第五章 抛体运动单元测试提高卷（解析版）-高一物理同步精品讲义（人教版）

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抛体运动 单元测试（提高）卷一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意．请将解答填涂在答题卡的相应位置上。）1.斜抛运动与平抛运动相比较，下列说法正确的是（　　）A. 斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动B. 都是加速度逐渐增大的曲线运动C. 平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛运动是速度一直减小的运动D. 都是任意两段相等时间内的速度变化大小相等的运动【答案】D【解析】【详解】AB．斜抛运动和平抛运动都是只受重力作用，加速度恒为g的匀变速曲线运动，故A错误，B错误；C．平抛运动的速度一直增大，斜抛运动的速度是增大还是减小，要看速度与重力的夹角，成锐角时速度增大；成钝角时速度减小，斜下抛运动也是速度增大的运动，故C错误；D．根据加速度的定义式知，速度的变化量所以斜抛运动与平抛运动在相等的时间内速度的变化都相等，所以D正确。故选D。2.如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为-F。在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（　　）A. 物体可能沿曲线Ba运动 B. 物体可能沿直线Bb运动C. 物体可能沿曲线Bc运动 D. 物体可能沿原曲线由B返回【答案】C【解析】【详解】物体从A到B运动，因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中，所以物体所受恒力方向应斜向右下。到达B点后，力的大小不变方向相反，变成斜向左上，物体在B点的速度方向为切线方向，即直线Bb，过B点后只有Bc在力与速度的夹角内，物体只可能沿Bc运动，故C正确，ABD错误。故选C3. 如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，，从a点以初动能E0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，若小球从a点以初动能2E0水平抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是（　　）A. 小球将落在c点上方B. 小球将落在c点下方C. 小球前后两次从抛出到落在斜面上的时间之比为D. 小球前后两次从抛出到落在斜面上的时间之比为【答案】D【解析】【详解】AB．设斜面的倾角为θ，小球落在斜面上，竖直方向上的位移与水平方向位移的比值等于tanθ，即有解得在竖直方向上的位移y==当初动能变为原来的2倍，则速度的平方变为原来的两倍，由上式可知，竖直位移变为原来的两倍；故小球应落在c点，故AB错误；CD．根据得根据前面的分析可知小球前后两次下落高度之比为1：2，所以由此可得落在斜面上的时间之比为1：，故C错误，D正确。故选D。4.如图所示的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两个小球平抛运动时间之比为（  ）A. 1：1 B. 4：3 C. 16：9 D. 9：16【答案】D【解析】【详解】小球落在斜面上时，位移和水平方向的夹角等于斜面的倾角，则：所以时间t：，则A、B两个小球平抛运动时间之比：，A．，而并非1：1，A错误；B．，而并非4：5，B错误；C．，而并非16：9，C错误；D．，D正确．5.如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽，从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角，则A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】平抛运动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.速度与水平方向的夹角为，则：位移与竖直方向的夹角为，则：所以：所以选C.6.如图所示，在直角斜面体ABC中，斜面AC与水平方向的夹角为，在A点正上方与C点等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则CD与DA之比为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】如图所示，设小球水平抛出的初速度为，落到点时的竖直速度为，所用时间为t，在中，有在中，有又在中，有解得故选D。7.如图所示，物体以9.8m/s的水平初速度v0抛出，飞行一段时间后，垂直撞在倾角为30°的斜面上，取g=9.8m/s2，则这段飞行所用的时间为（　　） A s B. s C. s D. 2s【答案】C【解析】【详解】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图则可得故C正确，ABD错误。故选C。8.如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m，水平距离为8 m，则运动员跨过壕沟的初速度至少为(取g＝10 m/s2)(   )A. 0.5 m/s B. 2 m/sC. 10 m/s D. 20 m/s【答案】D【解析】【详解】当摩托车刚好跨过壕沟时，水平速度最小，此时水平位移大小为 x=8m，竖直位移大小为 y═0.8m．则竖直方向有： ，可得，；水平方向有：，可得：故选D．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道分运动与合运动具有等时性，运用运动学公式进行求解．二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．请将解答填涂在答题卡的相应位置上。）9.如图所示，在水平直杆上套有一圆环，一穿过圆环的细线一端固定在O点，另一端悬挂一质量为m的物体A。现让圆环从O点正上方的点开始以恒定的速度沿直杆向右滑行，用T表示细线的拉力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 物体A相对地面做曲线运动B. 物体A相对地面做直线运动C. T一定大于mgD. T等于mg【答案】AC【解析】【详解】设小圆环从B点向右运动非常小的一段时间△t到达C点，设水平位移为△x，过B点作OC的垂线与D点，则CD的距离△y即为A上升的高度，∠CBD=θ，设圆环匀速运动的速度为v，A竖直方向的速度为v′，则有△y=△xsinθ向右运动过程中，θ变大，sinθ变大，则v′变大，所以A做加速运动；
