高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 平抛运动练习

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 平抛运动练习，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．平抛运动是一种（ ）
A．匀加速曲线运动B．匀速运动
C．变加速运动D．匀变速直线运动
2．从离地面高处投出A、、三个小球，使球自由下落，球以速率水平抛出，球以速率水平抛出，设三个小球落地时间分别 、 、 ，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6m，竖直墙的厚度d＝0.4m，某人在距离墙壁L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m 处的P点，将可视为质点的小物件以垂直于墙壁的速度v水平抛出，要求小物件能直接穿过窗口并落在水平地面上，不计空气阻力，g＝10 m/s2。则可以实现上述要求的速度大小是( )
A．2 m/sB．4 m/s
C．8 m/sD．10 m/s
4．如图所示，乒乓球的发球器安装在水平桌面上，发射器出口距桌面的高度为，发射器长度也为，打开开关后，可将乒乓球从点以初速度水平发射出去，其中（为重力加速度大小）。设发球器发射出的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球可视为质点，空气阻力不计。若使该发球器绕转轴在角的范围内来回缓慢水平转动，持续发射足够长时间后，乒乓球第一次与桌面相碰的区域的最大面积为（ ）
A．B．C．D．
5．某人站在平台上平抛一小球，小球离手时的速度为，落地时的速度为，不计空气阻力，下列选项中能表示出速度矢量演变过程的是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则可求出（ ）
A．小球抛出时离地面的高度是10m
B．小球落地时的速度方向与水平地面成30°角
C．小球落地时的速度大小是15m/s
D．小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5m
7．物体从某一高处平抛，初速度为，落地速度为，不计空气阻力，则物体在空中飞行时间为（ ）
A．B．C．D．
8．在如图所示的相同台阶中，水平部分AB长0.3，竖直部分BC高0.2m，现在A正上方某一高度h以v0的速度平抛一小球（小球可以视为质点），如果h小于某一值，无论v0取何值，小球均不会落在CD两点之间，则这个值为（ ）
A．cmB．cmC．10cmD．cm
9．在某次乒乓球发球练习中，球从球桌边沿的正上方高度水平抛出，初速度垂直于球桌边沿，恰好擦着网落至对方桌边沿处，如图所示。下列操作中仍可能使乒乓球落到对方一侧桌面上的是（不计空气阻力和乒乓球的转动）（ ）
A．只增大发球的高度
B．只增大发球的初速度
C．同时减小发球的高度和发球的初速度
D．同时增大发球的高度和发球的初速度
10．铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为，O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（ ）
A．100∶1B．1∶100C．1∶200D．200∶1
11．如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为的抛物线（，单位为），ab沿水平方向，a点横坐标为，在a点分别以初速度、（未知）沿ab方向抛出两个石子并击中坑壁，且以、抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以和抛出的石子做平抛运动的时间为t，击中坑壁瞬间的速度分别为和，下落高度为H，（仅s和重力加速度g为已知量），则（ ）（选项中只考虑数值大小，不考虑量纲）
A．不可以求出tB．可求出t大小为
C．可以求出大小为D．可求出H的大小为
12．如图所示，在研究平抛运动时，用如图所示装置研究平抛运动。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后（ ）
A．竖直方向的分运动是自由落体运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．水平方向的分运动是匀速直线运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
二、多选题
13．如图所示，在光滑斜面上有一物块在平行斜面的拉力（未画出）作用下，沿水平方向做匀速直线运动。关于物块在斜面上的运动，下列判断正确的是（ ）
