1-第五章　抛体运动测评卷2021-2022学年物理必修第二册人教版2019（含解析）

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册全册综合一课一练，共16页。试卷主要包含了一滑块质量m=0等内容，欢迎下载使用。
第五章　抛体运动
注意事项
1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～9题只有一项符合题目要求,第10～12题有多项符合题目要求。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)
1.(2020山东青岛高一期末)下列关于曲线运动的说法中,不正确的是 (　　)
A.做曲线运动的物体,轨迹上某点的切线方向为物体在该位置的速度方向
B.曲线运动可以是匀速运动
C.在曲线运动中,物体的加速度方向和速度方向是不相同的
D.当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动
2.(2021江苏无锡江阴高级中学高一下学情检测)图为从高空拍摄的一张河流照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。照片上,另有几处跟P处水流方向相同 (　　)

A.五处　　　　　B.六处　　　　　C.七处　　　　　D.八处
3.(2021浙江精诚联盟高一下月考)一物块从某一高度以大小为v0的速度水平抛出,落地时物块的速度大小为2v0,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则物块抛出时离地高度为 (　　)
A.v02g　　　　　B.3v02g　　　　　C.3v022g　　　　　D.5v02g
4.(2020山东潍坊七中高一下检测)如图,在一棵大树下有张石凳子,上面水平摆放着一排香蕉。小猴子为了一次拿到更多的香蕉,它紧抓住软藤摆下,同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端,使得小猴子到达石凳子时保持身体水平向右运动。已知老猴子以恒定大小的速率v拉动软藤,当软藤与竖直方向成θ角时,小猴子的水平运动速度大小为 (　　)

A.v cos θ　　　　　B.v sin θ　　　　　C.vcosθ　　　　　D.vsinθ
5.(2021四川绵阳南山中学高一下月考)如图所示,某小球以v0=20 m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计,重力加速度大小为g)。以下判断中正确的是 (　　)

A.小球经过A、B两点间的时间t=23 s
B.小球经过A、B两点间的时间t=2 s
C.A、B两点间的高度差h=20 m
D.A、B两点间的高度差h=40 m
6.(2021广东肇庆第三次统一检测)如图,网球发球机固定在平台上,从同一高度沿水平方向发射出的甲、乙两球均落在水平地面上,两球运动轨迹如图所示。不计空气阻力,网球可视为质点。则 (　　)

A.甲球在空中运动时间小于乙球在空中运动时间
B.甲球在空中运动时间大于乙球在空中运动时间
C.甲球从出口飞出时的初速度大于乙球从出口飞出时的初速度
D.甲球从出口飞出时的初速度小于乙球从出口飞出时的初速度
7.(2020辽宁营口部分重点高中高一下期末)河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示。若要以最短时间渡河,则 (　　)

甲

乙
A.船渡河的最短时间是60 s
B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河水中航行的轨迹是一条直线
D.船在河水中的最大速度是3 m/s
8.(2021江西赣州会昌中学高一下第一次月考)如图所示,倾角为θ的斜面上有A、B、C三点,现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球,三个小球均落在斜面上的D点。已知AB∶BC∶CD=5∶3∶1,由此可判断从A、B、C三点抛出的小球 (　　)

A.从抛出至落到D点的运动时间之比为1∶2∶3
B.落在斜面上时的速度与初速度方向的夹角之比为1∶1∶1
C.初速度大小之比为10∶9∶6
D.运动轨迹可能在空中相交
9.(2021山西晋城高平一中、阳城一中、高平实验中学高一下期中联考)一滑块质量m=0.5 kg,静止在如图所示的光滑水平面上的A点,在方向水平向右、大小为3 N的拉力F作用下开始运动,同一时刻一小球从水平面上的B点正上方某处以初速度v0=5 m/s水平抛出,一段时间后小球恰好落在滑块上。已知A点与B点的距离L=8 m,滑块与小球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为g。则 (　　)

A.滑块运动的加速度大小为1.5 m/s2
B.小球被抛出时距离B点的高度为5 m
C.这个过程中滑块的位移大小为52 m
D.这个过程中小球运动的时间为43 s
10.(2020山东东营部分重点高中高一下期末)如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平跳跃离开屋顶,并在下一栋建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s,那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(不计空气阻力,重力加速度大小为g) (　　)

