2024-2025学年新教材高中物理第五章抛体运动单元素养检测练习含解析新人教版必修第二册

PAGE11-单元素养检测(一)(第五章)(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OAB.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.从离地面h高处释放A、B、C三个小球,A球自由下落,B球以速度v水平抛出,C球以速度2v水平抛出,则它们落地时间tA、tB、tC的关系是 ()A.tA<tB<tC B.tA>tB>tCC.tA<tB=tC D.tA=tB=tC【解析】选D。平抛运动物体在空中运动时间仅与高度有关,与水平方向的初速度大小无关,故tB=tC,而平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,所以tA=tB=tC,D正确。4.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种消遣项目。如图所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A、B、C三点。下列说法正确的是 ()A.过山车做匀速运动B.过山车做变速运动C.过山车受到的合力等于零D.过山车经过A、C两点时的速度方向相同【解析】选B。过山车做曲线运动,其速度方向时刻改变,速度是矢量,故过山车的速度是改变的,即过山车做变速运动,A错误,B正确;做变速运动的物体具有加速度,由牛顿其次定律可知物体所受合力肯定不为零,C错误;过山车经过A点时速度方向竖直向上,经过C点时速度方向竖直向下,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,小船在静水中航行速度为10m/s,水流速度为5m/s,为了在最短距离内渡河,则小船船头应当保持的方向为(图中随意两个相邻方向间的夹角均为30°)()A.a方向B.b方向C.c方向 D.d方向【解析】选C。因为水流速度小于船在静水中的速度,则合速度与河岸垂直时,渡河航程最短,最短航程等于河的宽度;因船在静水中速度为10m/s,水流速度为5m/s,设船头与河岸的夹角为θ,则有cosθ=,即θ=60°;则船头与河岸的夹角为60°,且偏向上游,由图可知,选项C正确,A、B、D错误。7.两相同高度的斜面,倾角分别为30°、60°,小球1、2分别由斜面顶端以水平初速度v1、v2抛出(如图所示),两球均恰好落在斜面底端,则两球的 ()A.水平位移之比为2∶1B.位移之比为3∶1C.飞行时间之比为2∶1D.水平初速度之比为3∶1【解析】选D。由题意可知,设竖直高度为h,水平位移之比====3∶1,A错误;位移之比===∶1,B错误;竖直位移相同,时间相同,C错误;依据v=可知,水平初速度之比为3∶1,D正确。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.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=v2B.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。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/s2,那么: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,应运用重垂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,B点的速度vB==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,子弹射出的水平速度v=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,经多长时间子弹击中目标靶?(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分)答案:(1)0.5s(2)1.25m12.(9分)小球以15m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上。取g=10m/s2,tan53°=,求:(1)小球在空中的飞行时间。(2)抛出点距落点的高度。【解析】如图所示。由几何关系知β=90°-37°=53°。 (1分)(1)由图得tanβ==, (3分)得飞行时间t=tanβ=2s。 (2分)(2)高度h=gt2=×10×22m=20m。 (3分)答案:(1)2s(2)20m13.(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=10m/s2。(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分)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=10m/s(1分)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/s(3)见解析【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分速度随时间改变的规律如图所示。关于物体的运动,下列说法正确的是()A.物体做曲线运动B.物体做直线运动C.物体运动的初速度大小是50m/sD.物体运动的初速度大小是10m/s【解析】选A、C。由图线可知物体在x方向做匀速直线运动,合力为零,在y方向物体做匀变速直线运动,合力恒定,所以物体做匀变速曲线运动,A正确,B错误;在t=0时,vx=30m/s,vy=-40m/s,所以v==50m/s,选项C正确,D错误。15.(5分)某同学前、后两次从同一位置水平投出飞镖1和飞镖2到靶盘上,飞镖落到靶盘上的位置如图所示,忽视空气阻力,则两支飞镖在飞行过程中 ()A.加速度a1>a2B.飞行时间t1<t2C.初速度v1=v2 D.角度θ1=θ2【解析】选B。忽视空气阻力,两支飞镖都只受重力,加速度都为g,则a1=a2,故选项A错误;飞镖1下落的高度小,依据h=gt2,t=知,t1<t2,故选项B正确;由于水平位移相等,依据x=v0t,知v1>v2,故选项C错误;依据tanθ=,由于vy1<vy2,v1>v2,则tanθ1>tanθ2,所以θ1>θ2,故选项D错误。16.(5分)(多选)如图所示,从同一竖直线上不同高度A、B两点处,分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球,P为它们运动轨迹的交点。则下列说法正确的是()A.两球在P点肯定具有相同的速率B.若同时抛出,两球不行能在P点相碰C.若同时抛出,落地前两球竖直方向的距离渐渐变大D.若同时抛出,落地前两球之间的距离渐渐变大【解析】选B、D。两球的初速度大小关系未知,在P点,A的竖直分速度大于B的竖直分速度,依据平行四边形定则知,两球在P点的速度大小不肯定相同,故选项A错误;若同时抛出,在P点,A下落的高度大于B下落的高度,则A下落的时间大于B下落的时间,可知两球不行能在P点相碰,故选项B正确;若同时抛出,依据h=gt2知,经过相同的时间下落的高度相同,则竖直方向上的距离保持不变,故选项C错误;若同时抛出,由图可知,下落相同的高度,B的水平位移大于A的水平位移,可知B的初速度大于A的初速度,由于两球在竖直方向上的距离不变,水平距离渐渐变大,则两球之间的距离渐渐变大,故选项D正确。17.(10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,如图2,量出ab长度L=20.00cmB.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调整木板高度,使得钢球正好击中a点,登记此时木板离地面的高度,h1=90.00cmC.让