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免费当堂达标检测题

第五章　抛体运动

本章达标检测

满分:100分;时间:90分钟

一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一项符合题目要求,第6~7小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)

1.(2020湖南长沙高二下月考)关于曲线运动,下列说法中正确的是(　　)

A.曲线运动的速度大小一定变化

B.曲线运动的加速度一定变化

C.曲线运动的速度方向一定变化

D.做曲线运动的物体所受的外力一定变化

2.(2020广东海丰高一下测试)抗洪救灾过程中,解放军战士在悬停的直升机上,由静止释放救灾物资。物资在下落过程中受到水平风力的影响,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)

A.风力越大,救灾物资下落时间越长

B.风力越大,救灾物资着地速度越大

C.风力越大,救灾物资着地速度越小

D.救灾物资着地速度与风力无关

3.(2020江苏扬州高一上期末)如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。若水流速度增大,为保持航线不变,下列措施与结论正确的是(　　)

A.增大船速,过河时间不变

B.增大船速,过河时间缩短

C.减小船速,过河时间变长

D.减小船速,过河时间不变

4.(2020福建集美中学高三上模拟)某同学玩掷飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度va>vb,不计空气阻力,则两只飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是(　　)

5.(2020天津静海六校高三上期中)如图所示,在距离竖直墙壁为L=1.2 m处,将一小球水平抛出,小球撞到墙上时,速度方向与墙面成θ=37°角。不计空气阻力,墙足够长,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则(　　)

A.球的初速度大小为3 m/s

B.球撞到墙上时的速度大小为4 m/s

C.若将初速度变为原来的2倍,其他条件不变,小球撞到墙上的点上移 m

D.若将初速度变为原来的一半,其他条件不变,小球可能不会撞到墙

6.(2019辽宁大连103中学高三上月考)研究某一物体的运动时,得到如图所示的一段运动轨迹,下列判断正确的是(　　)

A.若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速

B.若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速

C.若y方向始终匀速,则x方向先减速后加速

D.若y方向始终匀速,则x方向先加速后减速

7.如图所示为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人在A点以速度v0沿水平方向扔一小石子,已知AO=40 m,不计空气阻力,不考虑石子反弹过程,g取10 m/s2。下列说法正确的有(　　)

A.若v0=10 m/s,则石子刚好落在水面与大坝的交点

B.若v0=5 m/s,则石子落在AO的中点

C.若石子能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长

D.若石子不能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长

二、非选择题(本题共3小题,共58分)

8.(12分)未来在一个未知星球上用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球利用频闪数码照相机连续拍摄,在有坐标纸的背景屏前拍下了小球做平抛运动的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:

(1)由以上信息,可知a点　　　　(选填“是”或“不是”)小球的抛出点; 

(2)由乙图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为　　　　m/s2; 

(3)由乙图信息,可以算出小球平抛的初速度是　　　m/s; 

(4)由乙图信息,可以算出小球在b点时的速度是　　　m/s(此空保留3位有效数字)。 

9.(2020陕西西安中学高三上期中)(19分)如图所示,挡板OM与竖直方向的夹角为θ,一小球(可视为质点)从O点正下方的A点以速度v0水平抛出,小球运动到B点时恰好不和挡板碰撞(小球轨迹所在平面与挡板垂直)。不计空气阻力,重力加速度大小为g,求:

(1)小球运动到B点时竖直速度的大小;

(2)O、A间的距离h。

10.(2019浙江杭州高一月考)(27分)如图所示,一水平长木板的左端有一滑块,滑块正上方高h=0.8 m处有一小球,当滑块在长木板上以初速度v1=3 m/s向右滑出的同时,小球以初速度v0=2 m/s向右水平抛出,结果小球与滑块刚好能相遇,取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:

(1)滑块与长木板间的动摩擦因数μ;

(2)如果将长木板绕左端逆时针转动37°,再将小球以初速度v0=4 m/s水平向右抛出,同时使滑块从长木板的底端以一定的初速度沿长木板向上滑动,如果滑块在上滑的过程中与小球相遇,则滑块的初速度为多大?(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

答案全解全析

1.C　曲线运动的速度大小可能不变,A错误;曲线运动的加速度不一定变化,如平抛运动,故B错误;曲线运动的速度方向时刻改变,C正确;做曲线运动的物体所受的外力不一定变化,如物体做平抛运动时只受重力作用,故D错误。

2.B　救灾物资同时参与了两个分运动,即竖直方向的自由落体运动和水平方向在风力作用下的运动,两个分运动同时发生,相互独立。因为救灾物资在竖直方向自由下落,下落时间只与高度有关,与水平风力无关,故A错误;风力越大,救灾物资着地时水平分速度越大,竖直分速度不变,则合速度越大,故B正确,C、D错误。

