2024春高中物理第五章抛体运动达标检测卷（人教版必修第二册）

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第五章达标检测卷(考试时间：60分钟　满分：100分)一、选择题：本题共20小题，每小题3分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．(2023年江门二中期中)关于物体做曲线运动，下列说法正确的是(　　)A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力作用下有可能做曲线运动C．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向可能在同一条直线上D．物体在变力作用下不可能做直线运动【答案】B　【解析】物体做曲线运动的条件是所受合力的方向与速度方向不在一条直线上，即速度方向与加速度方向不在同一条直线上，可以是恒力也可以是变力，故A、C错误，B正确；物体做直线运动的条件是所受合力的方向与速度方向在一条直线上，可以是恒力也可以是变力，故D错误．2．观察如图中抛出去的篮球(忽略空气阻力), C为轨迹最高点，则下列说法错误的是(　　)A．在E点的速度比在D点的速度大B．在A点的加速度与速度的夹角小于90°C．在A点的加速度与在E点的加速度相同D．从A到E过程中，速度先减小后增大【答案】B　【解析】篮球做匀变速曲线运动，合力的大小与方向均不变，加速度不变，C正确；C点是最高点，在忽略空气阻力时，C点的速度方向与合力方向相互垂直，C点以后的D、E点处的合力方向与速度方向的夹角均小于90°，所以从D到E过程，速度一直增大， 在E点的速度比在D点的速度大，A正确；在A点的合力方向与过A点的切线即速度方向的夹角大于90°，所以在A点的加速度与速度的夹角大于90°，B错误；从A到C的过程中，合力方向与速度方向的夹角一直大于90°， 所以从A到C的过程中，速度减小，从C到E的过程中，合力方向与速度方向的夹角一直小于90°，所以从C到E的过程，速度增大，D正确．3．有一条两岸平直、河水流速恒为v的大河．一条小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直，小船在静水中的速度大小为 eq \f(2v,\r(3)).回程与去程所用时间之比为(　　)A．3∶2 B．2∶1 C．3∶1 D．2 eq \r(3)∶1【答案】B　【解析】设河宽为d，则去程所用的时间t1＝ eq \f(d,\f(2v,\r(3)))＝ eq \f(\r(3)d,2v)；回程时的合速度v′＝ eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2v,\r(3))))\s\up12(2)－v2)＝ eq \f(v,\r(3))，回程的时间为t2＝ eq \f(d,\f(v,\r(3)))＝ eq \f(\r(3)d,v)；故回程与去程所用时间之比为t2∶t1＝2∶1，B正确．4．(2023年惠州一中段考)如图是码头的旋臂式起重机，当起重机旋臂水平向右保持静止时，吊着货物的天车沿旋臂向右匀速行驶，同时天车又使货物沿竖直方向先做匀加速运动，后做匀减速运动，该过程中货物的运动轨迹可能是下图中的(　　) A B C D【答案】C　【解析】货物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上先做匀加速运动，后做匀减速运动，根据平行四边形定则，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，轨迹为曲线，货物的加速度先向上后向下，根据曲线运动的加速度、轨迹、速度的关系可知，曲线的凹面先向上后向下，故C正确，A、B、D错误．5．一根稍长的细杆，一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛做成尾翼，这样就得到了一个能够显示曲线运动轨迹的“飞镖”，则(　　)A．飞镖在空中飞行时速度方向与合力方向相同B．飞镖在空中飞行时速度方向与合力方向相反C．飞镖插入泥土的方向就是飞镖落地时的速度方向D．飞镖插入泥土的方向就是飞镖落地时的合力方向【答案】C　【解析】飞镖在空中飞行时做曲线运动，则速度方向与合力方向不共线，即速度方向与合力方向不相同，也不是相反的，A、B错误；飞镖插入泥土的方向就是飞镖落地时速度的方向，C正确，D错误．6．(2022年河北学业考试)公园里的水景喷泉和灯光秀美丽壮观，如图所示，水流从喷嘴喷出，其初速度与竖直方向的夹角为30°.现制作一个大小为实际尺寸的 eq \f(1,64)的模型展示效果，若模型中水流由喷嘴喷出的初速度为1 m/s，则实际中水流的初速度为(重力加速度g取10 m/s2)(　　)A．4 m/s B．8 m/s C．10 m/s D．12 m/s【答案】B　【解析】水流从喷嘴喷出到最高点的过程中，竖直方向上有h＝ eq \f(1,2)gt2，解得t＝ eq \r(\f(2h,g)).由h实际＝64h模型，可得t实际＝8t模型．根据g＝ eq \f(v0cos 30°,t模型)＝ eq \f(v实际cos 30°,t实际)，可知v实际＝8v0＝8 m/s.7．(2023年茂名期末)《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河．