物理必修 第二册第五章 抛体运动综合与测试单元测试同步训练题

这是一份物理必修 第二册第五章 抛体运动综合与测试单元测试同步训练题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题(共32分)
1、(4分)在电视剧里，我们经常看到这样的画面：屋外刺客向屋里投来两只飞镖，落在墙上，如图所示。现设飞镖是从同一位置做平抛运动射出来的，飞镖A与竖直墙壁成53°角，飞镖B与竖直墙壁成37°角，两落点相距为d，则刺客离墙壁有多远（已知）( )
A.B.C.D.
2、(4分)某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中。现制作一个比例为1:16的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的( )
A.B.C.D.
3、(4分)如图所示，物体A以速度v沿杆匀速下滑，A用细绳通过定滑轮拉物体B，当绳与水平夹角为θ QUOTE θ θ时，B的速度为( )
A.B.C.D.
4、(4分)如图所示，一架轰炸机在高空以150m/s的速度水平匀速飞行到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹并垂直击中山坡上的目标A，已知山坡倾角（，取），则下列说法正确的是( )
A.A点高度B.炸弹的飞行时间
C.炸弹到A点的速度为200m/sD.轰炸机所处高度
5、(4分)把一小球从某一高度以大小为的速度水平抛出，落地时小球的速度大小仍为，方向竖直向下，则该运动过程中( )
A.小球做平抛运动B.小球的机械能守恒
C.重力对小球做功的功率不变D.小球所受合外力做的总功为零
6、(4分)如图所示，小球由斜坡底端A点正上方高H处的B点以水平速度向右抛出，恰好垂直撞到斜面上。若将抛出点移到B点正上方高处的C点，以水平速度向右抛出，也恰好垂直撞在斜坡上，不计空气阻力，则等于( )
A.1:B.1:2C.1:D.1:3
7、(4分)如图所示，倾角为θ的斜面上有三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，已知，由此可判断( )
A.处三个小球从抛出至落到D点的运动时间之比为1:2:3
B.处三个小球落在斜面上的速度与初速度的夹角之比为1:1:1
C.处三个小球的初速度大小之比为10:9:6
D.处三个小球的运动轨迹可能在空中相交
8、(4分)如图所示，河水自西向东流，河宽为600 m。河中各点到较近河岸的距离为x，各点的水流速度大小与x的关系为（x的单位为m，的单位为m/s）。小船船头垂直于河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小为3 m/s，则下列说法不正确的是( )
A.小船在河水中的最大速度为5 m/s
B.小船在距南岸100 m处的速度小于在距北岸100 m处的速度
C.小船渡河的时间是200 s
D.从河中心位置到北岸，小船做匀变速曲线运动
二、多选题(共16分)
9、(4分)河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中速度与时间的关系如图乙所示．若要使船以最短时间渡河，则( )
A.船渡河的最短时间是60 s B.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C.船在河水中航行的轨迹是一条直线 D.船在河水中的最大速度是5m/s
10、(4分)如图所示，一个倾角为37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度水平抛出，经过一段时间后，小球垂直斜面打在P点处（小球可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，，)，则( )
A.小球击中斜面时的速度大小为4m/sB.小球击中斜面时的速度大小为5m/s
C.小球做平抛运动的水平位移是1.6mD.小球做平抛运动的竖直位移是0.8m
11、(4分)如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点与球心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别在两点，同时将两个小球以的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知，忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两同学抛出球的速率之比为1:3
B.若仅增大，则两球将在落入坑中之前相撞
C.无论初速度怎样变化，两球只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变
D.若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中
12、(4分)某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的前方(如图所示).不计阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛时，他可能作出的调整为( ).
