2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业16抛体运动

这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业16抛体运动，共7页。

1．某人投掷飞镖，他站在投镖线上从同一点C水平抛出多个飞镖，结果以初速度vA投出的飞镖打在A点，以初速度vB投出的飞镖打在B点，始终没有打在竖直标靶中心O点，如图所示．为了能把飞镖打在标靶中心O点，则他应该做出的调整为( )
A．保持初速度vA不变，升高抛出点C的高度
B．保持初速度vB不变，升高抛出点C的高度
C．保持抛出点C位置不变，投出飞镖的初速度比vA大些
D．保持抛出点C位置不变，投出飞镖的初速度比vB小些
2．(多选)如图，矮个子、高个子分别原地起跳将A、B两个相同的篮球抛出，在篮筐正上方相碰且相碰时速度均水平，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．A球比B球先抛出
B．两球相碰前瞬间A球的速度比B球的小
C．两球相碰时A球的重力功率比B球的大
D．矮个子对篮球做的功比高个子的多
3．如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面．其半径为R，在B点正上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切．OD与OB的夹角为60°，则C点到B点的距离为( )
A．RB．eq \f(R,2)C．eq \f(3R,4)D．eq \f(R,4)
4．[2023·河南南阳期末](多选)如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达一竖直墙面时，小球速度与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A．小球水平抛出时的初速度大小为gttanθ
B．小球在时间t内的位移方向与水平方向的夹角一定为eq \f(θ,2)
C．若小球初速度增大，则做平抛运动的时间变短
D．若小球初速度增大，则θ减小
5．[2022·广东卷]如图是滑雪道的示意图．可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地．不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力．下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是( )
6．如图甲，2021年8月13日在东京奥运会上马龙以4∶2战胜樊振东夺得冠军．如图乙所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L.假设马龙在乒乓球比赛中，从左侧eq \f(L,2)处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘．设乒乓球运动为平抛运动，不计空气阻力，则( )
A．击球点的高度与网高度之比为2∶1
B．乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2∶1
C．乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比为1∶2
D．乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2
7．[2023·四川省成都市模拟]如图所示，一个小球从一定高度h处以水平速度v0＝10m/s抛出，小球恰好垂直撞在倾角θ＝45°的斜面的中点P.已知AC＝2m，g取10m/s2，则小球抛出点的高度h及斜面的高度H分别为( )
A．8m、13mB．10m、15m
C．13m、16mD．15m、20m
8．[2023·新疆克拉玛依市高三(下)第三次模拟检测]投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也．宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也．”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，竖直方向下落的高度相等．忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是(sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，sin53°＝0.8，cs53°＝0.6)( )
A．甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16∶9
B．甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3∶4
C．甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为16∶9
D．甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为16∶9
9．[2023·安徽省蚌埠市高三(下)第三次教学质量检查]图甲为跳台滑雪赛道的示意图，APBC是平滑连接的赛道，其中BC是倾角θ＝30°的斜面赛道．质量m＝60kg的运动员在一次练习时从高台A处水平跃出，落到P点后沿PB进入斜面赛道，A、P间的高度差H＝80m、水平距离L＝100m．运动员沿BC做匀减速直线运动时，位移和时间的比值eq \f(x,t)随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，求：
(1)运动员从A点跃出时的速度大小；
(2)运动员沿BC运动时受到的阻力大小．
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10．[2023·江西南昌三模]如图所示，两小球P、Q从同一高度分别以v1和v2的初速度水平抛出，都落在了倾角θ＝37°的斜面上的A点，其中小球P垂直打到斜面上，P、Q两个小球打到斜面上时的速度大小分别为vP和vQ.则(sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)( )
A．v1＝v2B．v1＝eq \f(9,8)v2C．vQ＝eq \f(3,4)vPD．vQ＝eq \f(4,5)vP
11．排球场地的数据如图甲所示，在某次比赛中，一球员在发球区从离地高3.5m且靠近底线的位置(与球网的水平距离为9m)将排球水平向前击出，排球的速度方向与水平方向夹角的正切值tanθ与排球运动时间t的关系如图乙所示．排球可看成质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2.