A.他安全跳过去是可能的
B.他安全跳过去是不可能的
C.如果要安全跳过去,他在屋顶水平跳跃的速度应不小于6.2 m/s
D.如果要安全跳过去,他在屋顶水平跳跃的速度最小为4.5 m/s
11.(2020山东济南山东师范大学附属中学高一5月线上考试)质量为4 kg的质点在xOy平面内做曲线运动,它在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A.质点的初速度大小为5 m/s
B.2 s末质点的速度大小为6 m/s
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直
D.质点所受的合外力为6 N
12.(2021山西高一下联考)如图所示,斜面(倾角未知)上a、b、c三点等间距,小球从a点正上方O水平抛出,做初速度为v0的平抛运动,恰好落在b点。若仅使小球初速度大小变为v,其他条件不变,小球恰好落在c点。则下列判断可能正确的是 (　　)

A.v=32v0　　　　　B.v=2v0　　　　　C.v=3v0　　　　　D.v=4v0
二、非选择题(本题共6小题,共52分)
13.(2020山西忻州一中高一下期中)(4分)“探究平抛运动的特点”实验有以下几步:

(1)用如图所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时B球被释放,做自由落体运动,下列说法中正确的是　　　。 
A.两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
(2)用如图所示装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法,其中不合理的有　　　　。 

A.调整斜槽轨道,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B.使坐标纸上的竖线与重垂线平行
C.将小球静止在斜槽轨道末端位置时重心在背板上的投影记录为坐标原点
D.不断改变挡板P的位置,使小球从斜槽轨道上不同位置释放
E.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到水平挡板上的位置
F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接
14.(2021江苏南通高一上期末)(6分)某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。

甲 乙 丙
(1)下列实验操作合理的有　　　　。 
A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,应只用眼睛看A、B两球是否同时落地
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用重垂线检查其是否竖直
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时,不需要每次从斜槽上同一位置由静止释放钢球
(2)该小组利用图乙装置,记录了钢球运动中所经过的A、B、C三个位置,如图丙所示。图中每格的边长为L,重力加速度为g。
①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间　　　　(选填“相等”或“不相等”); 
②钢球从A运动到B的时间为　　　　(用L、g表示); 
③钢球做平抛运动的初速度为　　　　(用L、g表示)。 
15.(2020山东威海高一检测)(10分)一条河宽为L=900 m,水的流速为v=50 m/s,并在下游形成壮观的瀑布。一艘游艇从距瀑布为l=1 200 m的上游渡河,为了不被冲进瀑布,游艇应如何航行速度最小?最小值为多少?此时游艇在河中航行的时间为多少?







16.(2021山东潍坊五县联考)(10分)如图所示,排球场总长为18 m,宽为9 m,女子排球的球网高度为2.2 m,运动员站在左侧场地的底线AB与边线BC的交点B竖直跳起发球,击球点高度为3.2 m,将球水平击出,球大小不计,排球不擦网且不出界,重力加速度为g。求:

(1)球击出的最小速度;
(2)球击出的最大速度。




17.(2020湖南娄底高一下期中)(10分)如图所示,在倾角为37°的斜面上从A点以6 m/s的初速度水平抛出一个小球,小球落在B点。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g,求:

(1)A、B两点间的距离和小球在空中飞行的时间;
(2)小球刚碰到斜面时的速度方向与水平方向夹角的正切值。







18.(2021湖北五校高三上期中联考)(12分)在进行风洞实验时,空间存在水平方向的大小恒定的风力,质量为m的小球用轻绳悬挂,当小球静止时,轻绳与竖直方向的夹角为37°。取下小球,给小球一竖直向上的初速度v0。已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g。求:
(1)风力的大小;
(2)小球到达最高点时距抛出点的距离。










答案全解全析
1.B　做曲线运动的物体,轨迹上某点的切线方向为物体在该位置的速度方向,选项A说法正确;做曲线运动的物体速度方向不断变化,即速度不断变化,可知不是匀速运动,选项B说法错误;在曲线运动中,物体的加速度方向和速度方向不在一条直线上,肯定是不相同的,选项C说法正确;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动,选项D说法正确。
2.C　根据曲线运动的特点可知,曲线运动速度方向是曲线上该点的切线方向,设P点水流的方向向右下方,由此找出图中切线方向与图示方向平行的各点,并找出与水流方向一致的点即可,如图。

