高考物理总复习专题四曲线运动万有引力与航天第2讲抛体运动练习含答案

知识巩固练1.(2023年揭阳模拟)如图所示，在排球比赛中如果运动员在近网处沿水平方向扣球，若把扣后排球的运动近似看作质点的平抛运动，则下列四种情况中，排球最有可能不过网的是()A.扣球点较高，扣出时排球的速度较大B.扣球点较高，扣出时排球的速度较小C.扣球点较低，扣出时排球的速度较大D.扣球点较低，扣出时排球的速度较小【答案】D【解析】排球的运动近似看作质点的平抛运动，有x＝v0t，y＝12gt2，联立解得x＝v02yg.可知扣球点较低，扣出时排球的速度较小时，排球最有可能不过网.故2.(2023年茂名一模)如图所示，某同学用玩具枪练习射击，用电磁铁吸住一小球作为“靶子”，在玩具枪沿水平方向对着“靶子”射出一球形“子弹”的同时，电磁铁释放“靶子”小球.已知两小球完全相同，空气阻力与速度成正比，则下列说法正确的是()A.只要h足够大，“子弹”一定能击中“靶子”B.由于空气阻力，“子弹”不可能击中“靶子”C.“子弹”和“靶子”运动过程中在一水平线上D.“子弹”落地速度可能小于“靶子”落地速度【答案】C【解析】若“子弹”的初速度较小，落地时的水平位移小于d，则不能击中“靶子”，故A错误.竖直方向上的运动状态和受力情况是完全一样的，因此，竖直方向位移相同，“子弹”和“靶子”运动过程中在一水平线上.并且，只要在条件允许情况下，在相等时间内水平和竖直方向上位移相同就能够击中“靶子”，B错误，C正确；“子弹”由于具有水平方向的一个初速度，因此，落地时不仅有竖直方向上的一个分速度，还有水平方向上的一个初速度，两分速度的合速度肯定大于竖直方向上的分速度，而“子弹”和“靶子”在竖直方向上的运动状态相同，即“子弹”落地速度肯定大于“靶子”落地速度，D错误.3.(多选)如图，将两个小球由等高的A、B两点分别以vA、vB的速度沿水平方向同时抛出，经过一段时间，两小球均落在水平面上的C点，且连线AC与BC刚好垂直，∠CAB＝37°.已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则下列选项正确的是()A.由B点抛出的小球先落在水平地面上B.两小球同时落地C.vA∶vB＝16∶9D.vA∶vB＝4∶1【答案】BC【解析】两个小球做平抛运动，在竖直方向上，位移相同，根据h＝12gt2可知两小球在空中运动的时间相等，即两小球同时落地，B正确，A错误；根据几何关系知，两个小球的水平位移之比为xA∶xB＝htan37°∶htan53°＝16∶9，根据x＝v0t可知两个小球的初速度之比为vA∶vB＝16∶4.(多选)在一次海上消防救援过程中，消防船启动了多个喷水口进行灭火.喷水口所处高度和口径都相同，出水轨迹如图甲所示.其中两支喷水枪喷出的水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A.水A在空中运动时间较长B.水A在最高点的速度较大C.水落到海面时A的速度比B的速度小D.相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多【答案】BD【解析】因为两支喷水枪喷出的水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，根据竖直上抛运动的对称性，可知水A、B在空中运动时间相等，A错误；因为水A、B最高点高度相同，所以他们下落时间相等，又因为A的水平位移大，故水A在最高点的速度较大，故B正确；因为水A、B最高点高度相同，从最高点到落到海面过程由动能定理知mgh＝12mv2-12mv02，所以水落到海面时的速度为v＝v02+2gh，又因为A在最高点的速度较大，所以水落到海面时A的速度比B的速度大，C错误；因为不计空气阻力，所以水枪喷出水后水的机械能守恒，因为A综合提升练5.(多选)如图所示，宽为L＝0.6m的竖直障碍物中间有一间距d＝0.6m的矩形孔，其下边缘离地高h＝0.8m，与障碍物相距s＝1.0m处有一小球以v0＝5m/s的初速度水平向右抛出.空气阻力忽略不计，g取10m/s2.为使小球能无碰撞地穿过该孔，小球离水平地面的高度H可以为()A.1.5m B.1.4mC.1.3m D.1.2m【答案】AB【解析】若小球恰能从小孔的左边缘上边射入小孔，则s＝v0t1，H-d-h＝12gt12，联立解得H＝1.6m；若小球恰能从小孔的右边缘下边射出小孔，则s+L＝v0t2，H-h＝12gt22，联立解得H＝1.312m.则能够使小球无碰撞地穿过该孔，小球离水平地面的高度H应满足1.6m≥H≥6.(2023年广州一中模拟)(多选)如图所示，v0＝6m/s的速度水平抛出的小球，飞行一段时间，垂直地撞在倾角θ＝37°的斜面上.g取10m/s2，则()A.增大v0将使飞行时间变长B.物体飞行的时间是0.8sC.物体的位移大小为4.8mD.物体擅击斜面时的速度大小为10m/s【答案】BD【解析】增大v0，小球在斜面上的落点将上移，竖直方向位移变小，由h＝12gt2可知，飞行时间变短，A错误；根据题意可知，小球垂直撞在斜面上，小球的速度方向如图所示.