(1)求排球击出后0.2s内速度变化量的大小和方向．
(2)求排球初速度的大小．
(3)通过计算判断，如果对方球员没有碰到排球，此次发球是否能够直接得分．
课时分层作业（十六）
1．解析：设C点到竖直标靶的水平距离为x，飞镖运动的时间为t，根据平抛运动规律有h＝eq \f(1,2)gt2，x＝v0t，由题意，以初速度vA投出的飞镖打的位置比靶心位置高，所以在保持初速度vA不变时，应该降低抛出点C的高度；以初速度vB投出的飞镖打的位置比靶心位置低，故在保持初速度vB不变时，应该将抛出点C的高度升高，故A错误，B正确．保持抛出点C位置不变时，飞镖做平抛运动的水平位移不变，则应该使投出飞镖的初速度比vA小一些，使运动时间变长，竖直分位移增大；或使投出飞镖的初速度比vB大一些，使时间变短，竖直位移也就会变小一些，故C、D错误．
答案：B
2．解析：根据逆向思维可知，两球的运动均可看成从篮筐正上方的相碰点做平抛运动，分析可知两球碰前瞬间A球的速度比B球的大，B错误；由h＝eq \f(1,2)gt2得t＝eq \r(\f(2h,g))，则A球碰撞前在空中运动的时间较长，A球先抛出，A正确；相碰时两球的速度方向均与重力方向垂直，此时两球的重力功率均为零，C错误；由vy＝gt知A球抛出时竖直分速度较大，又水平分速度也较大，则抛出时的初动能较大，根据动能定理知矮个子对篮球做的功比高个子的多，D正确．
答案：AD
3．解析：设小球平抛运动的初速度为v0，将小球在D点的速度沿竖直方向和水平方向分解．则有eq \f(vy,v0)＝tan60°，解得eq \f(gt,v0)＝eq \r(3)，小球平抛运动的水平位移x＝Rsin60°，x＝v0t，解得v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝eq \f(Rg,2)，v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) ＝eq \f(3Rg,2)，设平抛运动的竖直位移为y，v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) ＝2gy，解得y＝eq \f(3R,4)，则BC＝y－（R－Rcs60°）＝eq \f(R,4)，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
4．解析：小球与墙相撞时沿竖直方向和水平方向上的分速度大小分别为vy＝gt，vx＝vytanθ＝gttanθ，vx＝v0，A正确；设小球在时间t内的位移方向与水平方向的夹角为α，则tanα＝eq \f(y,x)＝eq \f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq \f(gt,2v0)＝eq \f(vy,2vx)＝eq \f(1,2tanθ)，故α不等于eq \f(θ,2)，B错误；由于小球到墙的水平距离一定，小球初速度增大，则运动的时间变短，C正确；由于tanθ＝eq \f(v0,gt)，初速度增大，运动时间变短，则tanθ增大，θ增大，D错误．
答案：AC
5．解析：根据题述可知，运动员在斜坡上由静止滑下做加速度小于g的匀加速运动，在NP段做匀速直线运动，从P飞出后做平抛运动，加速度大小为g，速度方向时刻改变、大小不均匀增大，所以只有图像C正确．
答案：C
6．解析：因为乒乓球在水平方向做匀速运动，网右侧的水平位移是左侧水平位移的两倍，所以由x＝v0t知，乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍．竖直方向做自由落体运动，根据h＝eq \f(1,2)gt2可知，在网上面运动的竖直位移和整个高度之比为1∶9，所以击球点的高度与网高之比为9∶8，A、B错误．乒乓球恰好通过网的上沿的时间为落到右侧桌边缘的时间的eq \f(1,3)，竖直方向做自由落体运动，根据v＝gt可知，球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直分速度之比为1∶3，根据v＝eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) )可知，乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比不是1∶2，C错误．乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍，Δv＝gt，所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2，D正确．
