人教版高中物理必修二 同步精讲精练5.5抛体运动本章测试B（2份，原卷版+解析版）

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5.5抛体运动本章测试B解析版一、选择题1．质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是A．的速率为 B．的速率为C．绳的拉力等于 D．绳的拉力小于【答案】B【详解】AB．将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解，如图所示物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等，则有故B正确，A错误；CD．小车向右运动，所以减小，v不变，所以vP逐渐变大，说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知，物体P受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿绳向上的拉力T，沿斜面和垂直斜面建立正交轴，沿斜面方向由牛顿第二定律可得可得故CD错误。故选B2．某篮球运动员正在进行投篮训练，篮球的运动轨迹可简化为如图所示的曲线，其中A是篮球的投出点，B是运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度方向与水平方向的夹角为，在B点的速度大小为v0，在C点的速度方向与水平方向的夹角为，篮球可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）A．从A点到B点，篮球运动的时间为B．从B点到C点，篮球运动的时间为C．A、B两点的高度差为D．A、C两点的水平距离为【答案】A【详解】A．由题可知，篮球做斜抛运动，则根据斜抛运动规律可得从A点到B点，篮球运动的时间为故A正确；B．从B点到C点，速度偏角的正切值为解得，从B点到C点，篮球运动的时间为故B错误；C．A、B两点的高度差为故C错误；D．A、C两点的水平距离为故D错误。故选A。3．一个质量为m的球斜向上抛出，在水平恒定风力的作用下轨迹如图中实线所示，A、C在同一水平线上，B为最高点，小球到C点时速度竖直向下，三角形ABC为直角三角形，∠B=90°，重力加速度为g，则风力大小为（　　）  A． B． C． D．【答案】B【详解】设小球上升的最大高度为h，小球上升过程水平位移为，从最高点下降到C点过程中水平位移为，则小球在水平方向匀减速运动，则解得设水平加速度为a，则，解得风力故选B。4．在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，同时人顶着直杆水平向右移动。某同学为研究猴子的运动，建立如图甲所示直角坐标系，描绘出猴子在轴方向和轴方向上的速度-时间图像分别如图乙和图丙所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（　　）A．猴子做匀变速直线运动 B．猴子的加速度大小等于C．时，猴子的速度大小等于 D．内，猴子的位移大小等于【答案】D【详解】AB．根据v-t图像斜率代表加速度可知加速度夹角为加速度为速度夹角为可知合速度与和加速度方向不一致且加速度恒定，物体做匀变速曲线运动，故AB错误；C．时，猴子的速度大小等于故C错误；D．根据v-t图像面积代表位移可得内，猴子的位移大小等于故D正确。故选D。5．如图所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面反弹。若两次发球与水平方向夹角分别为30°和60°，不考虑球在空中受到的阻力，关于两次发球说法正确的是（    ）A．碰到墙面前空中运动时间之比为1:3 B．碰到墙面前空中运动时间之比为1:2C．两球上升高度之比为1:3 D．两球上升高度之比为1:2【答案】C【详解】CD．斜抛运动的小球可以看成逆向的平抛运动，由推论有联立解得两球上升高度之比为故C正确，D错误；AB．由可得两球碰到墙面前空中运动时间之比故AB错误。故选C。6．如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA匀速向右运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB与物体A的速度vA之比为（　　）  A． B． C． D．2【答案】A【详解】将B的速度分解如图所示  则有则故选A。二、多项选择题7．下列关于质点做曲线运动的说法，正确的是（　　）A．速度大小一定在时刻变化B．速度的方向一定在时刻变化C．它一定在做变速运动D．它可能是速率不变的运动【答案】BCD【详解】做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，一定在做变速运动，但速度大小即速率不一定变化，故A错误，BCD正确。故选BCD。8．小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，出发后到达对岸下游处；当船头保持与上游河岸成角航行，出发后到达正对岸。水流速度保持不变，下列说法正确的是（　　）A．水流的速度大小为B．C．小船在静水中的速度大小为D．河的宽度为【答案】AD【详解】A．船头垂直对岸方向航行时，如图甲所示，由得水流的速度大小为选项A正确；BCD．船头保持与河岸成角航行时，如图乙所示由图甲可得联立解得故B、C错误，D正确。故选AD。9．如图，物块A放在光滑的水平面上，物块B套在光滑的竖直杆上，A、B通过滑轮用不可伸长的轻绳连接，物块B的质量为m，重力加速度为g。现在用力F拉物块A使物块B以速度v匀速向上运动，当轻绳与竖直杆夹角为时，则下列说法正确的是（    ）  A．绳子的拉力 B．物块A的速度C．物块A的速度为 D．A做减速运动【答案】AD【详解】A．物块B以速度v匀速向上运动，对物块B受力分析，根据共点力平衡可得绳子的拉力为故A正确；BC．物块B以速度v匀速向上运动，将B的速度分解为沿绳方向与垂直于绳方向，物块A的速度等于物块B沿绳方向的分速度，为故BC错误；D．物块B以速度v匀速向上运动，轻绳与竖直杆夹角逐渐增大，物块A的速度逐渐减小，A做减速运动，故D正确。故选AD。10．如图所示，水平屋顶高H=5m，围墙高h=3.2m，围墙到房子的水平距离L=3m，围墙外马路宽x=10m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为（g取10m/s2）（　　）  A．