已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直．若大龟以最短的时间渡河，则大龟上岸的地点与B点的距离为(　　)A． eq \f(d,4) B． eq \f(d,2)C．2d D．4d【答案】B　【解析】要使渡河时间最短，大龟游动的速度方向应垂直河岸，渡河时间t＝ eq \f(d,v1)，大龟上岸的地点与B点的距离x＝v2t，又v1∶v2＝2∶1，解得x＝ eq \f(d,2)，故B正确．8．用如图所示的装置研究平抛运动．敲击弹性金属片后，两个小球同时开始运动，均落在水平地面上，下列说法合理的是(　　)A．A球比B球先落地B．B球比A球先落地C．两个小球同时落地D．只有实验装置距离地面某一高度时，两个小球才同时落地【答案】C　【解析】根据装置图可知，A做平抛运动，B做自由落体运动，平抛运动可以看作是竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动的合运动，A球的运动时间由竖直高度决定，因两小球从同一高度同时开始运动，所以两个小球同时落地，C正确，A、B、D错误．9．跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目．如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响．下列说法正确的是(　　)A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B．运动员速度方向一定每时每刻都在变化C．运动员下落时间与风力无关D．运动员着地速度与风力无关【答案】C　【解析】水平方向的风力对竖直方向的运动没有影响，运动员下落时间与风力无关，A错误，C正确；无风时，运动员在水平方向速度为零；有风时，运动员在水平方向上因风力作用而运动，若水平方向加速度恒定，运动员速度方向可能不再变化，B错误；风力越大，着地时水平方向速度越大，着地合速度也越大，D错误．10．如图所示，用频闪照相方法记录的小球做平抛运动每隔相等时间的位置．由图可知小球在相等时间内(　　)A．水平位移越来越大B．竖直位移越来越小C．水平位移始终相等D．竖直位移始终相等【答案】C　【解析】小球做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，小球在相等时间内，水平位移始终相等，A错误，C正确；竖直方向上小球做自由落体运动，在相等时间内，竖直位移越来越大，B、D错误．11．(2022年江苏学业考试)如图所示，将两个斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从滑道的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板平滑连接，则他将观察到球1击中球2，这说明(　　)A．平抛运动在水平方向是匀速直线运动B．平抛运动在竖直方向是自由落体运动C．平抛运动在水平方向做匀加速直线运动D．平抛运动在竖直方向做匀速运动【答案】A　【解析】小球1做平抛运动，小球2在水平方向做匀速运动，小球1在离开轨道末端时的水平速度与小球2的速度相等，小球1能够击中小球2，说明小球1与小球2在水平方向上的运动形式相同，所以这个实验说明平抛运动在水平方向是匀速运动．12．在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示．摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动．摩托车后轮落到壕沟对面才算安全．则运动员跨过壕沟的初速度至少为(g取10 m/s2)(　　)A．4 m/s　　 B．5 m/sC．8 m/s　　 D．10 m/s【答案】D　【解析】摩托车恰好越过壕沟时，由平抛运动规律得竖直方向h＝ eq \f(1,2)gt2，水平方向x＝v0t，代入数据解得v0＝10 m/s，故选D．13．如图所示，水平桌面上有一圆滑的弯曲轨道，钢球以一定的速度从轨道的始端进入，末端离开．对钢球在轨道末端速度方向的判断，图中表示正确的是(　　)A．a B．bC．c D．不能确定【答案】B　【解析】当离开末端时，由于惯性作用，仍保持原来运动的方向，即沿着曲线的切线方向．14．(2023年中山联考)购物广场设有步行楼梯和自动扶梯．步行楼梯每级的高度是0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角为30°，自动扶梯前进的速度是0.60 m/s.甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼．则(　　)A．甲、乙上楼的时间一定相等B．甲、乙上楼的速度大小一定相同C．甲、乙上楼的位移大小一定相同D．甲上楼速度大小为0.3 m/s【答案】A　【解析】甲的运动如图所示自动扶梯前进的速度是0.60 m/s，则甲上楼速度大小为0.6 m/s；分解在竖直方向上的速度为v甲y＝v甲sin 30 °＝0.60× eq \f(1,2) m/s＝0.3 m/s，乙在竖直方向的速度v乙y＝ eq \f(2×0.15,1) m/s＝0.3 m/s，由于甲、乙在竖直方向速度相等，故甲、乙上楼的时间一定相等，A正确，D错误；因为步行楼梯和自动扶梯上楼与水平面倾角不一定相同，故甲、乙上楼的速度、位移大小不一定相同，B、C错误．