1、江苏省苏州高新区第一中学2020-2021学年度高一物理单元测试第五章抛体运动一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）1. 关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是()A. 物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B. 物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C. 做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用D. 物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变2. 如图所示，质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是( ) A. B. C. D. 3. 某同学进行篮球训练，如图所示，将篮球从同一位置斜向上
2、抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A. 篮球撞墙的速度，第一次较大B. 篮球在空中运动的加速度第一次较大C. 从抛出到撞墙，第一次篮球在空中运动的时间较长D. 抛出时的速度，第一次一定比第二次大4. 如下图所示，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是()A. 小球a、b抛出时的初速度大小之比为21B. 小球a、b到达斜面底端时的位移之比为21C. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为11D. 小球a、b到达斜面底端时的速度大小之比为215. 物体在直角坐标系x
3、Oy所在平面内由O点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图象如图所示，则对该物体运动过程的描述正确的是()A. 物体在03s做匀变速直线运动B. 物体在03s做匀变速曲线运动C. 物体在34s做变加速直线运动D. 物体在34s做匀变速曲线运动6. 如下图所示，倾角=30的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1，同时在底端A正上方与B点等高度处C水平向右抛出小球2，小球1、2同时落在P点，P点为斜边AB的中点，则()A. 小球2一定垂直撞在斜面上B. 小球1、2的初速度大小可以不相等C. 小球1落在P点时速度方向与斜面的夹角为30D. 改变小球1的初速度，小球1落在斜面上的速度方向
4、都平行7. 关于图中的情景，下列说法正确的是()A. 图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的B. 图乙中，两个影子在x、y轴上的运动就是物体的两个分运动C. 图丙中，无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A球都先落地D. 图丁中，做变速圆周运动的物体所受的合外力F沿半径方向的分力大于所需要的向心力8. 如图所示，可视为质点的小球，位于半径为R的半圆柱体左端点的正上方，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切，且该切点与圆心连线与水平线的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，则初速度为A. 2gRtan(1+cos)B. gRtan(1+cos)C
5、. gRtan(1+sin)D. 2gRtan(1+sin)9. 物块B套在倾斜杆上，并用轻绳与物块A相连，今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是()A. 物块A的速度先变大后变小B. 绳上的拉力先大于物体A的重力，再小于物体A的重力C. 物块A先处于超重状态再处于失重状态D. 物块A始终处于超重状态10. 如图所示，一小球在光滑的水平面上以速度v0向右运动，运动中要穿过一段有水平向北的风带ab，经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力，其余区域无风力，则小球过风带及过后的轨迹正确的是()A. B. C. D. 11. 如图所示
6、，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是()A. a、b不可能同时分别落在半圆轨道和斜面上B. a球一定先落在半圆轨道上C. a球可能先落在半圆轨道上D. b球一定先落在斜面上12. 如图所示，沿光滑竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B，细绳与竖直杆间的夹角为，则以下说法正确的是()A. 物体B向右匀速运动B. 物体B向右匀加速运动C. 细绳对B的拉力逐渐变大D. 细绳对A的拉力逐渐变小13. 如图为甲乙两位
7、同学某次做投掷游戏的示意图，固定的斜面体ABC底边长为L，斜面上固定一光滑圆管，甲同学在P点将小球a以速度V1水平向右抛出，小球做平抛运动运动落到B点；乙同学也从p点将小球b以水平速度V2水平向右抛出，刚好从管口无碰撞的进入圆管运动至C，小球ab体积很小可视为质点，关于两小球的运动，下列选项正确是( )A. 两小球运动至地面时间满足t1：t2=1:1B. 两小球运动至地面时间满足t1：t2=1：2C. 两小球速度满足V1：V2=1:2D. 两小球速度满足V1：V2=1:314. 如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说
8、法正确的是()A. 小球水平抛出时的初速度大小为gttanB. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为/2C. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D. 若小球初速度增大，则减小二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）15. 在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如下图所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向
9、远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A，B间距离y1=5.02cm，B、C间距离y2=14.82cm，请回答以下问题：(g=9.80m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_(2)每次把木板移动相同的水平距离，原因是：_(3)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为0=_.(用题中所给字母表示)(4)小球初速度的值为0=_m/s16. 某探究实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究平抛运动。(1)首先采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下