A.减小初速度，抛出点高度不变B.增大初速度，抛出点高度不变
C.初速度大小不变，降低抛出点高度D.初速度大小不变，提高抛出点高度
三、填空题(共16分)
13、(4分)某同学通过实验对平抛运动进行研究，他记录了物体运动轨迹的一部分，以点O为原点，沿水平方向建立x轴，沿竖直方向建立y轴，如图所示。由图中所给的数据可求出：图中坐标原点O点______（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点，该平抛物体的初速度是______。()
14、(4分)如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度1m/s向左运动，将物体提升一段距离，则当拉绳与竖直方向夹角的时，被吊起的物体的速度是_______m/s（）,被吊起物体所受的拉力_______它的重力（填“大于”、“对于”或“小于”）。
15、(4分)如图所示：为一小球作平抛运动过程中的频闪照片三次影像，背景标尺每小格表示，则由照片求得相邻两次影像之间的时间间隔是________，平抛运动的水平速度为________。（取）
16、(4分)如图所示，球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌处。若不计空气阻力，则乒乓球在网左、右两侧速度变化量之比为_____，击球点到桌面的高度为_____。
四、计算题(共24分)
17、(12分)如图所示,倾角为37°的固定斜面长,在斜面底端正上方的O点将一小球以的速度水平抛出,与此同时由静止释放斜面顶端的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块.(小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取)
(1)抛出点O离斜面底端的高度;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ.
18、(12分)如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出，经过3 s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量，不计空气阻力，，；g取。求：
（1）A点与O点的距离L；
（2）运动员离开O点时的速度大小；
（3）运动员从O点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。
五、实验题(共12分)
19、(12分)三个同学根据不同的实验条件，做了“探究平抛运动规律”的实验.
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明_________。
（2）乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道分别用于发射小铁球，其中M的末端切线水平，N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁（图中未画出）。现将小铁球分别吸在电磁铁上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道的末端射出。实验时观察到P球击中Q球，仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_________。
（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，重力加速度g取。则该小球做平抛运动的初速度大小为_________m/s。
参考答案
1、答案：C
解析：把两飞镖的末速度反向延长，交点为水平位移的中点，如图所示，设飞镖水平位移为x，根据几何关系有，解得，选项C正确。
2、答案：B
解析：由题意可知，模型中水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为原来的，则由得，所以时间变为实际的，水流出的速度，由于水平位移变为实际的，时间变为实际的，则水流出的速度为实际的，即选项B正确。
3、答案：A
解析：将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示：
由绳子速率，而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率.故A正确，B,C,D错误，故选A.
4、答案：A
解析：B.因炸弹垂直击中山坡上的目标A，由A点的速度平行四边形可知，解得平抛的运动时间为，故B错误；
C.A点的速度为，故C错误；
A.平抛到A点的竖直位移为，平抛的水平位移为，由直角三角形可得，故A正确；
D.轰炸机所处高度H为，故D错误；
故选A。
5、答案：D
解析：本题考查抛体运动中的能量变化问题。若小球做平抛运动，则水平方向的分速度不变，落地时速度将大于，故A错误；若小球的机械能守恒，将小球从某一高度水平抛出，落地时的速度大于，故B错误；小球刚抛出时，速度方向水平，重力对小球做功的功率为零，小球落地时，速度大小为，方向竖直向下，重力对小球做功的功率为，功率发生改变，故C错误；由动能定理可知，该运动过程中小球所受合外力做的总功为，故D正确。
6、答案：C
解析：本题考查平抛运动规律。如图所示，两次平抛运动的末速度和方向相同，根据平抛运动推理可得，两次平抛运动位移方向也相同，即有，设先后两次平抛运动的水平方向的位移分别为，竖直方向上的位移分别为，可得，平抛运动有，则初速度，所以，故选C。
7、答案：B
