高考物理一轮复习课时检测二十一平抛运动规律及应用含解析新人教版

这是一份高考物理一轮复习课时检测二十一平抛运动规律及应用含解析新人教版，共6页。
平抛运动规律及应用1．一物块从某高处水平抛出，落地时下落的高度是水平位移的倍，不计空气阻力，则落地时物块的速度方向与水平方向的夹角为(　　)A.   B.C.   D.解析：选A　设物块运动时间为t。物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为α。根据题意有：gt2＝v0t，得：t＝。则tan α＝＝，得：α＝。A正确。2．某幼儿园举行套圈比赛，如图为一名儿童正在比赛，他将圈从A点水平抛出，圈正好套在地面上B点的物体上，若A、B间的距离为s，A、B两点连线与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，不计圈的大小，不计空气的阻力。则圈做平抛运动的初速度为(　　)A．sin θ   B．cos θ C.    D. 解析：选B　由题可知，小球做平抛运动的水平位移x＝scos θ，而下落的高度h＝ssin θ，因此下落的时间t＝＝，则初速度v0＝＝cos θ ，故B项正确。3．如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放两颗炸弹，分别击中山坡上的M点和N点。释放两颗炸弹的时间间隔为Δt1，此过程中飞机飞行的距离为s1；击中M、N的时间间隔为Δt2，M、N两点间水平距离为s2。不计空气阻力。下列判断正确的是(　　)A．Δt1>Δt2，s1>s2  B．Δt1>Δt2，s1<s2C．Δt1<Δt2，s1>s2  D．Δt1<Δt2，s1<s2解析：选A　设如果两颗炸弹都落在同一水平面上时，由于高度相同，所以Δt1＝Δt2，由于第二颗炸弹落在更高的斜面，所以下落的高度减小，所用的时间减小，所以Δt1>Δt2，同理可知，由于炸弹和飞机水平方向的速度相同，时间越小，飞行的距离越小，所以s1>s2，故A正确。4．如图所示，三个质量相等的小球A、B、C从图示位置分别以相同的速度v0水平向左抛出，最终都能到达坐标原点O。不计空气阻力，x轴所在处为地面，则可判断A、B、C三个小球(　　)A．在空中运动过程中，重力做功之比为1∶2∶3B．在空中运动过程中，动量变化率之比为1∶2∶3C．初始时刻纵坐标之比为1∶4∶9D．到达O点时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶4∶9解析：选C　根据x＝v0t，水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1∶2∶3，所以它们在空中运动的时间之比为1∶2∶3，初始时刻纵坐标之比即该过程小球的下落高度之比，根据h＝gt2，初始时刻纵坐标之比为1∶4∶9，重力做功之比为高度之比，即为1∶4∶9，故A错误，C正确；动量的变化率为合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故B错误；竖直方向速度之比为1∶2∶3，水平方向速度相等，而速度方向与水平方向夹角的正切值为，则其比值为1∶2∶3，故D错误。5．某羽毛球运动员曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若每次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则(　　)A．击中甲、乙的两球初速度v甲＝v乙B．击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙C．假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓D．击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大解析：选B　由题图可知，甲、乙两鼓的高度相同，所以羽毛球到达两鼓用时相同，但由于离运动员的水平距离不同，甲鼓的水平距离较远，所以由v＝可知，击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙，故A错误，B正确；由题图可知，甲、丁两鼓与运动员不在同一直线上，所以用相同速度发球不可能到达丁鼓，故C错误；由于丁、丙两鼓高度相同，但由图可知，丁鼓离运动员的水平距离最大，所以击中丁鼓的初速度一定大于击中丙鼓的初速度，故D错误。6．甲、乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角，如图所示。设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的球拍的速度大小v1与乒乓球击打乙的球拍的速度大小v2的比值为(　　)A.   B.C.   D.解析：选C　将乒乓球击打球拍时的速度分解为水平方向和竖直方向，则有乒乓球击打甲的球拍和击打乙的球拍的水平方向分速度大小相等，由v1sin 45°＝v2sin 30°，解得v1∶v2＝，选项C正确。7．某同学在竖直砖墙前的高处P点平行墙面水平抛出一个石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示，测得每块砖的厚度均为6.4 cm，长度均为24 cm。取g＝10 m/s2，石子在P处的初速度大小约为(　　)A．2 m/s  B．3 m/sC．4 m/s  D．5 m/s解析：选B　h＝6.4 cm＝0.064 m，L＝24 cm＝0.24 m。在图中找到几个水平距离相等的点，找出对应的竖直方向的位移差，如图：设AB、BC之间的时间间隔都是T，在竖直方向：yBC－yAB＝3h－2h＝h，由导出公式：gT2＝h，联立得：T＝0.08 s。水平方向：L＝v0T，代入数据得：v0＝3 m/s。故B项正确。8.如图所示为一半径为0.6 m的四分之一圆柱体OAB的竖直截面，在A点正上方的C点(图中未标出)水平向左抛出一个小球，小球恰好在D点沿DO方向撞向圆柱体表面。已知OD与OA的夹角θ＝37°，忽略空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，则A、C两点间的距离为(　　)A．