10、落，将观察到两球_(选填“同时”或“不同时”)落地。改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍能观察到相同的现象，这说明_。A.做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动B.做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动C.能同时说明选项A、B所述的规律(2)采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末
11、端射出。P球将_(选填“能”或“不能”)击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_。A.做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动B.做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动C.不能说明选项A、B所描述规律中的任何一条三、计算题（本大题共3小题，共40.0分）17. 如下图所示，某电视台娱乐节目，要求选手要从较高的平台上以水平速度跃出后落在水平传送带上，已知平台与传送带之间的高度差H=1.8m，水池宽度s0=1.2m，传送带AB的长度L0=20.85m，由于传送带足够粗糙，假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过t=0.5s的反应时间后，立刻以a=2
12、m/s2，方向向右的加速度跑至传送带最右端(1)若传送带静止，选手以0=3m/s的水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间(2)若传送带以u=1m/s的恒定速度向左运动，选手若要能到达传送带右端，则从平台上跃出的水平速度1至少多大(3)在第(2)问的条件下，如果选手以1的最小速度跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间18. 如图所示，排球场总长18m，网高2.25m。某次，排球刚好在3m线正上方被运动员水平击出，不计空气作用力，认为排球做平抛运动。(1)若击球的高度h=2.5m，球被击出时的水平初速度与底线垂直，要求球能落在对方场地内，初速度大小应在什么范围内？(2)若
13、击球点仍在3m线正上方，球被击出时的水平初速度与底线垂直，击球点高度h满足一定条件时，无论水平初速度多大球都不能落在对方场地内，试求h满足的条件。(3)若球被击出时，水平速度可不与底线垂直，题(2)的结论还成立吗？19. 如图，质量为M=2kg、长度L=8m、高度H=1.25m的木箱，静止放在水平地面上，在木箱的最右端放置质量为m=2kg的小物块(可视为质点)，物块和木箱上表面间的动摩擦因数为1=0.2，地面和木箱间接触面是光滑的，现在对木箱施加一水平向右恒定的拉力F拉动木箱，重力加速度为10m/s2问：(1)水平拉力F至少多大时，才能使物块和木箱发生相对滑动；(2)若所加水平力F=10N，经
14、过多长时间物块和木箱分离；(3)保持力F=10N不变的情况下，求小物块落到地面上时，与木箱尾部之间的距离。答案和解析1.【答案】C【解答】A.物体在垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变，在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不能一直不变。故A错误；B.物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，而不是加速度方向，故B错误；C.曲线运动的物体的条件，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，故C正确；D.物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，只需要保证合力始终与速度方向垂直，故D错误。故选C。2.【答案】C【解答】图中速度方向正确，加速度方向应该直线曲
15、线的内侧，故错误；图中速度方向是切线方向，加速度方向指向曲线的内侧，故正确；图中速度方向是切线方向，加速度方向指向曲线的内侧，故正确；图中速度方向不是切线方向，加速度方向也没有指向曲线内侧，故错误。故选C。3.【答案】C【解答】由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动加速度都为，在竖直方向上：h=12gt2，因为h1h2，则t1t2，因为水平位移相等，根据x=v0t知，撞墙的速度即第二次撞墙的速度大，故AB错误，C正确；D.根据平行四边形定则知，抛出时的速度v=v02+2gh，第一次的水平初速度小，而上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小，故D错误；故选
16、C。4.【答案】C【解答】A.根据h=12gt2，得t=2hg，则时间之比为21，根据v0=xt可知，初速度之比为21，故A错误；B.因为两小球下落的高度之比为21，水平位移之比为21，所以小球a、b到达斜面底端时的位移之比为21，故B错误；C.小球落在斜面上，速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向的夹角相等，则速度与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，故C正确；D.由竖直方向上做自由落体运动，有vay=2vby，合速度v合=vx2+vy2，故到达斜面底端时速度大小之比为2：1，D错误。故选C。5.【答案】B【解答】AB.物体在
17、03s内，x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，所以合初速度与加速度不共线，物体的轨迹为曲线，且加速度恒定，所以是匀变速曲线运动，故A错误；B正确；CD.物体在34s内两个方向的分运动都是匀减速运动，在3s末，合速度v与水平方向夹角为37，ax=4m/s2，ay=3m/s2，合加速度方向与水平方向成37角且与速度方向相反，则做匀减速直线运动，故CD错误。故选B。6.【答案】D【解答】AB.两个小球同时做平抛运动，又同时落在P点，说明运动时间相同，水平位移大小相等，由x=v0t知初速度相等，小球1落在斜面上时，有tan=12gt2v0t=gt2v0，小球2落在斜面上的速度与竖直方向的