3.B　小船合运动的方向与河岸的夹角的正切为tan α=,若水流速度增大,为保持航线不变,则应增大船速;过河的时间为t=,则过河时间变短,故选项B正确。

4.C　两只飞镖a、b都做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则有x=v0t,据题知它们的水平位移大小相等,初速度va>vb,所以运动时间关系为ta<tb,由h=gt2知ha<hb,所以插在竖直靶上时a镖在b镖的上面;设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与竖直方向的夹角为α,则tan α=,因为va>vb,ta<tb,所以有αa>αb,故C正确。

5.A　由于小球水平抛出时的速度为v0,则从开始运动到撞到墙上所用的时间为t=,撞到墙上时的竖直分速度vy=gt,根据速度方向与墙面成θ=37°,tan θ==,代入数据得v0=3 m/s,故A正确。球撞到墙上时的速度v== m/s=5 m/s,故B错误。小球打到墙上的位置距抛出点的竖直高度为h1=gt2==0.8 m;若将球的初速度变为原来的2倍,则打到墙上的位置距抛出点的竖直高度为h2=g==0.2 m,小球撞到墙上的点上移了Δh=h1-h2=0.8 m-0.2 m=0.6 m,故C错误。因为墙足够长,只要小球初速度不为零,就一定能打到墙上,故D错误。

6.AD　若x方向始终匀速,做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧,则物体所受合力沿y方向,且合力先指向y轴负方向后指向y轴正方向,故y方向先减速后加速,选项A正确,B错误;若y方向始终匀速,做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧,则物体所受合力沿x方向,且合力先指向x轴正方向后指向x轴负方向,故x方向先加速后减速,选项C错误,D正确。

7.AD　小石子被扔出后做平抛运动,若石子刚好落在水面与大坝的交点,根据AO sin 30°=g得t1= s=2 s,则石子的初速度v0== m/s=10 m/s,故选项A正确。若v0=5 m/s<10 m/s,则小石子会落在大坝上,落在大坝上时位移与水平方向的夹角为30°,则tan 30°=,将v0=5 m/s代入可解得t2=1 s,则小石子落在大坝上时水平位移x=v0t2=5×1 m=5 m,所以合位移x合== m=10 m=AO,故选项B错误。若石子能直接落入水中,则其在空中飞行的时间为定值,与初速度无关,故选项C错误。若石子不能直接落入水中,由于其落在大坝上时位移与水平方向夹角不变,根据tan 30°=可知,v0越大,运动的时间也越长,故选项D正确。

8.答案　(1)是(3分)　(2)8(3分)　(3)0.8(3分)　(4)1.13(3分)

解析　(1)因为竖直方向上连续相等时间内的位移之比是1∶3∶5,符合初速度为零的匀加速直线运动的特点,由此可知,a点的竖直分速度为零,a点是小球的抛出点。

(2)该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,可得小正方形的实际边长l=4 cm;竖直方向上有Δy=2l=g'T2,解得g'== m/s2=8 m/s2。

(3)小球在水平方向做匀速直线运动,v0== m/s=0.8 m/s。

(4)小球在b点时的竖直分速度vby== m/s=0.8 m/s,则小球在b点时的速度vb==0.8 m/s≈1.13 m/s。

9.答案　(1)　(2)

解析　(1)由题意可知,小球运动到B点时,速度方向与挡板平面恰好平行,有

tan θ=(2分)

解得vy=(2分)

(2)根据tan θ=(2分)

得小球从A到B运动的时间t=(1分)

水平方向有x=v0t(2分)

竖直方向有y=gt2(2分)

解得水平分位移为x=(2分)

竖直分位移为y=(2分)

由几何关系得=tan θ(2分)

联立解得h=(2分)

10.答案　(1)0.5　(2)6 m/s

解析　(1)由平抛运动规律,竖直方向上有h=gt2(2分)

得小球运动时间t==0.4 s(2分)

小球的水平分位移x=v0t=2×0.4 m=0.8 m(2分)

对滑块,由匀变速直线运动规律有x=v1t-at2(2分)

得滑块加速度大小a=5 m/s2(2分)

根据牛顿第二定律有μmg=ma(2分)

解得μ==0.5(1分)

(2)长木板绕左端逆时针转动37°,小球以初速度v0=4 m/s水平向右抛出,与沿木板上滑的滑块相遇,如图所示:

由平抛运动规律及几何关系有

x=v0t'(1分)

y=gt'2(1分)

tan 37°=(2分)

联立解得t'=0.2 s(2分)

滑块沿长木板上滑,根据牛顿第二定律有

mg sin 37°+μmg cos 37°=ma'(2分)

得加速度大小a'=10 m/s2(2分)

设滑块的初速度为v2,有=v2t'-a't'2(2分)

解得v2=6 m/s(2分)