2024版新教材高考物理复习特训卷考点23生活中的平抛运动

考点23生活中的平抛运动——提能力1．[2023·江苏常州模拟]如图所示，某同学在平直路面上匀速骑行，后轮边缘甩出泥沙有的落在其后背上，A、B、C、D为轮缘上相邻的四点，B点的切线竖直，D点的切线与后背相切．不计空气阻力，下列说法正确的是()A．B点甩出的泥沙做竖直上抛运动B．C点甩出的泥沙可能落在后背上C．D点甩出的泥沙可能落在后背上D．各点同时甩出的泥沙在碰到障碍物前到车轴的距离相等2．[2023·江西省南昌市第一次模拟](多选)“套圈”是老少皆宜的游戏．如图所示，某同学先后两次在A点把小环水平抛出，分别直接套中位于水平地面B、C两点处的目标物．不计空气阻力，下列说法正确的有()A．两小环在空中的飞行时间相同B．两小环抛出时的初速度相同C．两小环落地时的末速度相同D．两小环在空中飞行过程中速度的变化量相同3．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，cos37°＝0.8，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A.甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16∶9B．甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3∶4C．甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为16∶9D．甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为16∶94．如图所示，某同学将乒乓球发球机正对着竖直墙面水平发射，两个完全相同的乒乓球a和b各自以不同的速度水平射出，碰到墙面时竖直下落的高度之比为9∶16.若不计阻力，下列对乒乓球a和b的判断正确的是()A．碰墙前a和b的运动时间之比为9∶16B．a和b碰墙时重力的瞬时功率之比为4∶3C．从发出到碰墙，a和b的动量变化量之比为4∶3D．a和b的初速度之比为4∶35．[2023·温州模拟]如图为某种水轮机的示意图，水平管出水口的水流速度恒定为v0，当水流冲击到水轮机上某挡板时，水流的速度方向刚好与该挡板垂直，该挡板的延长线过水轮机的转轴O，且与水平方向的夹角为30°.当水轮机圆盘稳定转动后，挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的一半．忽略挡板的大小，不计空气阻力，若水轮机圆盘的半径为R，则水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为()A．eq\f(v0,2R)B．eq\f(v0,R)C．eq\f(\r(3)v0,R)D．eq\f(2v0,R)6．[2022·河北卷](多选)如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中．依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示．花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力．下列说法正确的是()A．若h1＝h2，则v1∶v2＝R2∶R1B．若v1＝v2，则h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))C．若ω1＝ω2，v1＝v2，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同D．若h1＝h2喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则ω1＝ω27.[2021·山东卷]海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤(贝类动物)后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳．一只海鸥叼着质量m＝0.1kg的鸟蛤，在H＝20m的高度、以v0＝15m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上．取重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力．(1)若鸟蛤与地面的碰撞时间Δt＝0.005s，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F；(碰撞过程中不计重力)(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L＝6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系．若海鸥水平飞行的高度仍为20m，速度大小在15m/s～17m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围．考点23生活中的平抛运动——提能力1．答案：B解析：B点甩出的泥沙在水平方向上，具有和自行车相同的速度，因此做斜抛运动，A错误；从C点射出的泥沙出射速度方向指向后背偏上，在重力作用下，运动过程中会向下弯曲，有可能落在后背上，B正确；由于D点的切线与后背相切，则从D点射出的泥沙速度沿切线指向后背，但在重力作用下会向下弯曲，不会落到后背上，C错误；各点同时甩出的泥沙与水平方向夹角不同，竖直分速度不同，到达最高点时间也不同，所以在碰到障碍物前到车轴的距离不相等，D错误．2．答案：AD解析：根据h＝eq\f(1,2)gt2，可得t＝eq\r(\f(2h,g))，两次的抛出点相同，下落的高度相同，故两小环在空中的飞行时间相同，故A正确；根据x＝v0t，可知v0＝eq\f(x,t)，由图可知，两次的水平位移不同，则两小环抛出时的初速度不同，故B错误；根据veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y))＝2gh，则落地速度为v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋2gh)，由B分析可知，初速度不同，则落地速度不同，故C错误；根据Δv＝aΔt，由于两次飞行的加速度和时间都相同，则两小环在空中飞行过程中速度的变化量相同，故D正确．3．答案：B解析：箭做平抛运动，两支箭竖直方向下落高度相等，则两支箭的竖直速度分量vy＝eq\r(2gh)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，故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，故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．4．答案：D解析：球在竖直方向上做自由落体运动，根据h＝eq\f(1,2)gt2可得eq\f(ta,tb)＝eq\f(3,4)，A错误；a和b碰墙时，小球的竖直方向速度vy＝gt，重力的瞬时功率PG＝mgvy，求得a和b碰墙时重力的瞬时功率之比eq\f(PGa,PGb)＝eq\f(3,4)，B错误；根据mgt＝meq\o(v,\s\up6(→))－meq\o(v,\s\up6(→))0＝mΔeq\o(v,\s\up6(→))从发出到碰墙，a和b的动量变化量之比为eq\f(mΔ\o(v,\s\up6(→))a,mΔ\o(v,\s\up6(→))b)＝eq\f(3,4)，C错误；球在水平方向匀速直线运动，水平位移相等，根据x＝vt可以求得eq\f(va,vb)＝eq\f(4,3)，D正确．5．答案：B解析：水从管口流出后做平抛运动，设水流到达轮子边缘的速度大小为v，则v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))且tan60°＝eq\f(vy,v0)稳定转动后，挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的一半，即挡板的线速度为v＇＝eq\f(1,2)v根据v＇＝rω可得角速度，故B正确，A、C、D错误．6．答案：BD解析：根据平抛运动的规律h＝eq\f(1,2)gt2，R＝vt，解得R＝veq\r(\f(2h,g))可知若h1＝h2，则v1∶v2＝R1∶R2，若v1＝v2，则h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，A错误，B正确；若ω1＝ω2，则喷水嘴各转动一周的时间相同，因v1＝v2，出水口的截面积相同，可知单位时间喷出水的质量相同，喷水嘴转动一周喷出的水量相同，但因内圈上的花盆总数量较小，可知得到的水量较多，C错误；设出水口横截面积为S0，喷水速度为v，若ω1＝ω2，则喷水管转动一周的时间相等，因h相等，则水落地的时间相等，则t＝eq\f(R,v)相等；在圆周上单位时间内单位长度的水量为Q0＝eq\f(vΔtS0,ωRΔt)＝eq\f(RS0,ωRt)＝eq\f(S0,ωt)＝eq\f(S0,ω\r(\f(2h,g)))相等，即一周中每个花盆中的水量相同，D正确．7．答案：(1)500N(2)[34m，36m]解析：(1)设平抛运动的时间为t，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v.竖直方向分速度大小为vy，根据运动的合成与分解得H＝eq\f(1,2)gt2，vy＝gt，v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))，在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度v的方向为正方向，由动量定理得－FΔt＝0－mv联立并代入数据得F＝500N.(2)若释放鸟蛤的初速