2024-2025学年新教材高中物理第五章抛体运动单元素养检测含解析新人教版必修2

PAGE13-第五章抛体运动(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题，每小题3分，共27分)1.一个物体在力F1、F2、F3…Fn共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去F2，而其他力不变，则该物体 ()A.可能做曲线运动B.不行能接着做直线运动C.肯定沿F2的方向做直线运动D.肯定沿F2的反方向做匀减速直线运动【解析】选A。依据题意，物体起先做匀速直线运动，物体所受的合力肯定为零，突然撤去F2后，物体所受其余力的合力与F2大小相等、方向相反，而物体速度的方向未知，故有多种可能状况：若速度的方向和F2的方向在同始终线上，物体做匀变速直线运动，若速度的方向和F2的方向不在同始终线上，物体做曲线运动，A正确。2.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝愿。如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为图中的()A.直线OA B.曲线OBC.曲线OC D.曲线OD【解析】选D。孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，则合力沿Oy方向，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，故孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹凹侧可知轨迹可能为题图中的曲线OD，故D正确。3.如图所示，当汽车静止时，车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动。在t=0时刻，汽车由静止起先做甲、乙两种匀加速启动，同时有一雨滴从O点下落，甲种状态启动后t1时刻，乘客看到在t=0时刻从O点下落的雨滴从B处离开车窗，乙种状态启动后t2时刻，乘客看到在t=0时刻从O点下落的雨滴从F处离开车窗，F为AB的中点。则t1∶t2为()A.2∶1 B.1∶C.1∶ D.1∶(-1)【解析】选A。雨滴在竖直方向的分运动为匀速直线运动，其速度大小相等，与水平方向的运动无关，故t1∶t2=∶=2∶1，A正确。4.如图所示，甲、乙两船在同一匀速的河水中同时起先渡河，M、N分别是甲、乙两船的动身点，两船船头与河岸均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点。假如甲、乙两船在静水中的速度大小相同，且甲、乙两船相遇不影响各自的航行，下列推断正确的是 ()A.甲船也能到达M点正对岸B.甲船渡河时间肯定比乙船短C.甲、乙两船相遇在NP直线上的某点(非P点)D.渡河过程中两船不会相遇【解析】选C。乙船垂直河岸到达正对岸，说明水流方向向右，甲船参加了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动，随着水流方向的匀速运动，故不行能到达M点正对岸，故A错误；船渡河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsinα，船渡河的时间t==，故甲、乙两船到达对岸的时间相同，故B错误；船沿垂直河岸方向的位移y=vyt′=vt′sinα，可知随意时刻两船沿垂直河岸方向的位移相等，又由于乙船沿着NP方向运动，故相遇点在NP直线上的某点(非P点)，故C正确，D错误。5.如图所示，不计全部接触面之间的摩擦，斜面体固定，两物体质量分别为m1和m2，且m1<m2。若将m2从位置A由静止释放，当落到位置B时，m2的速度为v2，且绳子与竖直方向的夹角为θ，则这时m1的速度大小v1等于 ()A.v2sinθ B.C.v2cosθ D.【解析】选C。m1的速度与绳子上各点沿绳子方向的速度大小相等，所以绳子的速度等于m1的速度v1，而m2的实际运动应是合运动(沿杆向下)，合速度v2可由沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度来合成(即两个实际运动效果)。因此v1跟v2的关系如图所示，由图可得m1的速度大小v1=v2cosθ，C正确。6.如图所示,在某次空投演习中,离地距离为H处的飞机放射一颗导弹,导弹以水平速度v1射出,欲轰炸地面上的目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上放射导弹进行拦截。设飞机放射导弹时与拦截系统的水平距离为s,假如拦截胜利,不计空气阻力,则v1、v2的关系应满意 ()A.v1=v2 B.v1=v2C.v1=v2 D.v1=v2【解析】选B。设经过时间t拦截胜利,此时飞机放射的导弹在竖直方向上下落了h(导弹做平抛运动),则拦截系统的导弹竖直上升了H-h。由题意知,水平方向上有s=v1t,竖直方向上有h=gt2,H-h=v2t-gt2,联立以上三式得,v1、v2的关系为v1=v2,故B正确。7.如图所示，小明同学利用抛体运动规律做试验。在M点的正上方离地高H处以水平速度v1向右投掷一飞盘P，反应灵敏的小狗Q同时在M点右方水平地面上的N点以速度v2斜向左上方跳出，结果飞盘P和小狗Q恰好在M、N连线的中点正上方相遇。