2023年高三物理二轮练习04 三大力场中的抛体运动

2023年高三物理二轮高频考点冲刺突破

专题04三大力场中的抛体运动

专练目标专练内容

目标1高考真题（IT—6T）

目标1重力场中的抛体运动（7T—12T）

目标2电场中的抛体运动（13T—18T）

目标3磁场中的抛体运动（19T—24T）

【典例专练】

一、高考真题

L（2022广东卷）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

ZVP段后飞入空中，在。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α随时间t变化的图像是（）

2.（2022河北卷）如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以。为圆心、N和此为半径的同心圆上，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

用匕、W、和〃2、V2、牡表示。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.右h、=/4,则％：彩=Rl:Rl

B.若匕=匕，则九：〃2=/?；：7?；

c.若q=g,V1=V21喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同

D.若4=也，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则例=牡

3.（2022山东卷）如图所示，某同学将离地1.25m的网球以13m∕s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的

距离4.8m。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙

面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取Iom/SZ,网球碰墙后的速

度大小V和着地点到墙壁的距离d分别为（）

A.v=5m∕sB.V=3-s∕2m∕sC.4=3.6mD.d=3.9m

4.（2022湖南卷）如图，间距Z,=Im的U形金属导轨，一端接有0.IΩ的定值电阻R,固定在高〃=0.8m的

绝缘水平桌面上。质量均为O」kg的匀质导体棒。和Z）静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导

轨垂直，接入电路的阻值均为O∙1C,与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），

导体棒。距离导轨最右端1.74m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出）,磁感应强度大小为0.1T。

用尸=0.5N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒α,当导体棒”运动到导轨最右端时，导体棒6刚要滑动，撤去

F,导体棒“离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取IOm/S2,不计空气阻力，不计其他电阻，下列说

法正确的是（）

A.导体棒。离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6m

B.导体棒α离开导轨至落地前，其感应电动势不变

C.导体棒。在导轨上运动的过程中，导体棒6有向右运动的趋势

D.导体棒α在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58C

5.（2022重庆卷）小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在Xoy竖直平面内运动。虫可以从

水平X轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动，每次运动的加速度大小恒为Ig（g为重力加速度）,

方向均与X轴负方向成37。斜向上（X轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处，OM=H,能以不同速率向右

3

或向左水平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取sin37。=,。

3_

（1）若虫飞出一段时间后，蛙以其最大跳出速率向右水平跳出，在y=的高度捉住虫时，蛙与虫的水

4

平位移大小之比为2近:3,求蛙的最大跳出速率。

（2）若蛙跳出的速率不大于（1）问中的最大跳出速率，蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻，虫能被捉住，求

虫在X轴上飞出的位置范围。

（3）若虫从某位置飞出后，蛙可选择在某时刻以某速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为1：JL蛙

也可选择在另一时刻以同一速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为i：JI7。求满足上述条件的虫飞出

的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。

6.（2022北京卷）体育课上，甲同学在距离地面高％=2.5m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小

为％=8.0m/s；乙同学在离地区=0∙7m处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球

质量机=0.3kg,取重力加速度g=10m∕s2.不计空气阻力。求：

（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；

（2）排球被垫起前瞬间的速度大小V及方向；

（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小/。

二、重力场中的抛体运动

7.将一弹性小球从距地面高度〃处的尸点以某一速度?水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞

满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知％与竖直墙面

的夹角为e（e<90°）,小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为为；若小球从P点以2%的初速度沿原

方向水平抛出，落地点到墙面的距离为巧。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度%和P点到

墙面的距离S为（）

8.如图所示,有一倾角。=45。的粗糙斜面固定于空中的某一位置。N为斜面底端,距水平面的高度九=0∙6m,

O为/点正下方地面上的点。一物体从斜面上的8点由静止开始下滑，滑离斜面后落在地面上。已知/、B

间的高度差为=01m。物体与斜面间的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度g=IOm//,不计空气阻力。则物

体在地面上的落点距。点的距离为（)