由几何关系可知，速度与水平方向的夹角为α＝90°-θ＝53°，根据平抛运动规律，水平方向上vx＝v0，竖直方向上vy＝gt，又有tanα＝vyvx，整理得tan53°＝gtv0，解得t＝0.8s，故B正确；由公式h＝12gt2可得，物体下降的距离是h＝12×10×(0.8)2m＝3.2m，水平方向位移为s＝v0t＝4.8m，位移为x＝h2+s2＝8135m，C错误；物体的竖直分速度为vy＝gt＝87.如图甲所示为运动员跳台滑雪运动瞬间，运动示意图如图乙所示，运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，运动轨迹上的E点的速度方向与轨道CD平行，设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1与t2，(忽略空气阻力，运动员可视为质点)，下列说法正确的是()A.t1＜t2B.t1＞t2C.若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上的速度方向不变D.若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上距C的距离也加倍【答案】C【解析】以C点为原点，以CD为x轴，以CD垂直向上方向为y轴，建立坐标系如图.对运动员的运动进行分解，y轴方向做类竖直上拋运动，x轴方向做匀加速直线运动.当运动员速度方向与轨道平行时，在y轴方向上到达最高点，根据竖直上拋运动的对称性，知t1＝t2，A、B错误；将初速度沿x、y方向分解为v1、v2，将加速度沿x、y方向分解为a1、a2，则运动员的运动时间为t＝2v2a2，落在斜面上的距离s＝v1t+12a1t2，离开C点速度加倍，则v1、v2加倍，t加倍，由位移公式得s不是加倍关系，D错误；设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为α，斜面的倾角为θ，则有tanα＝vyv0，tanθ＝yx＝vy2tv0t8.(多选)如图所示，从半径为R＝1m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4s，小球落到半圆上，g取10m/s2，则小球的初速度v0可能为()A.1m/s B.2m/sC.3m/s D.4m/s【答案】AD【解析】由于小球经0.4s落到半圆上，下落的高度h＝12gt2＝0.8m，位置可能有两处，如图所示.第一种可能：小球落在半圆左侧v0t＝R-R2-h2＝0.4m，v0＝1m/s.第二种可能：小球落在半圆右侧v0t＝R+R2-h2＝1.6m，v0＝49.如图所示，小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球，出手时篮球的高度相同，最终都垂直击中篮板上的同一点.不考虑篮球旋转且不计空气阻力，下列说法正确的是()A.在a处投掷时，篮球从出手到击中篮筐的时间更长B.在b处投掷时，篮球击中篮筐的速度更大C.在a处和b处投掷篮球过程中，人对篮球做的功相同D.在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中，篮球的动量变化量相同【答案】D【解析】将篮球的运动反过来看即为平抛运动，平抛运动的时间只取决于高度，由于高度相同，则两次球的运动时间相同，A错误；由于b处离篮筐更近，即平抛运动的水平位移更小，由于运动时间相同，则水平速度在b处的更小，即在b处投掷时，篮球击中篮筐的速度更小，B错误；将篮球的运动反过来看即为平抛运动，则篮球抛出时竖直方向的速度相等，但水平速度不相同，所以篮球出手时的速度大小不同，即篮球出手时的动能不同，由能量守恒可知，在a处和b处投掷篮球过程中，人对篮球做的功不相同，C错误；由动量定理可知，在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中，篮球的动量变化量为Δp＝mgt，则两次球的动量变化相同，D正确.10.(2023年杭州一模)现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车.如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中.已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，g取10m/s2，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户.则()A.地面对消防车的作用力方向竖直向上B.水炮炮口的水流速度为10m/sC.水泵对水做功的功率约为3.8×104WD.若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N【答案】C【解析