高中物理必修2【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷第五章抛体运动单元测试A卷含解析答案

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第五章 抛体运动 单元测试A卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图，小船以2.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人相对于船竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，则下列分析正确的是（　　）A．小球抛出时的初速度大小为3m/sB．小球上升的时间为0.3sC．小球到达最高点时速度为零D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了0.4 m2．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，小车A在水平外力作用下沿水平地面向左匀速直线运动，绳子跨过定滑轮拉着物体B以速度vB上升，下列说法正确的是（　　）A．物体B做匀加速直线运动 B．物体B处于失重状态C． D．3．中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面片刚被削离时距开水锅的高度为L，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，若将削出的小面片的运动视为平抛运动，且小面片都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面片的描述正确的是（　　）A．空中相邻两个面片飞行过程中水平距离可能逐渐变大B．掉落位置不相同的小面片，从抛出到落水前瞬间速度的变化量不同C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍D．若初速度为，则4．某台阶的每级台阶高和宽相等，共十多级，一个小球从图示位置以一定的初速度水平抛出，若在第3组台阶边缘直立一块弹性挡板，小球与挡板碰撞后刚好落在第2组台阶的边缘，小球与挡板碰撞前后速度沿平行板方向分速度相同，沿垂直板方向的分速度等大反向，若取走挡板，小球仍从原位置以原速度水平抛出，则小球会落在台阶的（　　）A．第5级 B．第6级 C．第7级 D．第8级5．如图所示，一小球置于光滑水平桌面上，某时刻起受一水平恒力的作用开始运动，先后经过a、b两点，速度方向偏转。已知经过a点的速度大小为v、方向与ab连线夹角为，ab连线长度为L。对小球从a到b的运动过程，下列说法正确的是（    ）A．小球在b点的速度为B．所用的时间为C．恒力大小为D．若仅改变小球在a点的速度大小，小球下一次经过ab连线时的速度偏转角也发生变化6．如图所示，相距为的两小球、位于同一高度的水平线上，现将球向球水平抛出，初速度大小为，同时释放球自由下落。、两球与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，下列说法正确的是（　　）A．两小球可能无法相遇B．两小球一定不能在最高点相遇C．从开始至相遇经历的时间一定为D．若将两球的初始高度变为原来的两倍，则相遇经历的时间变为原来的两倍7．如图所示，以10m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，取，以下结论正确的是（　　）A．物体的飞行时间是B．物体飞行的时间是2sC．物体撞击斜面时的速度大小为20m/sD．物体下降的距离是10m二、多选题8．河水的流速随离河岸一侧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。若要使船以最短时间渡河，则下列说法正确的是（　　）A．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直B．船渡河的最短时间是50sC．船在河水中航行的轨迹是一条直线D．船在河水中航行的最大速度是2.5m/s9．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度L=6m，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高h=0.8m，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，飞跃过程中人距地面的最大高度为H=2.05m，重力加速度g取10m/s2，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（    ）A．人助跑的距离为3.6mB．人助跑的距离为3mC．人刚离开墙壁时的速度大小为6m/sD．人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为10．第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口成功举行，高山滑雪是冬奥会运动项目之一，训练轨道可简化为由弧形轨道AO和倾斜直轨道OB组成，如图，某运动员（可视为质点）从弧形轨道A点由静止滑下，从O点沿水平方向飞出，并落到轨道OB上。