12m/s B．6m/sC．4m/s D．2m/s【答案】AB【详解】依题意，可得小球刚好越过围墙时的速度大小为联立求得当小球刚好落在马路上的右侧边缘线上时，有联立求得为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，则小球的速度满足故选AB。三、实验题11．某同学做“研究小球平抛运动”的实验。（1）用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，小球a沿水平方向抛出，做平抛运动，同时小球b被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法正确的是 。A．该实验说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动B．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动C．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响D．改变两球距地面的高度和小锤击打的力度，可以分别改变两球在空中的运动时间和小球a的水平初速度大小 （2）该同学用频闪照相机拍摄到小球a做平抛运动的照片如图乙所示，图中背景正方形小方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球a的三个位置，重力加速度大小取g=9.8m/s2，小球a从位置B运动到位置C所用的时间为 s；小球a做平抛运动的初速度大小为= m/s。【答案】 BD 0.1 1.47【详解】（1）A．小锤击打弹性金属片后，小球a沿水平方向抛出，同时小球b被释放自由下落，a、b两球同时落地，可知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，不能得出水平分运动的运动规律，故A错误；B．由A项分析知，故B正确；C．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到的空气阻力大小不同，对实验结果有影响，故C错误；D．改变小锤击打的力度，可以改变小球a的水平初速度大小，改变两球距地面的高度，可以改变两球在空中的运动时间，故D正确。故选BD。（2）由图乙可知，小球a在竖直方向上有解得小球a从位置B运动到位置C所用的时间为0.1s。小球a在水平方向上有解得12．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是 。A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为 m/s（取）。（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 ；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标为 （取）。【答案】 AC/CA 【详解】（1）[1]A．由于小球做平抛运动，因此斜槽末端的切线必须保持水平，故A正确；BC．只要保证小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，无论斜槽是否光滑，都能确保每次小球做平抛运动的初速度相同，故B错误，C正确；D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑的曲线将各个点连接起来，故D错误。故选AC。（2）[2]根据平抛运动规律有，代入图中任一点的坐标值都可以得到（3）[3][4]由图丙可知，从A到B和从B到C的时间间隔相等，设为，在竖直方向上有水平方向上有解得由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，的竖直分速度为从抛出点到点的时间则抛出点到B点的水平位移为抛出点到B点的竖直位移为则抛出点到A点的水平位移为抛出点到A点的竖直距离为以A点的坐标原点，则抛出点坐标为。四、解答题13．如图所示，从距离光滑地面高H=20m 处以初速度 40m/s水平抛出物体A，与此同时，物体B 以10m/s的初速度同方向滑出， A、B均可视为质点，重力加速度 g=10m/s²。（1）求A落地的用时为多少；（2）求A落地时瞬时速度的大小和方向（可以用正切表示）；（3）求A与B水平距离x为多少时开始水平抛出A物体，能使A和B物体恰好相碰?【答案】（1）2s；（2），；（3）60m【详解】（1）物体A做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有得代入数据得（2）A落地时竖直方向瞬时速度的大小瞬时速度的大小得，A落地时瞬时速度与水平方向夹角的正切值为（3）物体A的水平位移为物体B的位移为若使A和B物体恰好相碰，则开始水平抛出A物体时，A与B水平距离为14．如图所示，半径的半球紧贴着竖直墙固定在水平地面上。体积可忽略的小球在竖直墙最高点最右侧以水平向右抛出。已知墙高，忽略空气阻力，小球落地后不反弹。试求：（1）若小球刚好击中半球的最高点，则小球水平抛出的初速度大小。（2）若小球不与半球相碰，则小球水平抛出的初速度大小的取值范围。  【答案】（1）2.5m/s；（2）m/s【详解】（1）小球做平抛运动，竖直方向上有水平方向上有解得（2）小球恰不与半球相碰，即轨迹恰好与圆轨道相切，设此时速度方向与竖直方向所成夹角为θ，由几何关系有水平方向有竖直方向上有且解得m/s  小球水平抛出初速度范围为m/s15．风洞实验室可以产生水平方向的、大小可以调节的风力。如图所示，两水平面、（图中虚线）的间距为H，虚线区域存在方向水平向右、大小恒定的风力。在该区域下边界上的O点，将质量为m的小球以一定的初速度竖直上抛，小球从上边界的M点离开虚线区域，经过一段时间，小球又从上边界的N点再次进入虚线区域，小球再次进入虚线区域后做直线运动，最后小球从下边界的P点离开。已知小球从P点离开时，其速度为从O点进入时的2倍。不计虚线区域上方的空气阻力，重力加速度为g。求：（计算结果可用根号表示。）（1）O、M的水平距离与N、P的水平距离之比；（2）虚线区域中水平风力的大小；  【答案】（1）；（2）【详解】（1）竖直方向上，小球做竖直上抛，由对称性可得水平方向上，在虚线区域，做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，则有可得（2）设初速度大小为，根据题意可知且P点竖直分速度为可得小球由N到P做直线运动，则有解得