高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动综合与测试课后作业题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动综合与测试课后作业题，共22页。试卷主要包含了单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
第五章抛体运动培优练习（含答案）一、单选题1．将一小球从某一高度水平抛出，2s后它的速度方向与水平方向的夹角为，落地时位移与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（    ）A．小球做平抛运动的初速度是10 m/s B．抛出点距地面的高度是60 mC．小球做平抛运动的初速度是 D．抛出点距地面的高度是240 m2．如图所示，一个小球在倾角为的固定斜面顶端以大小为的初速度水平抛出，小球落在斜面上，增大抛出的初速度后，小球落在水平面上，前后两次平抛运动所用的时间之比为，重力加速度为g，则斜面的长度为（ ） A． B． C． D．3．如图所示，a，b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，则（　　）A．a，b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上B．改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角可能变化C．改变初速度的大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上D．a，b两球同时落在半圆轨道和斜面上时，两球的速度方向垂直4．如图所示，将一小球从固定斜面顶A以某一速度水平向右抛出，恰好落到斜面底端B。若初速度不变，对小球施加不为零的水平方向的恒力F，使小球落到AB连线之间的某点C。不计空气阻力，则（　　） A．小球落到B点与落到C点所用时间相等B．小球落到B点与落到C点的速度方向一定相同C．小球落到C点时的速度方向不可能竖直向下D．仅改变力F的大小，力F越大，小球落到斜面的时间越短5．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，已知下列数据可以求出篮球从出手到刚入篮圈的时间的是（　　）A．L、θ、v B．H、L、g C．L、θ、h D．H、h、g6．如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是（　　）A．增大抛射速度v0，同时减小抛射角θB．减小抛射速度v0，同时减小抛射角θC．增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v07．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，许多快递公司推出“无接触配送”服务。某快递小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，内快递在水平方向的速度一时间图像如图甲所示、竖直方向（初速度为零）的加速度一时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．快递做匀变速曲线运动 B．快递在0~10s内的位移大小为75mC．10s末快递竖直方向速度减为零 D．1s末快递受到合力大小为N8．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则（　　）A．球被击出后做平抛运动B．由于水平风力的原因球在空中运动的时间大于C．球被击出后受到的水平风力大小为D．球被击出时的初速度大小为L9．如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为v0，此时离平台的高度为h。棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g。则此跳跃过程（  ） A．所用时间 B．水平位移大小C．初速度的竖直分量大小为 D．初速度大小为10．如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α，若把初速度变为kv0，则（  ）A．小球的水平位移和竖直位移之比变为原来的k倍B．夹角α将变原来的k倍C．PQ间距一定为原来间距的k倍D．空中的运动时间变为原来的k倍11．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于受恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的A穴，不计洞穴的深度，则下列说法正确的是　　 A．球被击出后做平抛运动B．该球从被击出到落入A穴所用的时间为C．球被击出时的初速度大小为D．球被击出后受到的水平风力的大小为12．固定在竖直平面内的半圆形刚性铁环,半径为R,铁环上穿着小球,铁环圆心O的正上方固定一个小定滑轮．用一条不可伸长的细绳,通过定滑轮以一定速度拉着小球从A点开始沿铁环运动,某时刻角度关系如下图所示,若绳末端速度为则小球此时的速度为 A． B． C． D．二、解答题13．一架飞机水平匀速飞行，搭载着多名高空跳伞运动员。每隔1s有一名运动员从飞机上落下。以下这段时间内伞没有打开，可忽略空气阻力。(1)第四名运动员刚离开飞机时，相邻两运动员在竖直方向上的距离之比依次是多少？分别以飞机和地面为参考系，粗略画出此时这四名运动员在空中位置的情况。(2)以地面为参考系，四名运动员跳伞后可以在同一水平面上形成造型吗？为什么？14．某质点在平面上运动。时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示，它在y方向的位移－时间图像如图乙所示。(1)求时质点速度的大小和方向；(2)说出时质点的位置；(3)在平面直角坐标系上大致描绘质点在2s内的运动轨迹。15．棒球运动是一项集智慧与勇敢、趣味与协作于一体的集体运动项目，深受青少年喜爱。如图所示，某次投手在点将球水平抛向捕手，捕手预备在点接球，击球员预备在点击球。棒球可看作质点，空气阻力不计。