A．拉力恒定，可能大于物块的重力
B．撤去后，可能做匀变速直线运动
C．撤去后，物块在任意相邻相等时间内位移变化量一定相同
D．撤去后，物块在任何相等时间内的速度变化量一定相同
14．长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，在高处的战士在同一位置先后投出甲、乙两颗手榴弹，在低处的战士投出一颗手榴弹丙，三颗手榴弹的运动都可看作平抛运动，轨迹如图所示。下列说法正确的有（ ）
A．甲和乙的飞行时间相同B．丙的飞行时间比甲的长
C．甲的初速度比乙的大D．丙的初速度比甲的小
15．以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（ ）
A．竖直分速度等于水平分速度
B．瞬时速度为
C．运动时间为
D．运动的位移是
三、填空题
16．如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球。假定网球水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑网球在空中受到的阻力，网球质量均相同，两次发射的初速度之比为___________，碰到墙面前空中运动时间之比为___________，下降高度之比为___________。
17．某人在O点将质量为m的飞镖以不同大小的初速度沿OA水平投出，A为靶心且与O在同一高度，如图所示，飞镖水平初速度分别是、时打在靶上的位置分别是B、C，且，两次飞镖从投出后到达靶的时间之比___________，初速度大小之比___________，速度变化量大小之比___________。
18．如图所示，将一小球从空中A点以水平速度v0抛出，经过一段时间后，小球以大小为2v0的速度经过B点，不计空气阻力，重力加速度为g，小球从A到B下落高度为___________，运动方向改变的角度为___________。
四、解答题
19．在一次军事演习中，一架装载军用物资的飞机，在距地面500m的高处以50m/s的水平速度飞行。为了把军用物资准确地投掷到地面目标位置，飞行员应在距目标水平距离多远处投放物资？（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）
20．如图所示，某滑板爱好者在距地面高度h=1.8m的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移s1=3m。由于着地时存在能量损失，着地后速度变为v=4m/s，并以此为初速度沿水平地面滑行s2=8m后停止。已知人与滑板的总质量m=60kg，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度。
21．平抛运动的问题中不仅会涉及位移关系，有时还会涉及速度关系。如图所示，在摩托车赛道上，水平路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差为0.8m，水平间距为5m。若忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，摩托车水平飞出的速度至少要多大才能越过这个壕沟？摩托车刚好越过壕沟时速度方向与水平方向的夹角是多大？
参考答案：
1．A
【详解】平抛运动轨迹是曲线，加速度始终竖直向下，大小为g，所以是匀加速曲线运动。
故选A。
2．B
【详解】、做平抛运动，竖直方向上的运动为自由落体运动，根据
落地时间为
所以
故选B。
3．B
【详解】小物件做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧墙边缘穿过时速度v最大，此时有
L＝vmaxt1
h＝gt12
代入数据解得
vmax＝7m/s
小物件恰好擦着窗口下沿左侧墙边缘穿过时速度v最小，则有
L＋d＝vmint2
H＋h＝gt22
代入数据解得
vmin＝3m/s
故v的取值范围是
3m/s≤v≤7m/s
故选B。
4．A
【详解】乒乓球做平抛运动，在空中的时间为
水平位移为
结合
解得
对应六分之一圆环的内径为、外径为，可得乒乓球第一次与桌面相碰的区域的最大面积为
A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】根据平抛运动的特点，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则其速度在水平方向的分速度保持不变，其速度的变化量方向与加速度方向一致总是竖直向下，所以C正确；ABD错误；
故选C。
6．D
【详解】A．小球抛出时离地面的高度是
故A错误；
B．设小球落地时的速度方向与水平地面成θ角，则根据速度的合成与分解有
所以
故B错误；
C．小球落地时的速度大小是
故C错误；