15．如图所示，在M点分别以不同的速度将两个小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影， eq \o(OP,\s\up6(→))∶ eq \o(PQ,\s\up6(→))＝1∶3，且不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是(　　)A．两小球的下落时间之比为1∶3B．两小球的下落时间之比为1∶4C．两小球的初速度大小之比为1∶3D．两小球的初速度大小之比为1∶4【答案】D　【解析】依题意两小球下落高度相同，根据公式h＝ eq \f(1,2)gt2，所以两小球的下落时间之比为1∶1，A、B错误；两小球的水平分位移之比为 eq \f(x1,x2)＝ eq \f(\x\to(OP),\x\to(OP)＋\x\to(PQ))＝ eq \f(1,4).又x＝v0t，解得 eq \f(v01,v02)＝ eq \f(1,4)， C错误，D正确．16．如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏．无人机以v0＝2 m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球(可看作质点).此时释放点到水平地面的距离h＝20 m，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.小球的落地点到释放点的水平距离为(　　)A．20 m B．10 m C．4 m D．2 m【答案】C　【解析】小球释放后在空中做平抛运动，由竖直方向做自由落体运动h＝ eq \f(1,2)gt2，得小球在空中运动时间t＝ eq \r(\f(2h,g))＝ eq \r(\f(2×20,10)) s＝2 s．小球在水平方向上是匀速直线运动，小球的落地点到释放点的水平距离为x＝v0t＝2×2 m＝4 m，C正确．17．如图所示，从水平地面上不同位置斜向上抛出的三个小球沿三条不同的路径运动，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的．若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是(　　)A．沿路径1抛出的小球落地的速率最小B．沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长C．三个小球抛出的初速度的竖直分量相等D．三个小球抛出的初速度的水平分量相等【答案】C　【解析】将斜抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动．竖直方向上，根据h＝ eq \f(1,2)gt2，且vy＝gt，由于三个小球竖直上升的高度相同，因此运动时间相同，并且抛出的初速度的竖直分量相等，B错误，C正确；由于在相等的时间内，球1的水平位移最大，因此抛出时，球1的初速度的水平分量最大，而落地时竖直分量相等，因此落地时，球1的速率最大，A、D错误．18．如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为 eq \r(2) m，倾角为θ＝37°，且D是斜面的中点．在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)A． eq \f(3,4) m B． eq \f(\r(2),3) m C．  eq \f(\r(2),2) m D． eq \f(4,3) m【答案】D　【解析】设斜面体的高AB为h，落地点到C点的距离为x，由几何关系知D点到水平地面的高为 eq \f(h,2)，A点到C点的水平距离为xA＝ eq \f(h,tan θ)，D点到C点的水平距离为xD＝ eq \f(h,2tan θ )，由A点抛出的小球下落时间tA＝ eq \r(\f(2h,g))，由D点抛出的小球下落时间为tD＝ eq \r(\f(h,g))，由平抛运动的规律有xA＋x＝v0tA，xD＋x＝v0tD，解得x＝ eq \f(4,3) m，D正确．19．如图所示，用小锤击打弹性钢片，小球A沿水平方向飞出做平抛运动，同时小球B被放开做自由落体运动．关于该实验，下列说法正确的是(　　)A．听到A和B同时落地的声音B．本实验要求A和B的质量一定相同C．该实验能说明小球A水平方向做匀速运动D．实验开始时A和B离地面的高度可以不一样【答案】A　【解析】平抛运动竖直方向为自由落体运动，两小球高度相同，竖直方向都有h＝ eq \f(1,2)gt2，解得t＝ eq \r(\f(2h,g))，两小球高度相同，所以听到A和B同时落地的声音，A正确；本实验验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，由h＝ eq \f(1,2)gt2可知，与质量无关，不需要A和B的质量相同，B错误；本实验验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，不能说明小球A水平方向做匀速运动，C错误；验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，要保证竖直高度相同，D错误．