已知：点离地面1.8米，点离地面1.0米，、两点的水平距离为20米，球抛出后经0.5秒到达点，取。求：(1)棒球抛出后到达点的时间；(2)棒球被抛出时的速度大小；(3)若击球员和捕手均未碰到球，棒球落地时的速度方向。16．用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块（可视为质点）置于粗糙水平面上的O点，O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。（保留两位有效数字）三、填空题17．如图所示，质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动，速度方向与力F1、F3的方向恰好在同一直线上，则：(1)若只撤去F1，物体将做_______________运动，加速度大小为_______________，方向为_______________;(2)若只撤去F2，物体将做_______________运动，加速度大小为_______________，方向为____________;(3)若只撤去F3，物体将做_______________运动，加速度大小为_______________，方向为______________.18．如图，水平地面上以速度做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。在汽车做匀速直线运动的过程中，物体做___________运动（选填“加速”或“减速”）。某一时刻绳子与水平方向的夹角为，则此时物体的速度___________。19．某同学对着墙壁练习打乒乓球，若球与墙壁的点碰撞后沿水平方向弹离，恰好垂直拍面落在点上。已知球拍与水平线的夹角，、两点间的高度差。忽略空气阻力，重力加速度，则球刚要落到球拍上时，速度的大小是__________。20．阜阳市某中学物理学习兴趣小组去某化工厂参加社会实践活动，当大家经过化工厂废水排水口时发现排水管正在向外满口排出大量废水。如图所示，这根薄壁排水管水平放置，管口离地面有一定的高度。学习小组当时只有一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排水体积。当地的重力加速度大小为g。 （1）学习小组利用卷尺需要测量___________、___________、___________三个数据（写出测量的物理量和对应的符号），就可以估测排水口每秒的排水体积。（2）利用（1）中的符号写出排水管每秒的排水体积表达式为___________。
参考答案1．D【详解】AC．小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抛出2s后，竖直方向上的速度因为此时速度方向和水平方向的夹角为，所以此时水平方向的速度为20 m/s，即平抛运动的初速度为20 m/s，故AC错误。BD．平抛运动的任一时刻的速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，所以落地时速度与水平方向夹角的正切值为，水平方向的速度一直为20 m/s，所以落地时竖直方向的速度为竖直方向上由自由落体运动的规律有代入数据解得故B错误，D正确。故选D。2．C【详解】设斜面的高度为h，长度为L，小球第一次运动的时间为t，则第二次运动的时间为2t。第一次小球下降的高度为沿水平方向的位移为由几何关系有由于联立可得第二次抛出时由于第二次小球落在水平面上，则斜面的高度斜面的长度联立可得故选C。3．D【详解】AD.将半圆轨道和斜面重合在一起，如图甲所示设交点为A，如果初速度合适，可使小球做平抛运动落在A点，即两球可能同时落在半圆轨道和斜面上。若两球同时落在半圆轨道和斜面上，则b球落在斜面上时，速度偏向角的正切值为位移偏向角正切值的2倍，即可得即b球的速度方向与水平方向成角，此时a球落在半圆轨道上，a球的速度方向与水平方向成角，故两球的速度方向垂直，故A错误，D正确；B．改变初速度的大小，b球位移偏向角不变，则速度偏向角也不变，即b球的速度方向和斜面的夹角不变，故B错误；C．若a球垂直撞在半圆轨道上，如图乙所示则此时a球的速度方向的反向延长线过半圆轨道的圆心，且有与平抛运动规律矛盾，a球不可能垂直撞在半圆轨道上，故C错误。故选D。4．D【详解】A．对小球施加不为零的水平方向的恒力F时，小球在竖直方向的运动不变，仍做自由落体运动，因落到B点的竖直位移大于落到C点的竖直位移，根据可知，小球落到B点所用时间与落到C点所用时间不相等，所以A错误；BC．由题图可知，对小球施加的水平方向的恒力F一定是水平向左的，小球在水平方向做匀减速运动，若到达C点时水平速度恰好减为零，则落到C点的速度方向竖直向下，而落到B点的小球做平抛运动，到达B点的速度方向不可能竖直向下，所以BC错误；D．设斜面倾角为α，当施加力F时，竖直方向有水平方向有而解得可知力F越大，小球落到斜面的时间t越短，所以D正确；故选D。5．A【详解】AC．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，水平分速度则运动的时间故A正确，C错误；BD．根据知若知道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BD错误。故选A。6．C【详解】由于篮球始终垂直击中A点，可应用逆向思维，把篮球的运动看做从A开始的平抛运动。当B点水平向左移动一小段距离时，A点抛出的篮球仍落在B点，则竖直高度不变，水平位移减小，球到B点的时间不变，竖直分速度不变，水平方向由知x减小，v0减小，合速度变小，与水平方向的夹角变大，故C正确，ABD错误。故选C。7．D【详解】A．时间内，快递在水平方向上的分运动为初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断增大的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，同理，时间内，快递在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断减小的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，A错误；B．