物理（新教材）高一暑假作业之巩固练习1 抛体运动含答案解析

这是一份物理（新教材）高一暑假作业之巩固练习1 抛体运动含答案解析，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
暑假练习01
抛体运动



一、选择题：第1～7题为单选题，第8～10题为多选题。
1．雨滴由静止开始下落（不计空气阻力），遇到水平方向吹来的风，设风对雨滴持续作用，下列说法中正确的是（      ）
A．风速越大，雨滴下落的时间将越长
B．风速越大，雨滴落地的瞬时速度越大
C．雨滴着地时的速度与风速无关
D．雨滴下落的时间与风速有关
2．物体做平抛运动的过程中，在连续相等的时间间隔内，下列物理量逐渐增大的是（　　）
A．速度的变化量 B．速度的变化率 C．位移 D．加速度
3．如图，身高不同的甲、乙两人站在同一位置，同时向正前方水平地面上的玩具水平抛出圆环，圆环恰好都套中玩具。若圆环离手后的运动可视为平抛运动，环的初速度分别为v1与v2，可判断（　　）
A．甲先套住玩具熊 B．两人同时套住玩具
C．v1＜v2 D．v1＝v2
4．如图所示，运动员把足球从A点斜向上踢出，B是轨迹的最高点，C是下落过程中的点，已知A、B两点的高度差为，B、C两点的高度差为d，B、C两点的水平位移为d，重力加速度为g，不计空气的阻力，下列说法正确的是（　　）
A．足球从A到B的运动时间为
B．足球从B到C的运动时间为
C．A、B的间距与B、C的间距之比∶1
D．足球在最高点的速度为
5．如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦），用水平力F拉物体B沿粗糙水平面向右运动，整个过程物体A始终匀速，则（　　）
A．物体B做加速直线运动
B．地面对物体B的摩擦力逐渐增大
C．地面对物体B的摩擦力逐渐减小
D．绳子对物体B的拉力不变
6．如图所示，小张同学为自己设计了一个投掷弹性小球的小游戏，他站在水平地面上将一个弹性小球水平抛出，抛出点A点距地面高度为1.8 m，小张的右侧有一竖直放置的挡板B，当小球打到右侧挡板时水平方向小球等速弹回，竖直方向的速度不受影响，若小球能恰好落入水平地面的地洞C里，则该游戏成功。已知C点到A、B两点的水平距离相等，重力加速度g取10 m/s2，小球可视为质点，则B挡板处距地面高度为（　　）
A．1.0 m B．0.8 m C．0.9 m D．0.5 m
7．某电视综艺节目中有一个“橄榄球空中击剑”游戏，宝剑从空中B点自由下落，同时橄榄球从A点以速度v0沿方向抛出，恰好在空中C点击中剑尖，不计空气阻力。关于橄榄球，下列说法正确的是（　　）
A．在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度
B．若以大于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖
C．若以小于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖
D．无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑尖
8．一条两岸为平行直线、宽为600 m的大河，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系式为(m/s)，现船以静水中的速度4 m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是（　　）
A．船在河水中航行的轨迹是一条直线
B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C．渡河最短时间为240 s
D．船离开河岸400 m时的速度大小为2 m/s
9．如图所示，斜面倾角为，位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）
A．若小球以最小位移到达斜面，则
B．若小球垂直击中斜面，则
C．若小球能击中斜面中点，则
D．若小球能击中斜面中点，则
10．如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为53°的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度v1、v2沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力），已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，下列说法正确的是（　　）
A．初速度v1、v2大小之比为3：4
B．若仅增大v1，两球不可能相碰
C．若v1大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D
D．若只抛出甲球并适当改变v1大小，则甲球可能垂直击中圆环BC
二、非选择题
11．图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片，同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。
(1)由图甲（b）的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是________。

