【文档说明】2023届高考物理一轮总复习——抛体运动专题复习卷含解析.docx,共(17)页,993.047 KB,由envi的店铺上传
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2023届高中物理高考备考一轮总复习——抛体运动专题复习卷一、单选题(共5题)1.如图所示,在一次投弹演习中,战机释放的炸弹(近似于平抛运动)未能击中山坡上的目标S,你认为飞行员应如何调整才可能准确命中目标()A.保持原航速和飞行高度,稍微提前投弹B
.保持原航速和飞行高度,稍微延后投弹C.保持原航速、降低飞行高度,提前投弹D.保持原航速,到S正上方投弹投弹2.如图所示,某人从距水平地面的高度为h的山坡上的P点水平击出一个质量为m的高尔夫球,飞行中持续受到一恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖
直落入距击球点水平距离为L的球洞Q中。则下列说法正确的是()A.球在飞行中做的是平抛运动B.球飞行的时间为hgC.球被击出时的初速度大小为L2ghD.球在飞行中受到的水平风力大小为mghL3.如图所示,排球队在训练过程中,一运动员将排球从A点水平击出,球击中D点;另一运动员将该排球从位于A点正
下方且与D等高的B点斜向上击出,最高点为C,球也击中D点,A、C高度相同(不计空气阻力)。下列说法正确的是()A.前一个过程中,排球击中D点时的速度较大B.后一个过程中,击中D点时重力做功的瞬时功率较大C.两过程
中,排球的飞行时间相等D.两过程中,排球的初速度大小不可能相等4.如图所示,一固定斜面倾角为,将小球A从斜面顶端以速率1v水平向右抛出,小球击中了斜面上的C点;将小球B从空中与小球A等高的某点以速率2v水平向左抛出,小球恰好垂直斜面击中C点。不计空气
阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.小球A在空中运动的时间为1tanvgB.小球B在空中运动的时间为22tanvgC.小球A、B落在C点时的速度方向相互垂直D.小球A、B抛出时的速度满足2212tanvv=
5.2022年北京冬奥会高山滑雪项目是从高山上向山下以滑雪板、滑雪鞋、固定器和滑雪杖为主要用具的竞技运动。如图为某次训练中,运动员(可视为质点)从水平平台上以20m/s的速度冲向夹角为45的倾斜雪道
面,落点仍在该斜面上,忽略空气阻力,重力加速度取210m/sg=,则运动员距雪道面的最远距离约为()A.5.1mB.10.2mC.14.1mD.21.1m二、多选题(共5题)6.如图所示,在倾角为的足够大的固定斜面上,一长度为L的轻杆一端可绕斜面上的O点自由转动,另一端连
着一质量为m的小球(视为质点)。现使小球从最低点A以速率v开始在斜面上做圆周运动,通过最高点B。重力加速度大小为g,轻杆与斜面平行,不计一切摩擦。下列说法正确的是()A.小球通过A点时所受轻杆的作用力大小为2sinvmgmL+B.小球通过B点时的最小速度为singLC.小球通
过A点时斜面对小球的支持力与小球的速度无关D.若小球以singL的速率通过B点时突然脱落而离开轻杆,则小球到达与A点等高处时与A点间的距离为2L7.质量为m的物体以速度v0在足够大的光滑水平面上运动,从
零时刻起,对该物体施加一水平恒力F,在t时刻,物体的速度减小到最小值035v,此后速度又不断增大。则下列说法正确的是()A.水平恒力F大小为045mvtB.在t=0时刻,水平恒力与初速度间的夹角为127°C.在2t时刻,物体速度大小为为095vD.若零时刻起,水平恒力方向不
变,大小变为2F,则在t时刻,物体的速度大小仍为v08.如图所示,从高H处的一点O先后平抛两个小球l和2.球1恰好直接掠过竖直挡板的顶端(未相碰)落到水平地面上的B点,球2则与地面处A点碰撞一次后,也
恰好掠过竖直挡板落在B点.设球2与地面碰撞无机械能损失(类似遵循光的反射定律),则下列说法正确的是()A.球1平抛的初速度为球2的3倍B.球1掠过挡板的时刻恰好是其做平抛运动从O到B的中间时刻C.A点到挡板的距离是B点到挡板距离的12D.竖直挡板的高度34hH=9.如图所示是网球发球机,某次室内