解析：本题结合斜面考查平抛运动的规律。由几何关系可得三个小球下落的高度之比为9:4:1，由可得三个小球的运动时间之比为3:2:1，故A错误；因为三个小球位移的方向相同，速度偏向角正切值一定是位移偏向角正切值的2倍，所以三个小球落在斜面上的速度与初速度的夹角一定相等，比值为1:1:1，故B正确；因为三个小球下落的水平位移之比为9:4:1，运动时间之比为3:2:1，水平方向有，可得三个小球初速度大小之比为3:2:1，故C错误；三个小球落到同一点，故三个小球的运动轨迹不可能在空中相交，故D错误。
8、答案：B
解析：本题以小船渡河为实际情境考查运动的合成与分解。由题可知，河最中间，水流速度最大，最大值为，则小船在河水中的最大速度，故A正确；由题意可知，距南岸100 m处的水流速度与距北岸100 m处的水流速度相等，所以小船在距南岸100 m处的合速度等于在距北岸100 m处的合速度，故B错误；小船渡河的时间，故C正确；从河中心位置到北岸，设船到北岸的距离为x，则有，而水流方向的速度，可知小船沿水流方向的速度是匀减速直线运动，加速度的大小为，而垂直水流方向做匀速直线运动，所以小船的实际运动是匀变速曲线运动，故D正确。本题选择说法错误的，故选B。
9、答案：BD
解析：解：A、B.当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，,A错误，B正确；
C.船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线，C错误；
D.要使船以最短时间渡河，船在航行中与河岸垂直，根据速度的合成可知，船河水中的最大速度是5m/s,D正确。
故选择BD。
10、答案：BD
解析：AB.小球的速度方向与斜面垂直，根据平行四边形定则有，解得，小球击中斜面时的速度大小，故A错误，B正确；
CD.小球运动的时间，可知水平位移，竖直位移，故C错误，D正确。
11、答案：AB
解析：两球刚好落在坑中同一点Q，说明两球在竖直方向的位移相同，由可知，两球在空中飞行的时间相同。设半球的半径为R，则甲同学抛出的球的水平位移为，乙同学抛出的球的水平位移为，由可知，甲、乙两同学抛出球的速率之比为，选项A正确；若仅增大，则两球将在落入坑中之前相撞，选项B正确；由可知，只要落入坑中的同一点，则，两球抛出的速率之和，与小球在空中飞行的时间有关，即与小球落入坑中的同一点的位置有关，选项C错误；根据平抛运动规律的推论可知，小球落入坑中时速度方向的反向延长线与水平直径的交点在水平位移的处，则仅从M点水平抛出小球，无论怎样改变小球抛出的速度，小球不可能垂直坑壁落入坑中，选项D错误。

12、答案：AC
解析：设小球平抛运动的初速度为，抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，则平抛运动的时间，水平位移。
AB、由上式分析可知，要减小水平位移x，可保持抛出点高度h不变，减小初速度，故A正确，B错误；
CD、由上式分析可知，要减小水平位移x，可保持初速度大小不变，减小降低抛出点高度h。故C正确，D错误。
故选：AC。
13、答案：不是;2
解析：做平抛运动的物体在竖直方向是初速度为零的匀加速运动，则在相等时间的竖直位移之比为1:3:5:7……；图中竖直位移之比为并不满足，则O点不是平抛的抛出点；在竖直方向上，根据得，平抛运动的初速度。
14、答案：0.8;大于
解析：把汽车的速度分解成沿绳和垂直于绳两个方向，如图：
汽车沿绳的速度与物体的速度大小相等，可得：
解得：
因为：汽车速度不变，θ角变大，故变大，故物体做竖直向上的加速运动，故绳子的拉力大于重力。
15、答案：0.1；1
解析：在竖直方向上有：，其中，得：；
水平方向匀速运动，有：，其中，代入解得：。
16、答案：1:1;
解析：乒乓球在网左、右两侧的水平位移相同，由知，乒乓球在网左、右两侧运动时间相同，由知，乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1:1。
乒乓球在网左、右两侧运动时间相同，竖直方向做自由落体运动，根据可知，在网上面运动的位移和整个高度之比为1:4，所以击球点的高度与网高之比为4:3，故击球点到桌面的高度为
17、答案：(1)1.7 m
(2)0.125
解析：(1)设小球击中滑块时的速度为v,竖直分速度为,如图所示,由几何关系得,,设小球下落的时间为t,竖直位移为y,水平位移为x,由平抛运动规律得,,设抛出点到斜面底端的高度为h,由几何知识得,,联立解得.
(2)设在时间t内,滑块的位移为s,由几何关系得，设滑块的加速度为a,由匀变速直线运动规律得，,由牛顿第二定律得,联立解得.
18、答案：（1）75 m（2）20 m/s（3）1.5 s
解析：（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有。
（2）设运动员离开O点时的速度为，运动员在水平方向的分运动为匀速直线运动，有，即。
（3）解法一 运动员的平抛运动可分解为沿斜面方向的匀加速运动（初速度为、加速度为）和垂直斜面方向的类竖直上抛运动（初速度为、加速度为）。
当垂直斜面方向的速度减为零时，运动员离斜坡最远，有，解得
解法二 当运动员的速度方向平行于斜坡或与水平方向成37°角时，运动员离斜坡最远，有，。
19、答案：(1)平抛运动在竖直方向上为自由落体运动
(2)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动
(3)1
解析：(1)在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动;
(2)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；已知
在竖直方向由
可得
水平方向匀速直线运动由
可得。