在图像中图线与时间轴所围的面积表示水平位移，则0～10s内快递的水平位移而竖直方向的位移不为零，所以，快递在0~10s内的位移大小肯定大于75m，B错误；C．依据图像与时间所围成的面积为速度的变化量则10s末快递竖直方向速度为 ，C错误；D．在1s末，快递水平方向加速度为竖直方向加速度为根据加速度合成可知，1s末快递的加速度由牛顿第二定律，则有D正确。故选D。8．C【详解】A．小球击出后，受重力和风力作用，不是平抛运动，故A错误；B．小球在竖直方向上做自由落体运动，根据得，可得水平风力的作用不影响竖直方向的运动，故运动时间不变为，故B错误；CD．球竖直进A穴可知水平方向做匀减速直线运动，有解得水平初速度为而水平加速度大小为根据牛顿第二定律得，风力为故C正确，D错误。故选C。9．B【详解】A．竖直方向由可得，该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动，时间是2倍，故A错误；B．水平位移故B正确；C．初速度的竖直分量大小为故C错误；D．根据速度的合成得，初速度大小为故D错误。故选B。10．D【详解】斜面足够长，所以小球最终落在斜面上，则，即小球的水平位移和竖直位移之比不变，故A错误；根据平抛运动的推论：速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的2倍，即 由于位移偏向角不变，所以速度偏向角也不变，故B错误；根据解得：知小球在空中运动的时间变为原来的k倍，故D正确；因为初速度变为原来的k倍，运行的时间也变为原来的k倍，根据x=v0t，水平位移变为原来的k2倍，竖直位移也变为原来的k2倍，而所以PQ间距变为原来间距的k2倍，故C错误；故选D11．C【详解】由于水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，故A错误；竖直方向为自由落体运动，由，得到，因水平方向不是匀速直线运动，因此从被击出到落入A穴所用时间不能为，故B错误；由于球竖直地落入A穴，故水平方向为末速度为零匀减速直线运动，根据运动学公式，有；；解得，故C正确；水平方向分运动为末速度为零匀减速直线运动，由运动学公式：；；由牛顿第二定律：，由上述各式可解得，故D错误；故选C．【点睛】本题关键将实际运动分解为水平方向的匀减速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据运动学公式和牛顿第二定律列式求解，注意水平方向不是匀速直线运动，与平抛运动的水平方向运动区别开来.12．A【分析】小球的速度沿圆弧的切线方向，将小球的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的分量，由几何知识求解.【详解】小球的速度沿圆弧的切线方向，将小球的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的分量，沿绳子方向的速度为v，则：，解得，故选A. 13．(1)5：3：1，见解析；(2)见解析【详解】(1)第四名运动员刚离开飞机时，第一名运动员下降的运动的时间为：t1=3s第二名运动员下降时间为：t2=2s第三名运动员下降时间为：t3=1s由于每名运动员在竖直方向都是做自由落体运动，故下降的高度为第四名运动员刚离开时下降的高度为h4=0第一名与第二名运动员间的距离为第二名与第三名运动员间的距离为第三名与第四名运动员间的距离为故相邻两运动员在竖直方向上的距离之比为由于每名运动员在水平方向初速度相同，故相对于飞机，每名运动员都做自由落运动，相对于地面，每名运动员都做平抛运动，如图所示(2)以地面为参考系，四名运动员不可以在同一水平面上形成造型，因为四名运动员下落的时间不同，根据可知，不可能同时到达同一水平面。14．(1) ；方向与y轴负方向夹角为45°(2) (，)；(3)【详解】(1)由图像可知，质点在y轴方向做匀速直线运动，速度为在x轴方向做匀加速直线运动，加速度为则时质点速度与y轴夹角的余弦为方向与y轴负方向夹角为45°。(2)时所以质点的位置为(，)(3)质点2s内沿x方向的位移在y轴方向的位移质点的轨迹方程为所以质点在2s内的运动轨迹图大致如下15．（1）0.4s；（2）40m/s；（3）速度方向与水平方向的夹角正切值【详解】（1）从A到C竖直高度为根据解得到达点的时间（2）从A到B水平方向，根据解得（3）从A到B落地时竖直方向的速度解得则棒球落地时的速度方向与水平方向的夹角16．0.25 m【详解】根据牛顿第二定律，在OP段有又由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程物块的竖直位移由几何关系有联立以上各式可以得到解得由题图乙知代入数据解得17．匀加速直线         F1的反方向    匀变速曲线        F2的反方向    匀减速直线        F3的反方向    【解析】若只撤去F1，物体所受的合外力大小为F1，方向与F1相反，与速度方向相同，所以物体做加速度大小为的匀加速直线运动，加速度方向与F1相反；若只撤去F2，物体所受的合外力大小为F2，方向与F2相反，与速度方向不共线，且夹角为锐角，所以物体做加速度大小为的匀变速曲线运动，加速度方向与F2相反；若只撤去F3，物体所受的合外力大小为F3，方向与F3相反，与速度方向相反，所以物体做加速度大小为的匀减速直线运动，加速度方向与F3相反．【点睛】解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的条件，关键看合力的方向与速度方向是否在同一条直线上．18．加速        【详解】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，而沿着绳子方向的速度相等，由几何关系可得因汽车做匀速直线运动，即v1不变，当θ逐渐减小，增大，即v2逐渐变大，物体有向上的加速度，则物体做加速运动。19．【详解】根据得竖直分速度落在球拍上的速度如图：根据平行四边形定则知，刚要落到球拍上时速度大小20．管口的直径d    废水水平方向的位移大小x    管口到地面的高度y        【详解】（1）计算排水管每秒的排水体积需要知道排水管的横截面积，水的流速，水的流速通过平抛运动计算，所以需要测量管口的直径d，废水水平方向的位移大小x，管口到地面的高度y。（2）根据平抛运动的规律有排水管每秒的排污体积其中解得