运动员到O点以20m/s的速度水平飞出，轨道OB的倾角，取，不计一切摩擦和空气阻力，，，则下列说法正确的是（　　）A．运动员从O点到落在斜面上的时间为3sB．运动员的落点与O点的距离为45mC．运动员落在斜面上瞬间的速度大小为D．运动员从A点下滑的高度越高，落在OB斜面上时其速度方向与斜面的夹角越大三、实验题11．在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：(1)如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 ；(2)该同学用频闪照相机拍㧐到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔 s曝光一次，小球平拋初速度为 （当地重力加速度大小）。12．图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片，同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。（1）由图甲（b）的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是 。（2）现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能（每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的 （选填“（c）”或“（d）”）。（3）如果图乙中小球A水平抛出的初速度为1m/s，SP＝L＝0.5m，经过0.2s小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为Q，则Q点沿着屏幕向下运动的速度大小为 m/s。四、解答题13．质量为 m=2kg 的物体在光滑的水平面上运动，在水平面上建立xOy 直角坐标系， t=0 时，物体位于坐标系的原点 O。物体在 x 轴和 y 轴方向上的分速度、随时间 t 变化的图像如图甲、乙所示。求：（1）t=3.0s 时，物体受到的合力的大小； （2）t=8.0s 时，物体速度的大小和方向（方向可用三角函数表示）； （3）t=8.0s 时，物体的位移。14．年月日，岁的中国选手苏翊鸣夺得北京冬奥会单板滑雪男子大跳台金牌，为国家争得荣誉。现将比赛某段过程简化成如图所示的运动，苏翊鸣从倾角为的斜面顶端点以的速度飞出，且与斜面夹角为。图中虚线为苏翊鸣在空中的运动轨迹，且为轨迹上离斜面最远的点，为在斜面上的落点，已知苏翊鸣的质量为（含装备）。重力加速度取，不计空气阻力。求：（1）从运动到点所用时间；（2）之间的距离；15．华师附中教工气排球比赛正激烈进行，阮级长原地跳起，在如图离地高度为H的O点用力将球以速度水平击出，球恰好落在对方底线内侧的B点，顺利拿下一分。下一球对方组织进攻，吊球过网，在球即将落地时，许级长一跃飞身救球，于地面A点将球成功救起，球以大小为、方向与水平方向成的速度斜向上飞出，过网后，与地面发生了一次弹性碰撞（碰后水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反），该球运动中离地最大高度也为H，恰好也落在B点。已知A点在O点的正下方，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求图中AB间水平距离x（用含有H、v1和g的函数式表示）；（2）求两球初速度大小之比；（3）若球网设置在如图所示的C位置，两人击出的排球都恰好能飞过球网顶端，求：①两球从被击出到球网顶端所用时间之比；②球网的高度h（结果用H表示）。参考答案：1．B【详解】A．小球抛出时的竖直速度则抛出时的初速度大小故A错误；B．小球上升的时间为故B正确；C．小球到达最高点时水平速度不为零，则速度不为零，故C错误；D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了故D错误。故选B。2．D【详解】CD．将小车A的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的分速度大小即为B物体上升的速度大小，则所以故C错误，D正确；AB．随着小车A向左匀速运动，θ减小，cosθ增大，则物体B向上运动的速度vB增大，B向上做变加速运动，处于超重状态，故AB错误。故选D。3．A【详解】A．面片飞行过程中水平方向做匀速直线运动，若先飞出的面片初速度较大，则空中相邻两个面片飞行过程中水平距离逐渐变大，故A正确；B．掉落位置不相同的小面片，下落高度相同，由可知，下落的时间相等，由可知，从抛出到落水前瞬间速度的变化量相等，故B错误；CD．由可知，下落时间为水平位移的范围为则初速度的取值范围为可得落入锅中时的竖直分速度为则落入锅中时，最大速度最小速度为可知，落入锅中时，最大速度不是最小速度的3倍，故CD错误。故选A。4．D【详解】设每级台阶的高、宽均为d，根据题意，有挡板时解得撤去挡板后，有解得由于则小球会落在台阶的第8级。故选D。5．C【详解】AB．将恒力F分解为水平分力和竖直分力，从a到b，水平分速度减为零，根据匀变速规律：解得竖直方向与水平方向运动时间相等．根据匀变速规律解得故AB错误；C．根据牛顿第二定律，水平方向竖直方向小球受到的恒力故C正确；D．