由图可知,有7处跟P处水流方向相同,故选C。
3.C　物块从某一高度以大小为v0的速度水平抛出,落地时竖直方向上的分速度大小为vy=(2v0)2-v02=3v0,根据vy2=2gh解得物块抛出时离地高度为h=3v022g。故选C。
4.D　由题意知小猴子水平向右运动的速度为合速度,沿软藤方向的速度等于老猴子拉软藤的速度,将小猴子的速度沿软藤方向和垂直软藤方向分解,如图所示,设小猴子沿水平方向的速度为v',则有v=v' sin θ,所以小猴子的水平运动速度v'=vsinθ,D正确。

5. D　小球在A点的竖直分速度vAy=v0 tan 45°=20 m/s,小球在B点的竖直分速度vBy=v0 tan 60°=203 m/s,则小球经过A、B两点间的时间t=vBy-vAyg=203-2010s=
2(3-1) s,故A、B错误;A、B两点间的高度差h=vBy2-vAy22g=1200−40020 m=40 m,故C错误,D正确。
6.D　甲、乙两球做平抛运动,下落高度相同,由h=12gt2可知,运动时间相同,故A、B错误;乙球水平位移较大,由x=v0t可知,甲球初速度小于乙球初速度,故C错误,D正确。
7.B　由题图甲可知河宽300 m,船头始终与河岸垂直时,船渡河的时间最短,则t=dv静=3003 s=100 s,A错,B对;由于船沿河漂流的速度大小始终在变化,故船的实际速度大小和方向也在时刻发生变化,船在河水中航行的轨迹是曲线,C错;船沿河漂流的最大速度为4 m/s,所以船在河水中的最大速度v=32+42 m/s=5 m/s,D错。
8.B　小球做平抛运动,竖直方向上为自由落体运动,已知AB∶BC∶CD=5∶3∶1,由几何关系可得从A、B、C三点抛出的三个小球下落的高度之比为9∶4∶1,由h=12gt2可得飞行时间之比为3∶2∶1,故A错误;因为三个小球的位移方向相同,则速度偏角相同,所以落在斜面上时的速度与初速度方向的夹角之比为1∶1∶1,故B正确;因三个小球下落的水平位移之比为9∶4∶1,时间之比为3∶2∶1,水平方向有x=v0t,可得初速度大小之比为3∶2∶1,故C错误;最后三个小球落到同一点,故三个小球的运动轨迹不可能在空中相交,故D错误。
9.B　根据牛顿第二定律得,滑块运动的加速度a=Fm=30.5 m/s2=6 m/s2,故A错误;小球做平抛运动,设平抛运动的时间为t,滑块与小球在水平面上相遇,水平方向上有v0t+12at2=L,代入数据解得t=1 s,小球被抛出时离B点的高度h=12gt2=12×10×1 m=5 m,故B正确,D错误;在这个过程中,滑块的位移x1=12at2=12×6×1 m=3 m,故C错误。
10.BC　由h=12gt2、x=v0t,联立得v0=xg2ℎ,将h=5 m、x=6.2 m代入上式,解得安全跳过去的最小水平速度v0=6.2 m/s,故选项B、C正确。
11.AD　由题中图像知,质点在x方向做匀加速直线运动,在y方向做匀速直线运动。x方向的初速度为v0x=3 m/s,y方向的速度大小为vy=ΔyΔt=82 m/s=4 m/s,则质点的初速度v0=v0x2+vy2=5 m/s,A正确;2 s末质点的速度为v2=62+42 m/s=213 m/s,B错误;质点所受的合力沿x方向,而初速度既不沿x方向,也不沿y方向,所以质点初速度的方向与合外力方向不垂直,C错误;质点在x方向的加速度a=ΔvΔt=6−32−0 m/s2=1.5 m/s2,质点所受的合力F合=ma=4×1.5 N=6 N,D正确。
12.CD　小球从a点正上方O水平抛出,做初速度为v0的平抛运动,恰落在b点,改变初速度,落在c点,知水平位移变为原来的2倍,若运动时间不变,则初速度变为原来的2倍,由于竖直位移变小,则运动时间变短,初速度大于2v0,可能为3v0或者4v0,故C、D正确,A、B错误。
13.答案　(1)BC(2分)　(2)DF(2分)
解析　(1)为了减小空气阻力的影响,实验中两球尽量选择密度大、体积小的金属球,故A错误。平抛运动在竖直方向上为自由落体运动,有h=12gt2,得t=2ℎg,可知改变小球距地面的高度,可改变两球在空中的运动时间;改变小锤击打的力度,可改变A球的水平初速度大小,故B正确。在击打金属片后,A、B两小球同时分别做平抛运动、自由落体运动,如果两球总是同时落地,则说明A球在竖直方向做自由落体运动,故C正确。通过该实验装置不能研究平抛运动的水平分运动特点,故D错误。选B、C。
(2)调整斜槽轨道,使小球放置在轨道末端时不左右滚动,则说明斜槽末端水平,故A正确;应使坐标纸上的竖线与重垂线平行,这样在确定坐标轴和测量长度时更方便、准确,故B正确;小球在斜槽末端时,处于平抛运动的初位置,此时其重心在背板上的投影应记录为坐标原点,故C正确;为了研究同一平抛运动,应使小球从斜槽上同一位置由静止释放,不能改变挡板P的位置,故D错误;为了得到小球做平抛运动的轨迹,应不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置,故E正确;应用平滑曲线连接坐标纸上确定的各点,故F错误。
14.答案　(1)BC(2分)　(2)①相等(2分)　②2Lg(1分)　③2gL(1分)
解析　(1)用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,要用眼睛观察并用耳朵听A、B两球是否同时落地,故A错误;图乙装置中的背板必须处于竖直面内,这样才能精确确定小球运动中所经过的位置,固定时可用重垂线检查其是否竖直,故B正确;斜槽末端必须水平,检验方法是将小球放在斜槽末端水平部分任一位置,看小球是否静止不动,故C正确;若从不同位置释放钢球,钢球平抛的初速度不同,则轨迹不同,故D错误。选B、C。
(2)①由图丙知,A与B、B与C之间的水平距离均为2L,而平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动,则钢球从A到B和从B到C的时间相等。
②在竖直方向上,钢球做自由落体运动,根据Δy=gT2,得钢球从A运动到B的时间T=Δyg=2Lg。
③钢球做平抛运动的初速度v=xT=2L2Lg=2gL。
15.答案　见解析
解析　为了不被冲进瀑布,而且速度最小,则游艇的临界航线OA如图所示。 (2分)
船头指向应与航线垂直,并偏向上游,游艇的最小速度等于水的流速沿垂直于航线方向的分量,由几何关系可得sin α=LL2+l2=900m1500m=35 (2分)
故cos α=45 (2分)
所以vmin=v⊥=v sin α=35v=30 m/s(2分)