C.巫mD∙&

0.2m

105

9.如图所示，倾角为37。的斜面放置在水平面上，小球甲从4点以水平初速度巧抛出，经过时间“，落到

斜面上的尸点时，速度正好垂直斜面；小球乙从8点以水平初速度均抛出，经过时间5也落到斜面上的P

点,已知5、尸两点的连线与斜面垂直，不计空气阻力，重力加速度g=10m∕s2,sin37-=0.6,CoS37。=0.8,下

列说法正确的是（）

A.若A、8两点在同一水平面上，则4%=1：2

B.若，,：4=1：1,贝1」4：%=2:1

C.若甲、乙在水平方向的分位移相等，贝不％=1：2

D.若甲、乙的位移大小相等，则/："；=5:2万

10.如图所示，一个小球以初速度为%=9m∕s从高为"=5m的墙的上端水平抛出，在距离墙壁为d处有一

竖直挡板与墙面平行，竖直挡板高也为5m,距离墙脚。点Im处有一个小坑A。小球落地前至少与挡板发

生一次碰撞，假定小球与墙壁和挡板的碰撞都是完全弹性的，即小球碰撞前后水平速度大小不变，方向相

反，竖直方向速度不变。不计碰撞时间，重力加速度g取IOm/S?,现左右移动挡板调整d的大小，可以使小

球第一次到达地面时恰好落到小坑A中，则d的取值可能为（）

A.2.5mB.3mC.4mD.5m

11.排球训练中某同学在距离地面高/，处。点将排球水平击出，另一同学将排球在/点垫起，假设垫起后

排球的速率与垫起前瞬间相同，速度方向有甲、乙、丙三种情况，其中甲的速度方向恰好与垫起前瞬间相

反。已知/两点水平距离是竖直距离的两倍，三种方式小球轨迹均在同一竖直面内，忽略空气阻力。关

于这三种情况，下列分析正确的是（）

A.甲种方式，小球可以通过。点，且速度方向水平

B.乙种方式，小球轨迹最高点的位置可能在O点右侧

C.丙种方式，小球轨迹最高点的位置一定在。点左侧

D.乙和丙两种方式，小球轨迹最高点的位置可能在同一竖直线上

12.篮球运动是一项是以手为中心的身体对抗性体育运动，深受同学们喜爱。国际篮联场地标准为长28m,

宽15m,篮圈下沿距地面高为3.05m,三分线半径为6.75m(三分线到篮筐中心在地面投影的距离)，如图

所示，某次训练中，运动员紧贴三分线外。处进行定点投篮练习，篮球离手时距地面高度为2.25m,经过

0.5s到达最高点，之后在下落过程中恰好穿过篮筐。假设篮球出手时在三分线正上方，篮球出手时初速度%

与水平面夹角为不计空气阻力，g¾10m∕s2,则()

2727

C.v0=^lm∕sD.%=幽Im∕s

1627

三、电场中的抛体运动

13.如图所示，xQy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为〃?，电荷量为+«的带电粒子，

以吻的速度沿/8方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知/、B、C三个点的坐标分

别为(-√3L,0)、(0,2L)、(0,L)。若不计重力与空气阻力，则下列说法中正确的是()