答案：D
7．解析：设平抛运动时间为t，末速度分解如图所示：
则tan45°＝eq \f(vy,vx)＝eq \f(gt,v0)，解得t＝1s
则小球下落高度为h0＝eq \f(1,2)gt2＝eq \f(1,2)×10×12m＝5m
水平位移为x＝v0t＝10m
由几何关系得斜面的高度H为H＝2×（x－xAC）＝2×（10－2）m＝16m
小球抛出点的高度为h＝h0＋（x－xAC）＝5＋（10－2）m＝13m
故A、B、D错误，C正确．
答案：C
8．解析：箭做平抛运动，两支箭竖直方向下落高度相等，则两支箭在空中的运动时间相同，速度变化量Δv＝vy＝gt相同，设箭尖插入壶中时与水平面的夹角为θ，箭射出时的初速度为v0，则tanθ＝eq \f(vy,v0)，即v0＝eq \f(vy,tanθ)，两支箭射出的初速度大小之比为tan37°∶tan53°＝9∶16，A错误；设箭尖插入壶中时的速度大小为v，则vsinθ＝vy，即v＝eq \f(vy,sinθ)两支箭落入壶口时的速度大小之比为3∶4，B正确；因两支箭在空中的运动时间相同，甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比，即初速度大小之比，等于9∶16，故C错误；根据动能的表达式可知，甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比等于箭落入壶口时速度的平方之比为9∶16，故D错误．
答案：B
9．解析：（1）运动员从A到P做平抛运动，设初速度为v0，则有H＝eq \f(1,2)gt2，L＝v0t，解得v0＝25m/s
（2）由eq \f(x,t)随时间t的变化关系可得x＝20t－2t2
故运动员在B、C间运动的加速度大小a＝4m/s2
由牛顿第二定律可得f－mgsinθ＝ma
解得f＝540N.
答案：（1）25m/s （2）540N
10．解析：两球抛出后在竖直方向都做自由落体运动，在竖直方向的位移大小相等，运动时间均为t＝eq \r(\f(2h,g))，球P垂直打在斜面上，分解速度可得v1＝vytanθ＝gt·tan37°＝eq \f(3,4)gt，球Q落在斜面上，分解位移可得tan37°＝eq \f(y,x)＝eq \f(\f(1,2)gt2,v2t)＝eq \f(gt,2v2)，解得v2＝eq \f(2,3)gt，则eq \f(v1,v2)＝eq \f(\f(3,4)gt,\f(2,3)gt)＝eq \f(9,8)，A错误，B正确；球P落到斜面上时满足vP＝eq \f(gt,cs37°)＝eq \f(5,4)gt，球Q落到斜面上时满足vQ＝eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＋（gt）2)＝eq \f(\r(13),3)gt，故eq \f(vP,vQ)＝eq \f(15,4\r(13))，即vQ＝eq \f(4\r(13),15)vP，C、D错误．
答案：B
11．解析：（1）速度变化量为Δv＝gΔt＝10×0.2m/s＝2m/s，方向与重力加速度方向相同，即竖直向下．
（2）由平抛运动规律有tanθ＝eq \f(vy,v0)，vy＝gt
由图像可知k＝eq \f(tanθ,t)
联立解得v0＝20m/s.
（3）由平抛运动规律，排球运动到中线上方时，有x1＝v0t1，h1＝eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ，解得h1＝1.0125m，3.5m－1.0125m＝2.4875m>2.24m，所以排球不触网；排球落地时，有x2＝v0t2，h2＝eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ，解得x2＝eq \r(280)m<18m，所以排球不出界．故此次发球能够直接得分．
答案：（1）2m/s，方向竖直向下
（2）20m/s （3）见解析