(2)现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能（每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的___________（选填“（c）”或“（d）”）。
(3)如果图乙中小球A水平抛出的初速度为1 m/s，SP＝L＝0.5 m，经过0.2 s小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为Q，则Q点沿着屏幕向下运动的速度大小为________m/s。
12．第24届冬奥会于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，其空中翻转动作优美，深受观众喜爱。某滑道示意图由助滑道、直滑道、斜坡滑道、圆弧滑道组成，某运动员从助滑道某位置由静止开始下滑，到达起跳点O时借助设备和技巧，沿与水平方向成α＝37°角的方向起跳，恰从B点沿切线进入圆弧轨道，实现完美一跃。已知O、B两点高度差为35 m，圆弧轨道圆心角β＝53°，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，运动员在空中运动过程中可视为质点，忽略运动过程中空气的作用。求：
(1)O、B间的水平距离L的大小；
(2)运动员落到B点时速度的大小？
13．风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，在距地面h＝3 m高度上方设置一足够大的风洞，可以使实验中所用小球受到水平向右等大恒定风力作用。一质量m甲＝2 kg的小球甲从距地面高H＝4 m处以一定初速度v0甲＝2 m/s水平抛出。在距抛出点同一竖直平面内水平距离L＝1.6 m处地面上，同时竖直向上抛出另一质量m乙＝0.2 kg的小球乙（甲、乙可视为质点，除风洞产生的风力外不考虑其他空气阻力，重力加速度g取10 m/s2）。
(1)关闭风洞，两小球恰好在空中相遇，求小球乙抛出时的初速度；
(2)打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为v0乙＝6 m/s，两小球恰好在空中相遇，求相遇点距地面的高度；
(3)打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为v0乙＝16 m/s，两小球恰好在空中相遇，求该次风力的大小。




