/s，则下列说法正确的是(本题取eq \r(10)＝3.2，g＝10 m/s2，本题仅供理论讨论，严禁高空抛物)( )
A．F球先落地
B．在两球均释放后且落地前的过程中，在相等的时间内E球的速度变化量小于F球的
C．两球落地的时间差为1.92 s
D．在E球落地的一瞬间，F球离地面的高度小于左边楼的高度
三．练规范解答
1.如图所示，长为L的细绳上端系一质量、大小不计的环，环套在光滑的水平杆上，在细绳的下端吊一质量为m的小球(可视为质点)，小球离地的高度h＝L。现让环与小球一起以v＝ eq \r(gL) 的速度向右运动，在A处环被挡住而立即停止运动，已知A离右墙的水平距离也为L，当地的重力加速度为g，不计空气阻力。
(1)在环被挡住而立即停止运动时，求细绳对小球的拉力大小；
(2)若在环被挡住后，细绳突然断裂，则在以后的运动过程中，小球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少？
2.抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后的水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度h1处，以速度v1水平发出，落在球台上的P1点(如图中实线所示)，求P1点距O点的距离x1；
(2)若球从O点正上方某高度处以速度v2水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台上的P2点(如图中虚线所示)，求v2的大小；
(3)若球从O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3点，求发球点距O点的高度h3。