为使问题简化，飞盘和小狗均可看成质点，不计飞盘和小狗运动过程所受空气的阻力，则飞盘水平抛出后至与小狗相遇的过程，下列说法正确的是 ()A.飞盘和小狗速度的改变量不相等B.初速度大小关系肯定是v2<v1C.小狗相对飞盘做匀速直线运动D.飞盘和小狗相遇点在距离地面H高度处【解析】选C。飞盘和小狗分别做平抛和斜上抛运动，依据Δv=gt可知，速度改变量相同，故A错误；因为飞盘和小狗恰好在M、N两点连线中点的正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又因为运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相同，即v2cosθ=v1，所以v2>v1，故B错误；飞盘和小狗都只受到重力作用，都做匀变速运动，加速度相同，所以小狗相对飞盘做匀速直线运动，故C正确；依据题意可知飞盘和小狗运动的时间相同，因为不知道小狗在竖直方向初速度的详细大小，所以不能推断飞盘和小狗相遇点距离地面的高度，故D错误。8.如图所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最终小球落在斜面上的N点，则(重力加速度为g)下列说法错误的是()A.可求M、N之间的距离B.可求小球落到N点时速度的大小和方向C.可求小球到达N点时的动能D.可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大【解析】选C。设小球从抛出到落到N点经验ts，则有tanθ==，t=，因此可求出dMN==，vN=，方向：tanα=，故A、B正确。但因小球的质量未知，因此小球在N点的动能不能求出，C错误。当小球速度方向与斜面平行时，小球在垂直斜面方向的速度为零，此时小球与斜面间的距离最大，D正确。9.将一个小球斜向上抛出，小球在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。图中曲线为小球在空中运动的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()A.小球通过第1个窗户所用的时间最长B.小球通过第1个窗户重力做的功最大C.小球通过第3个窗户重力的平均功率最小D.小球通过第3个窗户的平均速度最大【解析】选C。将该斜抛运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做匀减速直线运动，通过窗户3时竖直方向上的速度小于通过窗户1、2竖直方向的速度，所以通过窗户3的时间最长，故A错误。通过3个窗户时在竖直方向上的位移相等，所以重力做功相等，故B错误。依据PG=，重力做功相等，通过第3个窗户的时间最长，所以平均功率最小，故C正确。在运动的过程中速度越来越小，通过3窗户的平均速度最小，故D错误。二、试验题(6分)10.在做“探讨平抛物体的运动”试验时：(1)“探讨平抛物体的运动”试验的装置如图所示，下列说法错误的是_________。

A.在试验前应将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.小球每次必需从斜面上同一位置由静止起先释放D.斜槽对小球的摩擦对本试验有影响，应当选择尽量光滑的斜槽(2)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，假如取g=10m/s照相机的闪光频率是_________Hz；小球平抛的初速度的大小是_________m/s；小球经过B点时的速度大小是_________m/s。

【解析】(1)选D。试验中必需保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，故A正确；依据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在试验前，应运用重锤线调整木板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故B正确；如要记录小球的运动轨迹，必需重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，要求小球每次从同一高度由静止释放，故C正确；斜槽轨道是否是光滑的，不会影响小球做平抛运动，故D错误。(2)在竖直方向上，依据Δy=2L=gT2得，T==s=0.1s，则照相机的闪光频率f==Hz=10Hz小球平抛运动的初速度，v0==m/s=1.5m/s，B点的竖直分速度vyB==m/s=2.0m/s，依据平行四边形定则知，BvB==m/s=2.5m/s。答案：(1)D(2)101.52.5三、计算题(本题共3小题，共27分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(8分)如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离x=100m，200m/s，子弹从枪口射出的瞬间，目标靶由静止起先释放，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)从子弹由枪口射出起先计时，(2)目标靶由静止起先释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？