a点速度变化，但恒力不变，小球水平和竖直方向的加速度不变当小球水平速度减为零时此时竖直位移即小球在ab连线上某个位置，此时小球水平速度减为零，只有竖直方向速度，即速度的偏转角仍是90°，故D错误。故选C。6．C【详解】AB．两球从同高度处开始运动，竖直方向均做自由落体运动，故两球始终在同一高度上，相遇时间只跟水平初速度和初始水平距离有关，水平方向一定会相遇，且可能在任一高度相遇，A错误；B错误；C．相遇时间一定为C正确；D．相遇时间与高度无关，D错误。故选C。7．C【详解】AB．物体垂直撞在斜面上，根据速度分解有解得故AB错误；C．结合上述可知，物体撞击斜面时的速度大小为故C正确；D．物体做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，则有结合上述解得故D错误。故选C。8．AD【详解】A．由运动的独立性和等时性可知，船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直，则有垂直河岸的位移最小，所用时间最小，A正确；B．由题图乙可知，船在静水中的速度大小不变，在垂直河岸的运动是匀速直线运动，由图甲可知，河宽是60m，则船渡河的最短时间是B错误；C．船在河水中航行时，同时参与了两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，由于两个分运动不在一条直线上，因此其合运动的轨迹是一条曲线，C错误；D．船在河水中航行时，在垂直河岸方向的速度大小不变，即，在水流方向的最大速度是，两个速度相互垂直，其最大合速度为D正确。故选AD。9．AD【详解】AB．人到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，根据逆向思维，可知从点到点的逆过程为平抛运动，则从点到点的过程为斜抛运动，根据对称性可得解得，，人助跑的距离为故A正确，B错误；C．人刚离开墙壁时竖直方向的速度大小为人刚离开墙壁时的速度大小为故C错误；D．人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为故D正确。故选AD。10．AC【详解】AB．设落点与O点的距离为L，设O点速度，由平抛运动可得，解得，故A正确，B错误；C．设运动员落在斜面上瞬间的速度大小为v，运动员落在斜面上瞬间竖直向下的分速度大小为，结合上述有解得则运动员落在斜面上瞬间的速度大小故C正确；D．若落到斜面上的速度与水平方向夹角为，则有可知运动员落到斜面上的速度与斜面夹角不变，故D错误。故选AC。11．(1) 自由落体运动 匀速直线运动(2) 【详解】（1）[1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；[2]因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。（2）[1]在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得解得[2]在水平方向，根据匀速直线运动可得12． 自由落体运动 （d）/d 2.5【详解】（1）[1]本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，同一时刻两球处于同一高度，说明竖直方向运动情况相同，所以A竖直方向的分运动是自由落体运动；（2）[2]方法一：设经过时间t照相机拍摄一次，从抛出开始经时间t后到达C点，经时间2t后经过B点，如图所示：根据几何关系有①②水平方向做匀速运动，所以③竖直方向做自由落体运动，所以＝④由①②③④得即PG=GQ所以小球的影像P在屏上移动情况应当是等间距的，故选（d）；方法二：设经过时间t，小球的水平位移为x，竖直方向的位移为y，影子的位移为H，则有解得所以小球的影像P在屏上移动位移与时间成正比，匀速下落，应当是等间距的，故选（d）；（3）[3]由以上解析可知影子在竖直方向上做匀速运动，根据几何关系可知解得13．（1）1N；（2）5m/s，方向为与x轴间的夹角的正切值为；（3），方向为与x轴间的夹角的正切值为【详解】（1）由图甲、乙可知，物体在x方向上匀速直线运动，在y方向上做匀加速直线运动，则则（2）水平方向的速度竖直方向的速度则物体的合速度为与x轴正方向的夹角为θ，则（3）物体的水平位移竖直位移为则合位移为与x轴正方向的夹角为，则与x轴间的夹角的正切值为。14．（1）；（2）【详解】（1）由题意可知，将运动的运动情况分解，如图所示从点到点过程中，运动员在垂直斜面方向上有联立代入数据可得（2）由对称性可知，从到点的时间为，则从到过程有代入数据解得15．（1）；（2）；（3）①；②【详解】（1）对阮级长击出的气排球，在竖直方向上做自由落体运动，有在水平方向，做匀速直线运动，设 AB 间距离为 x1，有x1=v1t联立，解得（2）对第二球，竖直方向，做竖直上抛运动，其中排球从最高点落地的过程，也做自由落体运动如图，由竖直上抛运动的对称性，从 A 到 B 的过程，有，x1=v1t联立，解得即（3）①两球飞到球网的过程，水平方向上的分运动均为匀速直线运动，设AC间距离为x2，由于水平位移相等，有x2=v1t1，x2= (v2cos60°)t2可得②如图，设第二次击球后到达的最高点位置为E，由竖直方向分运动性质，可知两次在OD、DE过程的时间相同，则对于第二次击球从A经D到最高点E，有，联立，解得