训练时从距地面一定的高度向竖直墙面发射完全相同的网球。假定网球水平射出,某两次射出的网球碰到墙面时速度方向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,则()A.两次发射的初速度之比为3∶1B.碰到墙面前在空中运动时间之比为1∶3
C.下降高度之比为1∶3D.碰到墙面时动能之比为3∶110.一光滑宽阔的斜面,倾角为θ,高为h,现有一小球在A处以水平速度v0射出,最后从B处离开斜面,下列说法正确的是()A.小球的运动轨迹为抛物线B.小球的加速度为gsinθC.小球从A处到达B处所用的时间为12sinhgD.小球到
达B处的水平方向位移大小02hsvg=三、解答题(共4题)11.如图所示,一架装载救援物资的飞机,在距水平地面500mh=的高处以100m/sv=的水平速度飞行。地面上A、B两点间的距离100mx=,飞机在离A点的水平距
离0950mx=时投放救援物资,不计空气阻力,g取210m/s。(1)求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间。(2)通过计算说明,救援物资能否落在AB区域内。(3)求物资落地的速度。12.如图所示,小球从高为5m、
倾角为30°的斜面顶端A点以速度v0水平抛出,结果恰好落在斜面底端B点,求:(1)小球在空中的飞行时间;(2)小球抛出时的速度v0的大小(g取10m/s2)。13.如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径0.2mR=的光滑14圆形轨
道,BC段为高为5mh=的竖直轨道,CD段水平轨道。一质量为0.2kg的小球从A点由静止开始下滑,离开B点做平抛运动(210m/sg=),求:(1)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小;(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地
点到C点的水平距离;(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角45=的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远。如果不能,请说明理由。14.竖直光滑轨道固定在距地面高为H=0.8m的桌子边缘,轨道末端
可视作半径为r=0.3m的圆形轨道,其末端切线水平,桌子边缘距离竖直墙壁x=0.6m。质量为m=0.1kg的小球(视为质点)从轨道某处滚下,与竖直墙壁的撞击点距地面高度为0.6m。若撞击后水平方向速度大小不变,方向反向,竖直方向速度不变,且
小球的运动始终在同一平面内并不与桌子发生碰撞,小球重力加速度取g=10m/s2,求:(1)求小球经过轨道末端时速度的大小;(2)小球经过轨道末端时对轨道的压力;(3)小球落地点离墙面的距离。参考答案1.B【详解】AB.根据题意,炸弹近似做平抛运动,由图可知,炸弹未能击中目标,原因在水平方向的位
移不够,根据平抛运动规律判断可知,若要炸弹正好击中山坡上的目标,在保持原航速和飞行高度不变的情况下,稍微延后投弹,即可击中目标,故A错误,B正确;C.若保持原航速不变,降低飞行高度,下落时间变短,则会打到更靠近山脚的位置,不会命中目标,故C错误;D.保持原航速,到
S正上方投弹投弹,炸弹则会打目标的右面,故D错误。故选B。2.C【详解】A.由于飞行中持续受到一恒定的水平风力的作用,故球的运动不是平抛运动,选项A错误;B.球在竖直方向做的是自由落体运动,根据h=12gt2可得2htg=选项B错误
;C.球在水平方向受恒力作用,做匀减速运动,则有L=02vtv0=L2gh选项C正确;D.设水平加速度为a,竖直方向根据h=12gt2水平方向有L=12at2可得hgLa=故Lgah=设风力为F,因F=ma,得mgLFh=选项D错误。故选C
。3.A【详解】ACD.由于B球能竖直到达C点,从C到地面竖直方向做自由落体运动,根据竖直方向的运动可知vyA=vyB,tB=2tA由于水平方向的位移相同,根据xxvt=可知xAxBvv根据速度的合成可知,A抛出时的速度vA0=vxAB抛出时的初速度22220ByBxB