【解析】(1)子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间击中目标靶，则t= (2分)代入数据得t=0.5s (2分)(2)目标靶做自由落体运动，则h=gt2 (2分)代入数据得h=1.25m (2答案：(1)0.5s(2)1.2512.(9分)如图所示，在距地面80m高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上每隔1s依次放下a、b、c三物体，抛出点a、b与b、c间距分别为45m和55m，分别落在水平地面上的A(1)飞机飞行的加速度大小；(2)刚放下b物体时飞机的速度大小；(3)b、c两物体落地点BC间距离。【解析】(1)飞机水平方向上，由a经b到c做匀加速直线运动，由Δx=aT2 (1分)得，a===10m/s2。 (1分)(2)因位置b对应a到c过程的中间时刻，故有vb==50m/s。 (2分(3)设物体落地时间为t，由h=gt2 (1分)得：t==4s， (1分)B、C间距离为：xBC=xbc+vct-vbt。 (1分)又vc-vb=aT， (1分)得：xBC=xbc+aTt=95m。 (1答案：(1)10m/s2(2)5013.(10分)如图所示，练习雪道由倾斜部分AB段和水平部分BC段组成，其中倾斜雪道的倾角θ=45°，A处离水平地面的高度H=5m。运动员每次练习时在A处都沿水平方向飞出，不计空气阻力。取g=10(1)求运动员在空中运动的最长时间tm。(2)若运动员要落在AB段，求其在A处飞出时的最大速度vm大小。(3)运动员在A处飞出的速度为v，当其落到BC段时，速度方向与竖直方向的夹角为α，试通过计算画出tanα-v图像。【解析】(1)运动员在空中运动的最长时间对应运动员下落的高度H=5m，依据H=gt2 (2分得，tm==s=1s(1分)(2)若运动员落在斜面上，速度最大时恰好落在B点，由于θ=45°，则运动员的水平位移：x=H=5m(1运动员飞出时的最大初速度vm==m/s=5m/s(1分)(3)运动员到达BC段时，下落的时间是1s，则落地时竖直方向的分速度vy=gtm=10×1m/s=10运动员到达BC的过程中水平方向的分速度不变，到达B点的水平方向的分速度为5m/s，所以到达B点时速度方向与竖直方向的夹角满意tanα=== (1分)在BC段：tanα==v (1分)所以画出tanα-v图像如图。 (2分)答案：(1)1s(2)5m【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v-t图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是 ()A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在0～2s内做匀变速曲线运动C.t=0时猴子的速度大小为8D.猴子在0～2s内的加速度大小为4m【解析】选B、D。由题图乙可知，猴子在竖直方向做初速度为8m/s，加速度大小为||m/s2=4m/s2的匀减速运动，水平方向做速度大小为||m/s=4m/s的匀速运动，其合运动为曲线运动，故猴子在0～2s内做匀变速曲线运动，选项A错误，B正确；t=0时猴子的速度大小为v0==4m/s，选项C错误；猴子在0～2s内的加速度大小为4m/s2，选项D15.(5分)在公园里我们常常可以看到大人和小孩都喜爱玩的一种嬉戏——“套圈”，如图所示是“套圈”嬉戏的场景。假设某小孩和大人从同一条竖直线上距离地面的不同高度处分别水平抛出两个小圆环，大人抛出圆环时的高度为小孩抛出圆环高度的倍，结果恰好都套中地面上同一物体。不计空气阻力，则大人和小孩所抛出的圆环 ()A.运动时间之比为9∶4 B.速度改变率之比为4∶9C.水平初速度之比为2∶3 D.落地时速度之比为3∶2【解析】选C。依据t=可知大人和小孩所抛出的圆环运动时间之比为3∶2，选项A错误；速度改变率等于加速度，因为加速度均为g，可知速度改变率之比为1∶1，选项B错误；大人和小孩的水平位移相等，依据v=可知水平初速度之比等于2∶3，选项C正确；依据vy=可知，落地的竖直速度之比为3∶2，则依据v=可知落地时速度之比不等于3∶2，选项D错误；故选C。16.(5分)如图，一同学站在湖边从同一位置先后斜向上抛出两个小石块a、b，运动轨迹如图中所示，a、b达到的最高点距离湖面的高度相同。不计空气阻力，以下推断正确的是 ()A.落到湖面时，b的速度比a的大B.a在空中运动的时间比b长C.在空中运动的过程中，b的加速度比a的大D.a、b在最高点时速度相同【解析】选A。由于b的水平位移大，则b的水平速度大，a、b达到的最高点距离湖面的高度相同，落到湖面上的竖直方向速度相同，所以落到湖面时，b的速度比a的大，故A正确；由于两个小石块上升的最大高度相等，则竖直方向的初速度相同，依据H=vyt-gt2可知运动时间相等，故B错误；在空中运动的过程中，b的加速度和a的加速度相同，均为重力加速度g，故C错误；a、b在最高点时竖直方向速度为零，b的水平位移大，则b速度大，故D错误。17.(8分)如图1，某同学设计了一个探讨平抛运动的试验装置，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调整，在木板上固定一张白纸，该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的试验。A.试验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a，b，c三点，且ab=bc