D．小球从抛出点到落地点的水平位移大小是
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】由题意，根据速度的合成与分解可得物体落地时竖直分速度大小为
物体在空中飞行时间为
故选B。
8．B
【详解】若小球刚好经过B点和D点，则无论v0取何值，小球均不会落在CD两点之间。小球经过B点，小球做做平抛运动，有
小球刚好经过D点，则有
综合以上各式解得
9．C
【详解】A．只增大发球的高度，则球在球网左侧的落点更接近球网，则球可能不过网，选项A错误；
B．只增大发球的初速度，则球在球网左侧的落点更接近球网，则球可能不过网，选项B错误；
C．同时减小发球的高度和发球的初速度，可使球在球网左侧的落点更远离球网，可使球落在右侧台面上，选项C正确；
D．同时增大发球的高度和发球的初速度，则球在球网左侧的落点更接近球网，则球可能不过网，选项D错误；
故选C。
10．C
【详解】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即
解得
铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即
解得
则
故选C。
11．D
【详解】ABD．由题可知，两个石子做平抛运动，运动时间一样，则下落的高度H一样，又因为落在抛物线上，所示是关于y轴对称的点上，可得如下关系
可得
即可分别得出落在坑壁上两个石子的坐标分别为和，由
可得初始高度为，在落到坑壁的高度可带入抛物线表达式计算求得为
所以利用高度只差可求得
平抛运动的运动时间由
可求出
故D正确，AB错误；
C．由前面可求出
竖直方向上的速度
由运动的合成可得
故C错误。
故选D。
12．A
【详解】A、B两小球同时落地，说明相同时间内位移相等，由于B小球做自由落体运动，且A小球也是由静止开始运动，由此推断出A小球在离开轨道后竖直方向的分运动与B小球的运动类型相同，为自由落体运动。
故选A。
13．CD
【详解】A．在平行斜面方向上，合力为零，则满足
F=mgsinθ，方向沿斜面向上
F不可能大于物体重力，故A错误；
BCD．撤去F后，物体的合外力为mgsinθ，加速度恒定，沿斜面向下，则做匀变速曲线运动，物块在任何相等时间内的速度变化量一定相同，由公式可知，物块在任意相邻相等时间内位移变化量一定相同，故B错误，CD正确。
故选CD。
14．AC
【详解】AB．手榴弹在竖直方向做自由落体运动，有
可知甲和乙的飞行时间相同，丙的飞行时间比甲的短，故A正确，B错误；
CD．手榴弹在水平方向做匀速直线运动，有
可知甲的初速度比乙的大，丙的初速度比甲的大，故C正确，D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】A、C.设物体抛出后经时间t竖直分位移和水平分位移相等，此时有
解得
竖直分速度为
v=gt=2v0
故A错误，C正确；
B．根据速度的合成可知瞬时速度为
故B正确；
D.水平分位移为
则物体运动的合位移为
故D错误。
16． ∶1 1∶ 1∶3
【详解】[1][2]网球在空中做平抛运动，有
h=gt2，x=v0t
位移与水平方向夹角的正切值
速度与水平方向夹角的正切值
则
在平抛运动中，有
所以
由h=gt2可知
==
由x=v0t知，水平位移x相同，则
[3]由知
17． 1∶2 2∶1 1∶2
【详解】[1]根据题意可知，忽略空气阻力，则飞镖被投出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据
可得
又有
则两次飞镖运动的时间之比
[2]根据题意，由图可知，水平位移相等，根据公式
可得
[3]根据题意可知，飞镖的速度变化量为
则两次飞镖的速度变化量大小之比
18． 60°
【详解】[1][2]小球经过B点时竖直方向分速度
由
v=gt
得
t=
根据
h=gt2
得
h=
小球经过B点时速度与水平方向夹角的正切值
tan α==
α=60°
即运动方向改变的角度为60°。
19．500m
【详解】物资在空中飞行的时间t取决于竖直高度。由自由落体的位移公式
得
设投放物资处到地面目标位置的水平距离为s，由于物资在水平方向做匀速运动，则
s=v0t=50×10m=500m
即飞行员应在距地面目标位置水平距离为500m远的地方投放物资。
20．（1）60N；（2）
【详解】（1）设人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小为Ff，根据动能定理有
解得
（2）人与滑板离开平台后做平抛运动，设初速度的大小为v0，飞行时间为t，根据平抛运动的规律有
解得
21．（1）；（2）速度方向与水平方向的夹角正切值为0.32
【详解】根据
在空中飞行时间
要想安全飞过壕沟，则飞行距离至少为5m，故水平分速度
落地时的竖直分速度
合速度与水平方向的夹角