AB．依据运动的合成法则，A水平方向匀速直线运动，而竖直方向加速运动，则合运动是相对地面做曲线运动，故A正确，B错误；CD．结合以上分析，再根据牛顿第二定律可知T-mg=ma所以T＞mg故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，A、B两质点以相同的水平速度v0抛出，A在竖直面内运动，落地点P1，B沿光滑斜面运动，落地点为P2。已知斜面的倾角为α，不计空气阻力。P1、P2在X轴方向上距抛出点的距离分别为x1、x2。则有（　　）A. x1<x2 B. x1>x2C. α越大，x1、x2之差的绝对值越大 D. α越大，x1、x2之差的绝对值越小【答案】AD【解析】【详解】对，沿水平方向的位移大小为沿竖直方向的位移大小为对，沿水平方向有位移大小为沿斜面向下的方向有沿斜面向下的位移大小为根据几何关系可得联立解得即有、之差的绝对值为越大，、之差的绝对值越小，故A、D正确，B、C错误；故选AD。11.竖直边长为L，倾角正切值的直角斜面固定在水平面上，若将某小球A以速度从斜面顶端水平抛出，正好落在斜面的中点上，现将相同的小球B以的初速度在同一位置水平抛出，下面说法正确的是（　　）A. 小球B将恰好落在斜面底端B. 小球A与小球B落在斜面上的时间之比为C. 小球A和B落在斜面上的速度与斜面方向夹角不相等D. 若小球B以2的初速度在同一位置水平抛出，小球一定落在水平面上【答案】ABD【解析】【详解】A．小球A做平抛运动则有联立解得设小球以速度平抛，恰好落在斜面底端，则有解得即小球B将恰好落在斜面底端，故A正确；B．小球A与小球B落在斜面上的时间之比为故B正确；C．物体落到斜面上时，斜面倾角等于位移夹角，根据平抛运动规律可知，位移夹角正切值的二倍等于速度夹角正切值，所以小球A和B落在斜面上的速度与斜面方向夹角相等，故C错误；D．由于，小球B以2的初速度在同一位置水平抛出，小球一定落在水平面上，故D正确；故选ABD。12.如图所示，A、E分别是斜面的顶端和底端，B、C、D是斜面上的三个点，且AB=BC=CD=DE。从A点以不同的水平速度向左抛出两个小球（不计空气阻力），球1落在B点，球2落在E点。两球从抛出到落在斜面上的运动过程中，下列说法正确的是（　　）A. 球1和球2运动的时间之比为1∶2B. 球1和球2抛出时初速度大小之比为1∶4C. 球1和球2落点速度方向不相同D. 球1和球2落点速度大小之比为1∶2【答案】AD【解析】【详解】C．从斜面的顶端A平抛球1，2，又落到斜面上的B、E点，故球1，2的位移偏向角相等，速度偏向角的正切是位移偏向角正切的两倍，故球1和球2落点速度方向相同，故C错误；A．由AB=BC=CD=DE可知，球1和球2竖直方向的位移之比为1：4，根据可知故故A正确；B．由AB=BC=CD=DE可知，球1和球2水平方向的位移之比为1：4，根据得结合可解得故B错误；D．由以上分析可知，球1和球2的速度偏向角相等，设为，则有故球1和球2的落地速度之比故D正确。故选AD。三、实验题（本题共2小题，共15分．）13.一小球在某未知星球上作平抛运动，现对小球在有坐标纸的背最屏前采用频闪数码照相机连续拍摄，然后对照片进行合成，如图所示．A、B、C为连续三次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图所示，已知该照片的实际背景屏方格的边长均为4cm(不计空气阻力），则由以上及图信息可推知：(1)小球平抛的初速度大小是_______m/s；(2)该星球表面的重力加速度为_______m/s²；(3)若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：x=_____cm；y=______cm．【答案】    (1). 1.6m/s    (2). 8m/s2    (3). -16cm    (4). -4cm【解析】【详解】(1) 水平方向小球做匀速直线运动，所以初速度为；(2)小于在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由公式，由图可知，，解得：；(3)小球在B点时的竖直方向的速度为，由平行四边形定则可知，小球在B点的合速度为；小球在B点时的竖直方向的速度为，所以小球从抛出点到B点运动的时间为，所以B点距抛出点竖直方向的距离为，B点距抛出点水平距离为 所以小球做平抛运动的初位置坐标为（-16cm，-4）．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动．14.（1）在做“研究平抛运动”实验中，以下哪些操作可能引起实验误差（        ）A .安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B .确定OY轴时，没有用重垂线C .斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D .每次从轨道同一位置释放小球（2）如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm.如果取g=10 m/s2,那么：①闪光频率是 _______Hz②小球平抛时的初速度的大小是________m/s③小球经过B点的速度大小是___________m/s【答案】AB   10   1.5  2.5【解析】【详解】（1）：当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后并非做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差；确定Oy轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，会引起实验误差；故AB错误；只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差．每次从轨道同一位置释放小球不会引起实验误差．故CD正确（2）：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，因此闪光频率为：f==10Hz．（2）水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm，t=T=0.1s，代入解得：v0=1.5m/s．（3）根据匀变速直线运动中，时间中点瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：vy=所以B点速度为：vB==2.5m/s．对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动规律和推论解题．四、计算题（本题共4小题，共45分．）15.如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m＝1kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑，同时在斜面正上方有一小球以速度v0水平抛出，经过0.4 s，小球恰好垂直斜面落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。空气阻力不计，已知 sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)小球水平抛出的速度v0的大小；(2)小滑块的初速度v的大小。【答案】(1)3m/s；(2)5.35m/s【解析】【详解】(1)设小球落入凹槽时竖直速度为，则有因此有(2)小球落入凹槽时的水平位移则滑块的位移为根据牛顿第二定律，滑块上滑的加速度为根据公式可得16.北京赢得了2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会的举办权，引得越来越多的体育爱好者参加滑雪运动．如图所示，某滑雪场的雪道由倾斜部分AB段和水平部分BC段组成，其中倾斜雪道AB的长L＝25m，顶端高H＝15m，滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ＝0.25．滑雪爱好者每次练习时均在倾斜雪道的顶端A处以水平速度飞出，落到雪道时他靠改变姿势进行缓冲，恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同．不计空气阻力影响，取重力加速度g=10m/s2．(1)第一次滑雪爱好者水平飞出后经t1=1.5s落到雪道上的D处（图中未标出），求水平初速度v1及A、D之间的水平位移x1．(2)第二次该爱好者调整水平初速度，落到雪道上的E处（图中未标出），已知A、E之间的水平位移为x2，且，求该爱好者落到雪道上的E处之后的滑行距离s．(3)该爱好者在随后的几次练习中都落在雪道的AB段，他根据经验得出如下结论：在A处水平速度越大，落到雪道前瞬时的速度越大，速度方向与雪道的夹角也越大．他的观点是否正确，请你判断并说明理由．【答案】(1), (2)s＝45m  (3)在A处水平速度越大，落到雪道前瞬时速度越大，而速度方向与雪道夹角相同【解析】【详解】滑雪爱好者自 A处以水平速度飞出后，可能落在AB段，也可能落在BC段．(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分 BC 段所用时间为 t0，根据平抛规律解得:由此可知，滑雪爱好者水平飞出后经t1=1.5s 落在雪道的倾斜部分AB段．根据平抛规律解得:A、D之间的水平位移 解得:(2)设此次爱好者水平初速度v2，由，可知，由此可判断此次滑雪爱好者水平飞出后落在雪道的水平部分BC段．由平抛规律解得: 之后爱好者在水平雪道上匀减速滑行，由动能定理有:解得该爱好者落到雪道上的E处之后的滑行距离s＝45m(3)他的观点不正确．正确观点是：在A处水平速度越大，落到雪道前瞬时速度越大，而速度方向与雪道夹角相同．设爱好者水平初速度,由平抛规律知落到AB段均满足 解得:由此可知：越大，运动时间t越长落到雪道前瞬时速度大小，越大，落点速度越大速度方向与水平方向夹角为α，，速度方向与无关．【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解．
17.如图所示，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A点正上方高度为6m处的O点，以1m/s的速度水平抛出一个小球，飞行一段时间后撞在斜面上，g取10m/s2，试求：（1）撞击点离斜面底端的高度；（2）小球从水平抛出到撞击到斜面上所用时间【答案】（1）1m；（2）1s【解析】【详解】设小球竖直下落h时达到斜面，用时ts，水平位移x，水平速度v0=1m/s根据平抛运动规律，则有，由几何关系得联立解得h=5m，t=1s所以小球撞击斜面处离斜面底端1m高。18.如图所示，小红在练习“套环”游戏，要将套环“套”上木桩（套环用单匝细金属丝做成）。若小红每次均在O点将“套环”水平抛出，O为“套环”最右端，已知“套环”直径为0.15m，抛出点O距地面高度H=1.35m，距木桩水平d=2.0m，木桩高度h=0.10m。（g取10m/s2）求：(1)“套环”从抛出到落到木桩最上端经历的时间；    (2)若不计木桩的粗细，为能让“套环”套入木桩，小红抛出“套环”的初速度范围。【答案】（1）0.5s；（2）【解析】【详解】(1)“套环”在竖直方向上做自由落体运动，根据代入数据得(2)“套环”下落到木桩最上端时，若要能套入木桩，水平位移最大为(d+d环)，所以速度最大值水平位移最小为d，所以速度最小值所以小红抛出“套环”的初速度范围是