20．如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L.假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α.运动员可视为质点，不计空气阻力，则有(　　)A．tan α＝2 B．tan α＝1 C．tan α＝ eq \f(1,2) D．tan α＝ eq \f(1,4)【答案】B　【解析】腾空过程中离地面的最大高度为L，从最高点到落地过程中，做平抛运动．根据平抛运动规律，L＝ eq \f(1,2)gt2，解得t＝ eq \r(\f(2L,g))，运动员在空中最高点的速度即为运动员起跳时水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度为vx＝ eq \f(2L,t)＝ eq \r(2gL)，根据运动学公式，在最高点竖直方向速度为零，那么运动员落到地面时的竖直分速度为vy＝gt＝ eq \r(2gL)，运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为tan α＝ eq \f(vy,vx)＝ eq \f(\r(2gL),\r(2gL))＝1，B正确，A、C、D错误．二、非选择题：本题共3小题，共40分．21．(12分)在研究平抛运动的实验中：(1)为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用(　　)A．空心小铁球 B．实心小铁球C．实心小木球 D．以上三种小球都可以(2)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是(　　)A．保证小球飞出时，初速度水平B．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线(3)如图所示，某同学在做平抛运动的实验时，小球运动过程中先后经历了轨迹(轨迹未画出)上的a、b、c、d四个点；已知图中每个小方格的边长l＝1.6 cm，g取10 m/s2.请你根据小方格纸上的信息，完成下列问题．①若已知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则小球运动过程中从a→b、b→c、c→d所经历的时间 ________(填“相同”或“不同”).②小球平抛运动的初速度v0＝________ m/s.③小球在b点时的速率为vb＝________m/s.(计算结果均保留两位有效数字)【答案】(1)B　(2)A　(3)①相同　②0.80　③1.0【解析】(1)为了减少空气阻力对小球的影响，要选择体积较小、质量较大的小球，故选实心小铁球，故B正确，A、C、D错误．(2)斜槽末端的切线必须是水平的，是为了保证小球抛出后做平抛运动，故A正确，B、C、D错误．(3)①小球在水平方向做匀速直线运动，由于a→b，b→c，c→d的水平间距相等，所以所经历的时间相同．②在竖直方向上有Δy＝gT2，则有T＝ eq \r(\f(Δy,g))＝ eq \r(\f(0.016,10)) s＝0.04 s，可得小球平抛运动的初速度v0＝ eq \f(2l,T)＝0.80 m/s.③b点竖直方向的分速度vby＝ eq \f(yac,2T)＝ eq \f(3l,2T)＝0.60 m/s，小球在b点时的速率为vb＝ eq \r(v eq \o\al(2,0)＋v eq \o\al(2,by))＝1.0 m/s.22．(14分)把一小球从离地面h＝5 m处，以v0＝10 m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力(g取10 m/s2).求：(1)小球在空中飞行的时间；(2)小球落地点离抛出点的水平距离；(3)小球落地时的速度．解：(1)由h＝ eq \f(1,2)gt2，得飞行的时间t＝ eq \r(\f(2h,g))＝ eq \r(\f(2×5,10)) s＝1 s.(2)落地点离抛出点的水平距离为x＝v0t＝10×1 m＝10 m.(3)vy＝gt＝10 m/s.小球落地时的速度v＝ eq \r(v eq \o\al(2,0)＋v eq \o\al(2,y))＝10 eq \r(2) m/s，tan α＝ eq \f(vy,v0)＝1，α＝45°，速度方向与地面的夹角为45°.23．(14分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h.(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围．解：(1)打在中点的微粒 eq \f(3,2)h＝ eq \f(1,2)gt2，解得t＝ eq \r(\f(3h,g)).(2)打在B点的微粒v1＝ eq \f(L,t1)，2h＝ eq \f(1,2)gt eq \o\al(2,1)，解得v1＝L eq \r(\f(g,4h)).同理，打在A点的微粒初速度v2＝ eq \f(L,t2)，h＝ eq \f(1,2)gt eq \o\al(2,2)，解得v2＝L eq \r(\f(g,2h)).所以微粒初速度范围为L eq \r(\f(g,4h))≤v≤L eq \r(\f(g,2h)).