yAxBvvvvv=+=+故两过程中,小球的初速度大小可能相等,落地时,根据运动的对称性可知,B处抛出时的速度大小与落地时速度大小相等,A球落地时的速度220AAyAvvv=+故前一个过程中,排球击中D点时的速度较大,故A正确,CD错误。B.由于竖直方向做的是自由落
体运动,下落的高度相同,故落地时竖直方向的速度相同,则重力的瞬时功率P=mgvy相同,故B错误。故选A。4.D【详解】A.小球A落在C点时满足2112tangtyxvt==解得12tanAvtg=故A错误;B.小
球B落在C点时,满足22tanyvvvgt==解得2tanBvtg=故B错误;C.如图所示:落在C点时,速度方向一定不相互垂直,故C错误;D.因为两球下落的高度相同,由212hgt=得ABtt=解得2212tanvv=故D正确C错
误。故选D。5.C【详解】把运动员在某时刻的速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向,垂直于斜面方向的分速度22yvv=同理将加速度也分解为沿斜面和垂直于斜面方向,其中垂直于斜面方向的加速度22ygg=当沿垂直斜面方向分速度为
零时,运动员距离斜面最远,则有214.1m2yyvyg==故选C。6.ACD【详解】A.小球在A点受到重力、斜面的支持力以及杆的拉力,由向心力公式可得2sinFmgmL−=可得2FmgmL=+故A正确;B.杆可以为小球提供支持力,所以小球经过最高点B时的最小速度为零,故B错误;C.斜面对小
球的支持力始终等于重力沿垂直于斜面方向的分量,与小球的速度无关,故C正确;D.经分析可知小球经过B点脱落后在斜面上作类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,在沿斜面方向做初速度为零的匀加速度直线运动。沿斜面方向根据牛顿第二定律sinmgm
a=sinag=由位移公式可知2122Lat=2sinLtg=水平方向2BxtL==故D正确。故选ACD。7.AD【详解】A.因为物体的最小速度不等于零,所以力F与v0方向是不共线的,根据曲线运动的规律,此最小速度应该是初速度v0在垂直于F方向的分量,初
速度的另一个与力F方向相反的分量大小应为2002034()55Fvvvv=−=即物体在沿着力F相反的方向的分运动是匀减速运动,经时间t减到零,由运动学公式可知045vvatt==根据牛顿第二定律可知,水平恒力F大小为045mvFmat==故A正确;B.将初速度分解为与
F共线和与F垂直,有由几何知识知,力F与初速度间的夹角为143°故B错误;C.由速度公式可知,在2t时刻,物体沿力F方向的速度大小为0000044444(2)(2)()(2)55555Fvvvatvatvtvt
=−+=−+=−+=在2t时刻,物体速度大小为210203()5Fvvvv=+=故C错误;D.若零时刻起,水平恒力方向不变,大小变为2F,由牛顿第二定律可知,物体的加速度变为2a,由速度公式可知,在t时刻,物体沿力F方向的速度大小为00004
444(2)(2)5555Fvvvatvtvt=−+=−+=在2t时刻,物体速度大小为220203()5Fvvvv=+=故D正确。故选AD。8.ABD【解析】A项:球2运动轨迹可分为3段相同的平均轨迹,所以球2第一段一平抛的水平位移为2
x是球1平抛轨迹水平位移1x的三分之一,即123xx=,由于平抛高度h相同,由212hgt=可知,时间相同,0xvt=可得两球水平初速度之比为3:1,故A正确;B、C、D项:如图所示,设球1的初速度为v1,球2的初
速度为v2,OA间的水平距离为d,由几何关系可知OB间的水平距离为3d,由分运动的等时性可知:球1从O点飞到挡板C点的时间与球2从O点飞到D点的时间相等;由对称性可知球2从O点飞到D点与由C飞到E的时间相等,OE两点间的水平距离为2d.球1从O点飞到C点与球2由C点飞到E点水
平方向有:122()2()2HhHhvvdgg−−+=解得:34hH=根据竖直方向的自由落体运动规律,连续相等时间内通过的位移之比为1:3,球1下落4H的时间刚好总时间的一半,故B正确,C错误,D正确.点晴:分析两小球的运动轨迹的特点,找出对称关系、几何关系以及等时关系式,列出式子是求解的关键.