答案与解析



1．【答案】B
【解析】分运动和合运动具有等时性，在竖直方向上，仅受重力，做自由落体运动，高度不变，所以运动时间不变，即雨滴下落的时间与风速无关，AD错误；雨滴落地时竖直方向的速度不变，风力越大，水平方向上的加速度越大，时间不变，则落地时水平方向上速度越大，根据平行四边形定则，落地的速度越大，B正确，C错误。
2．【答案】C
【解析】平抛运动是匀变速曲线运动，在此过程中，连续相等的时间间隔内有，即速度的变化量相等，A错误；速度的变化率就是加速度，平抛运动过程中加速度不变，故BD错误；物体做平抛运动的过程中，速度越来越大，在连续相等的时间间隔内，位移必然越来越大，故C正确。
3．【答案】C
【解析】根据，解得，乙的h小，运动时间短，乙先套住玩具，AB错误；根据，，解得，根据题意知水平位移相同，且，解得，C正确，D错误。
4．【答案】C
【解析】由逆向思维，斜上抛运动可以看成由最高点以等大反向的初速度的两个平抛运动，在竖直方向根据可得，，故AB错误；平抛运动与的初速度等大反向，设初速度为，水平方向上根据可得，，由AB分析可知，则，由几何关系可得A、B的间距为，B、C的间距为，则A、B的间距与B、C的间距之比为，故C正确；由平抛运动的规律，足球在最高点的速度为，故D错误。
5．【答案】B
【解析】根据关联速度问题可分解B的速度有，解得，用水平力F拉物体B沿粗糙水平面向右运动，角越来越小，所以物体B做减速直线运动，故A错误；由于A做匀速直线运动，则细绳的拉力大小保持不变，B向右运动，角越来越小，所以绳子对B物体的拉力大小不变，但是方向改变，又因为，所以地面对B的摩擦力逐渐增大，故B正确，CD错误。
6．【答案】A
【解析】水平方向做匀速运动，从A到B的距离为从B到C的距离的2倍，所以小球在之间的运动时间与小球在之间的运动时间之比为2：1，即可以求出小球总的下落时间与小球从A下落到B的时间之比为3：2，根据，得出总的下落高度与间竖直距离之比为，所以B点距地面高度为，故选A。
7．【答案】B
【解析】设B点高度为h，橄榄球水平位移为x，初始速度与水平方向的夹角为α，经过时间t恰好击中，则有，橄榄球在空中运动的加速度等于宝剑下落的加速度，均等于重力加速度，故A错误；橄榄球若以大于v0的速度沿原方向抛出，则水平方向的速度增大，运动到相遇点的时间减小，剑下降的高度减小，一定能在C点上方击中剑尖，故B正确；橄榄球若以小于v0的速度沿原方向抛出，则水平方向的速度减小，运动到相遇点的时间增大，剑下降的高度增大，可能剑尖落地后橄榄球才到C点所在的竖直线，所以橄榄球可能在C点下方击中剑尖，也可能击不中剑尖，故C错误；若抛出的速度太小，可能橄榄球不会与剑尖相遇，故D错误。
8．【答案】BD
【解析】因为船在静水中速度不变，水流速度在变化，可知船在沿河岸方向上有加速度，合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，轨迹是曲线，A错误；当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，B正确，C错误；船离开河岸400m时，离较近河岸的距离为200m，此时水流速度为2m/s，根据平行四边形定则可知船运动的合速度大小，D正确。
9．【答案】ABD
【解析】若小球最小位移到达斜面，则位移垂直于斜面，根据平抛规律，，根据几何关系可知，联立解得，A正确；若小球垂直击中斜面，则速度垂直于斜面，根据几何关系，解得，B正确；若小球击中斜面中点，根据几何关系，解得，D正确，C错误。
10．【答案】AD
【解析】甲乙两球从等高处做平抛运动怡好在C点相碰，则时间相等，水平方向有，，初速度v1、v2大小之比为3：4，故A正确；两球相碰，则满足，若仅增大v1，显然存在t满足方程，所以两球会相碰，故B错误；若v1大小变为原来的一半，在时间不变的情况下水平位移会变为原来的一半，但由于甲球会碰到斜面，下落高度减小，时间减小，所以甲球的水平位移小于原来的一半，不会落在斜面的中点，故C错误；若甲球垂直击中圆环BC，则落点时速度的反向延长线过圆心O，由几何关系有，，以上方程为两个未知数两个方程可以求解和t，因此只抛出甲球并适当改变大小，则甲球可能垂直击中圆环BC，故D正确。
11．【答案】(1)自由落体运动     (2)（d）    (3)2.5
【解析】(1)本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，同一时刻两球处于同一高度，说明竖直方向运动情况相同，所以A竖直方向的分运动是自由落体运动。
(2)方法一：设经过时间t照相机拍摄一次，从抛出开始经时间t后到达C点，经时间2t后经过B点，如图所示，根据几何关系有，，水平方向做匀速运动，所以，竖直方向做自由落体运动，所以＝，联立得，即PG＝GQ，所以小球的影像P在屏上移动情况应当是等间距的，故选（d）。
方法二：设经过时间t，小球的水平位移为x，竖直方向的位移为y，影子的位移为H，则有，解得，所以小球的影像P在屏上移动位移与时间成正比，匀速下落，应当是等间距的，故选（d）。
(3)由以上解析可知影子在竖直方向上做匀速运动，根据几何关系可知，解得。
12．【解析】(1)设运动员的起飞速度为v，沿水平方向的分速度
沿竖直方向的分速度
运动员在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀变速直线运动，到达B点时速度沿水平方向的分速度大小为，沿竖直方向的分速度大小为，则水平方向有
，
竖直方向有，
又有
联立解得，。
(2)设动员落到B点时速度的大小，根据题意有
解得。
13．【解析】(1)关闭风洞，球甲做平抛运动，从抛出假设经过时间两小球在空中相遇，球甲在水平方向做匀速直线运动，则有

球甲在竖直方向做自由落体运动，则有
球乙竖直向上做加速度为的匀减速直线运动，则有
两球的竖直位移关系为
联立以上式子解得。
(2)打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为，两小球恰好在空中相遇，由于风力水平向右，不影响球甲和球乙在竖直方向的运动，球乙在竖直方向上升的最大高度为

说明球乙没有进入风洞区域，相遇点一定在球乙抛出点的正上方，假设从抛出经过时间，两球在空中相遇，则有



解得
相遇时的高度为。
(3)打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为，两小球恰好在空中相遇，由于风力水平向右，不影响球甲和球乙在竖直方向的运动，，假设从抛出经过时间，两球在空中相遇，则有



解得
相遇时离地面的高度为
说明相遇位置位于风洞区域内，假设球乙刚进入风洞区域的速度为，则有

解得
球乙从抛出到刚进入风洞区域所用时间为
假设风力大小为，则两球在水平方向的加速度分别为，
从抛出到两球相遇，两球在水平方向的位移分别为
，
两球的水平位移关系为
联立解得风力为。