A.带电粒子由4到C过程中最小速度一定为申

B.带电粒子由4到C过程中电势能先减小后增大

C.匀强电场的场强大小为E=驾■

IqL

D.若改变匀强电场，使粒子恰好能沿/8直线方向到达8点，则此状态下电场强度大小为®

IqL

14.如图所示，光滑绝缘圆弧轨道出口水平，下方与斜面在。点相连接，带电荷量为一q的小球自圆弧轨

道上的N点由静止下滑，恰好落在斜面上的8点，若在斜面所处区域加一竖直向下的匀强电场，电场强度

大小为E=等∙,小球仍自4点由静止下滑，经。点后落在斜面上的C点（图中未画出），以下说法正确的

2g

是（）

A.小球两次从O点到斜面上所用时间之比为1:4

B.8C间距离为OB间距离的2倍

C.小球落到8、C两点时的速度方向相同

D.小球落到8、C两点的过程中动能变化量相同

15.平行板电容器两极板长度均为/,宽度均为两极板间距为力在极板左侧有一"狭缝"粒子源（粒子

源长度也为a）,沿极板中心平面连续不断地向整个电容器射入相同粒子，距极板右端方处有一与极板垂直

的足够大光屏，如图所示。粒子质量为如电荷量为+4,初速度大小均为%,初速度方向均垂直于光屏。

当平行板电容器两极板间电压为U。时，粒子恰好从极板右侧边缘飞出电场。在两极板间加上O〜4连续变

化的电压，每个粒子通过电容器的时间都远小于电压变化的时间，在每个粒子通过电容器的时间内，电场

可视为匀强电场，不计粒子重力。则关于粒子运动下列说法正确的是（）

A.电压%满足G)=等ɪ

B.粒子打在光屏上的最大速度为V=①卢%

C.粒子打在光屏上的最大速度与光屏夹角。满足tana=4

a

D.粒子打在光屏上的区域面积为S=ad

16.如图所示，水平面内有一正方形区域488,所在的平面与某一匀强电场平行，在4点有一个粒子源

沿各个方向发射带负电的粒子，若与AB成45。的方向以10√∑m∕s的速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于

BC打到了E点，E点是BC的中点，已知正方形的边长为1m,粒子的比荷为0.1C∕kg,。点电势为0,不计

粒子的重力和粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是()

A.该匀强电场的方向可能水平向右

B.打到E点的粒子在运动过程中动能逐渐减少，电势能逐渐增加

C.。点电势低于B点电势，UCB=-IOoOV/m

D.从/。方向射入的粒子可能到达C点

17.如图Xay空间中有沿y轴正方向的匀强电场©,P点右侧还有沿X轴正方向的匀强电场E2，一带电液

滴电荷量为q(q>O),质量为加，带电液滴以初动能EM沿直线从N运动到0。液滴经过。点时电场E大小

不变，方向突然反向，液滴经一段时间f运动到尸点，又经过相同时间f沿直线运动到N点，己知WV=

E2=2El,重力加速度为g,则下列分析中正确的是（）

A.液滴过。点后，先做类平抛运动，再做匀速直线运动

B.&=整

q

c.G=亭

dq

D.尸点坐标为(g,-g)

24

18.如图所示，相距”的/8、CO两直线间的区域存在两个大小不同、方向相反的有界匀强电场，其中

PS下方的电场片的场强方向为竖直向上，尸S上方的电场£的场强方向为竖直向下。在电场左边界ZB上

宽为L的尸。区域内，连续分布着电荷量为+9、质量为机的粒子。从某时刻起由。到尸点间的带电粒子,

依次以相同的初速度%沿水平方向垂直射入匀强电场耳中。从。点射入的粒子，通过尸S上的某点R进入

匀强电场当后从8边上的阻点水平射出，其轨迹如图。若MS两点的距离为g。不计粒子的重力及它们

间的相互作用。下列说法正确的是（）

A.尸。间水平射入电场的粒子，它们到达CD边的时间均为，=——

vO

B.P。间水平射入电场的粒子，它们一定都垂直于。边水平射出

C.电场强度耳=普

SqL

D.PQ间距离P点为々的粒子射入电场后垂直于CD边水平射出

四、磁场中的抛体运动

19.绝缘光滑斜面与水平面成α角，一质量为加、电荷量为一《的小球从斜面上高人处，以初速度为切方向

与斜面底边MN平行射入；如图所示，整个装置处在磁感应强度大小为8的匀强磁场中，磁场方向垂直于

MN且平行于斜面向上。已知斜面足够大，小球能够沿斜面到达底边MN。则下列判断错误的是（）

A.小球在斜面上做匀变速曲线运动

B.小球到达底边MN的时间/=

C.匀强磁场磁感应强度的取值范围为0<8≤续吧

D.小球所受洛伦兹力逐渐变大

20.在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁

场的影响，下列说法正确的是（）

A.无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点

B.无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长

C.若小球带负电荷，小球会落在更远的b点

D.若小球带正电荷，小球会落在更远的b点

21.一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图

所示，小球飞离桌面后落到地板上，飞行时间为4,水平射程为着地速度为W.撤去磁场，其余的条件

不变，小球的飞行时间为4,水平射程为々，着地速度为彩.下列结论正确的是（）

A.X1>X2

B.tl>t2

C.W和为大小相等

D.K和彩方向相同

22.如图所示，质量为〃八带电荷量为+g的三个相同的带电小球N、B、C从同一高度以同一初速度水平

抛出（小球运动过程中不计空气阻力），8球处于竖直向下的匀强磁场中，C球处于垂直纸面向里的匀强电

场中，它们落地的时间分别为国、必、C,落地时的速度大小分别