0.363 m  B．0.405 mC．0.46 m  D．0.52 m解析：选B　小球做平抛运动，速度偏转角为37°，而速度偏转角正切值是位移偏转角正切值的2倍，故：tan 37°＝，结合几何关系，有：h＝Rsin 37°＋y，x＋Rcos 37°＝R，联立解得：x＝0.12 m，y＝0.045 m，h＝0.405 m，故B项正确。9．(2021·滨州模拟)如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为y＝x2，在y轴上有一点P，坐标为(0,6 m)。从P点将一小球水平抛出，初速度为1 m/s。则小球第一次打在曲面上的位置为(g取10 m/s2)(　　)A．(3 m,3 m)  B．(2 m,4 m)C．(1 m,1 m)  D．(1 m,2 m)解析：选C　设小球第一次打在曲面上的位置为(x，y)，小球在水平方向有：x＝v0t；竖直方向有：6－y＝gt2，x、y满足曲面方程，则y＝x2，联立各式并把g＝10 m/s2、v0＝1 m/s代入解得x＝1 m，y＝1 m，则小球第一次打在曲面上的位置为(1 m，1 m)，故选项C正确。10.如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m＝1 kg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从斜面底端上滑，同时在斜面底端正上方有一小球以v0水平抛出，经过0.4 s，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，g取10 m/s2，求：(1)小球水平抛出的速度v0的大小；(2)小滑块的初速度的大小。解析：(1)设小球落入凹槽时竖直速度为vy，则有：vy＝gt＝10×0.4 m/s＝4 m/s根据平行四边形定则得：v0＝vytan 37°＝3 m/s(2)小球落入凹槽时的水平位移为：x＝v0t＝3×0.4 m＝1.2 m则滑块的位移为：s＝ m＝1.5 m滑块上滑时：mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma代入数据解得：a＝8 m/s2根据公式有：s＝vt－at2代入数据解得：v＝5.35 m/s。答案：(1)3 m/s　(2)5.35 m/s [潜能激发]11．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)(多选)如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力。下列说法正确的有(　　)A．排球两次飞行过程中加速度相同B．排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等C．排球离开M点的速率比经过Q点的速率大D．排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大解析：选ACD　不计空气阻力，排球在空中的抛体运动只受重力而做匀变速曲线运动，加速度均为重力加速度g，故A正确；设排球第一次从M到P下落高度为h，重力做正功为WG＝mgh，第二次做斜上抛运动从P点经Q点到N点，重力做功为零，故B错误；排球从M点到P点和从Q点到N点都是平抛运动，在M、Q点均只有水平方向的速度，下落高度h相同，由h＝gt2知运动时间相同，但xMP＞xQN，由x＝v0t可推出离开M点的速率大于经过Q点的速率，故C正确；将排球从P点到Q点的斜上抛运动由逆向思维法可看成从Q点到P点的平抛运动，则由M点到P点和Q点到P点的平抛运动比较，下落高度相同，则运动时间相同，竖直分速度vy一样，但M到P的水平位移大，则水平速度v0较大，由v＝，可知从M到P的末速度大小大于从P到Q的初速度大小，故D正确。12．(多选)如图所示，宽为L的竖直障碍物上开有间距d＝0.6 m的矩形孔，其下沿离地高h＝1.2 m，离地高H＝2 m、可视为质点的小球与障碍物相距x，在障碍物以v0＝4 m/s的速度匀速向左运动的同时，小球自由下落，忽略空气阻力，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．L＝1 m、x＝1 m时小球可以穿过矩形孔B．L＝0.8 m、x＝0.8 m时小球可以穿过矩形孔C．L＝0.6 m、x＝1 m时小球可以穿过矩形孔D．L＝0.6 m、x＝1.2 m时小球可以穿过矩形孔解析：选BC　小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为：t1＝ ＝  s＝0.2 s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为t2＝＝  s＝0.4 s，则小球通过矩形孔的时间为Δt＝t2－t1＝0.2 s，根据等时性知L的最大值为Lm＝v0Δt＝4×0.2 m＝0.8 m，故A错误；若L＝0.8 m，x的最小值为xmin＝v0t1＝4×0.2 m＝0.8 m，x的最大值为xmax＝v0t2－L＝4×0.4 m－0.8 m＝0.8 m，x的取值范围是x＝0.8 m，B正确；若L＝0.6 m，x的最小值为xmin＝v0t1＝4×0.2 m＝0.8 m，x的最大值为xmax＝v0t2－L＝4×0.4 m－0.6 m＝1 m，所以0.8 m≤x≤1 m，C正确，D错误。13.一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m，一小球以水平速度v飞出，g取10 m/s2，求：(1)任意改变初速度v的大小，求小球落在第四台阶上的长度范围是多少？(答案可保留根号)(2)当速度v＝5 m/s，小球落在哪个台阶上？(要有计算过程)解析：(1)据题有x＝h＝0.4 m，小球打在第三台阶的末端时初速度为v1，则3h＝gt123x＝v1t1。联立得v1＝ m/s以速度v1打到第四台阶的水平距离为x′。4h＝gt22x′＝v1t2。可得x′＝ m小球落在第四台阶上的长度范围为：Δx＝4x－x′＝m。(2)设台阶数为n，有nh＝gt2nx＝vt解得n＝12.5，取13。答案：(1)m　(2)13