从以上的实例分析中我们看到,发现事物的对称性并利用运动的对称性去分析处理问题,可以大大地简化分析处理问题的过程,避开难点或冗长的数学推导,巧解问题.9.BC【详解】B.由题知,两次平抛运动的水平位移相同,设为x,根据平抛运动规律有12yx=tanθy
=12gt2联立得t=tanxg当θ=30°时t1=tan30xg当θ=60°时t2=tan60xg故两次运动的时间之比为12tan301tan603xgxtgt==选项B正确;A.根据x=v0t得01202131vtvt==选项A错误;C.根据y=12gt2,得21122213ytyt
==选项C正确;D.第一次平抛的合速度为v1=22011yvv+第二次平抛的合速度为v2=22022yvv+故碰到墙面时动能之比222101112222202211()2211()22ykkymvmvvEEmvmvv+==+又v01=1tan30xgxt=v02=2tan6
0xgxt=vy1=gt1=tan30xgvy2=gt2=tan60xg代入得12kkEE=1选项D错误。故选BC。10.ABC【详解】A.小球受重力和支持力两个力作用,合力沿斜面向下,与初速度方向垂直,做类平抛运动
,其运动轨迹为抛物线,A正确;B.根据牛顿第二定律知,小球的加速度a=sinmgm=gsinθ,B正确;C.小球在沿加速度方向上的位移为0sinhy=根据2012yat=解得运动时间12sinhtg=C正确;小球在沿初速度方向的位移
x=v0t=02sinvhg小球在沿加速度方向的位移的水平分位移0costanhyy==则小球在水平方向的总位移220022sinvhhsxyvgg=+D错误。故选ABC。11.(1)10s;(2)能;(3)1002m/s【详解】(1)救援物资从离开飞机到落至地面做平抛运动
,在竖直方向有212hgt=得225001010htssg===故救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间为10s。(2)水平方向010010m=1000mxvt==由于01000m-950m=50m<100mxx−=所以在AB范围内。故救援物资能落在AB区域内。(3)竖直分速度100m
/syvgt==物资落地的速度22220100100m/s1002m/syvvv=+=+=方向与水平方向成45°。12.(1)1s;(2)53m/s【详解】(1)小球做平抛运动,下落的竖直高度h=5m,则由h=212gt可得下落时间t=2hg=2
510s=1s(2)由几何关系可得,小球的水平位移x=tan30h=533m=53m由x=v0t可得小球的水平初速度v0=xt=531m/s=53m/s13.(1)6NN=;(2)2mx=;(3)
能落在斜面上,1.13mL【详解】(1)小球A沿光滑曲面滑到B点,由动能定理有2102BmgRm=−v可得22m/sBvgR==小球到达B点时受重力G和竖直向上的弹力N作用,由牛顿第二定律得2BvNGmR−=解得6NN=由牛顿第二定律知小球到达B点时对因弧轨道的压力大
小6NNN==(2)设小球离开B点做平抛运动的时间为1t,落地点到C点的水平距离为x,由2112hgt=得121shtg==12mBxvt==(3)如图,斜面BE的倾角45=,CE长5mdh==,因为dx
,所以小球离开B点后能落在斜面上;假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为2t2cosBLvt=2212sinLgt=联立①②两式得20.4st=,1.13mL14.(1)3m/s;(2)4N;(3)0.6m【详解】(
1)小球离开轨道后做平抛运动,从离开轨道到碰到墙壁的过程中,有竖直方向:212Hhgt−=水平方向:0xvt=联立两式代入数值解得0.2st=,03m/sv=即小球经过轨道末端的速度大小为3m/s。(2)小球在轨道末端,在竖直方向由牛顿第二定律得20NvFmgmr−=代入数值解得FN=4N由牛
顿第三定律得小球对轨道的压力为'4NNNFF==(3)小球与墙撞击后水平方向速度大小不变,方向反向,竖直方向速度不变,且小球的运动始终在同一平面内并不与桌子发生碰撞,则竖直方向上有212Hgt=解得小球落地的时间2=0.4sHtg=水
平方向总的路程0=1.2mxvt=由于桌子边缘距离竖直墙壁x=0.6m,则小球落地点离墙面的距离0.6m。