此时游艇在河中航行的时间为
t=OAv∥=L2+l2vcosα=37.5 s(2分)
16.答案　(1)95 m/s　(2)454 5 m/s
解析　(1)球击出时正对球网且恰好不擦网速度最小,设大小为vmin
竖直方向有h击-h网=12gt12 (2分)
水平方向有L2=vmint1 (2分)
解得vmin=95 m/s(1分)
(2)当沿球场对角线方向击球,球恰好落在D点时,球击出的速度最大,设大小为vmax
竖直方向有h击=12gt22 (2分)
水平方向有L2+d2=vmaxt2 (2分)
解得vmax=454 5 m/s(1分)
17.答案　(1)6.75 m　0.9 s　(2)32
解析　(1)如图所示,设小球落到B点时竖直分位移为h,水平分位移为x,速度的偏转角为α,运动时间为t。

则tan 37°=ℎx=gt22v0t=56t (2分)
又因为tan 37°=34,解得t=0.9 s(2分)
x=v0t=5.4 m(2分)
则A、B两点间的距离l=xcos37°=6.75 m(2分)
(2)在B点时, tan α=vyv0=gtv0=32 (2分)
18.答案　(1)34mg　(2)5v028g
解析　(1)对小球受力分析,受到重力、风力和轻绳的拉力三力作用而处于平衡状态,如图所示: (1分)

风力F=mg tan 37°=34mg (2分)
(2)小球被竖直向上抛出后,在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做匀加速直线运动。 (1分)
小球从抛出至到达最高点的时间t=v0g (1分)
小球在竖直方向上升的高度h=v022g (1分)
在水平方向,由牛顿第二定律有
a=Fm=34mgm=34g (2分)
则小球在水平方向上的位移x=12at2=12×34g×v0g2=3v028g (2分)
小球到达最高点时距抛出点的距离L=x2+ℎ2=5v028g (2分)