18、夹角正切tan=v0gt=12tan，所以小球2没有垂直撞在斜面上，故AB错误；C.小球1落在P点时速度与水平方向的夹角正切tan=gtv0=2tan=2333，60，所以小球1落在P点时速度与斜面的夹角小于30，故C错误；D.根据tan=2tan知，小球1落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角相同，相互平行，故D正确。故选D。7.【答案】B【解答】A.有些火星的轨迹不是直线，是由于受到重力、互相的撞击等作用导致的，故A错误；B.两个影子在x，y轴上的运动就是物体的两个分运动，故B正确；C.平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A、B两球总是同时落地，故C错误
19、；D.做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D错误。故选B。8.【答案】B【解答】飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，知速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有：tan=tan2因为tan=yx=yR+Rcos;又vy2=2gytan=vyv0联立以上各式解得：v0=gRtan(1+cos)故选B。9.【答案】D【解答】A.将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图：根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为可知在增大到90的过程中，A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B到达P点时，B与滑轮之间的距离最短，=90，A的速度等于0，随后A向上
20、运动，且速度增大。所以在B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，A的速度先向下减小，然后向上增大，故A错误；BCD.物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A始终处于超重状态，绳上的拉力始终大于物体A的重力，故D正确，BC错误。故选D。10.【答案】B【解答】小球在光滑的水平面上以v0向右运动，给小球一个向北的水平恒力，根据曲线运动条件，结合运动轨迹偏向加速度的方向，故B正确，ACD错误。故选B。11.【答案】C【解答】将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示，交点为A，初速度合适，可知小球做平抛运动落在A点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上；若初速度不适中
21、，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上，故ABD错误，故C正确。故选C。12.【答案】D【解析】解：AB、将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，由绳子速率v绳=vcos，而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率vB=v绳=vcos.因减小，则B物体变加速运动，故AB错误，CD、对B受力分析，重力、拉力、支持力，当减小，B做变加速运动的加速度减小，则对B拉力减小，再由牛顿第三定律可知绳子对A的拉力也减小；故C错误D正确；物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于物体B的速率，将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解B
22、的速率，再讨论B的运动情况本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出这样错误的结果：将绳的速度分解，如图得到 v=v绳sin。13.【答案】D【解答】AB.设P点离地面高度为h，斜面倾角为，小球b刚好从管口无碰撞的进入圆管，则小球b运动至A点的速度方向与AC平行，其速度的反向延长线交水平线PE于E点，如图所示：根据平抛运动推论可知，PE是小球b从P到A过程中水平距离的一半，则有：，小球a运动至地面的时间为：t1=2hg小球b到达A点的时间：，到达A点的竖直分速度：vy=gtb=23gh，由题意知：，解得：v2=3gL22h根据机械能守恒知，小球b到达A点的速率：，到达地面的速率为：v=v22+
23、2gh=3L2+4h2g2h小球b从A到C做匀加速直线运动，加速度大小为a=gsin，则小球b从A到C的时间为：小球b运动至地面的时间：t2=tb+tb，不可能求出两小球运动至地面的时间的确定比值，故AB错误；CD.小球a的初速度：v1=Lt1=Lg2h=gL22h，小球b的初速度：v2=3gL22h，所以：v1:v2=1:3，故C错误，D正确。故选D。14.【答案】D【解答】A.根据速度时间公式得，vy=gt，结合平行四边形定则知，tan=vyv0，解得平抛运动的初速度v0=gttan，故A错误；B.t时间内位移与水平方向夹角的正切值tan=12gt2v0t=gt2v0=12tan，可知位移
24、与水平方向的夹角不等于2，故B错误；C.根据t=2hg知，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，故C错误；D.根据tan=vyv0=2ghv0知，初速度增大，减小，故D正确。故选D。15.【答案】(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；(2)因为小球水平方向做匀速直线运动；(3)xgy2y1；(4)1.00。【解答】(1)为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；(2)因为小球水平方向做匀速直线运动，由x=v0t知，若x相同，则时间t相等；(3)在竖直方向上：y=y2y1=gt2，水平方向上：x=v0t联立方程解得：v0=
25、xgy2y1；(4)根据：v0=xgy2y1代入数据解得v0=1.00m/s。16.【答案】(1)同时；A；(2)能； B。【解答】(1)首先采用题图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，将观察到两球同时落地；改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍能观察到相同的现象，这说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，故选A；(2)采用题图乙所示的装置，小铁球同时以相同的初速度分别从轨道M、N的末端射出，P球将能击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，故选B。
26、故答案为：(1)同时；A；(2)能； B。17.【答案】解：(1)根据H=12gt12得，平抛运动的时间t1=2Hg=0.6s水平位移x1=0t1=30.6m=1.8m在传送带上匀加速直线运动的位移x2=L0(x1s0)=20.85m0.6m=20.25m根据x2=12at22得t2=4.5s贝t=t1+t2+t=(0.6+4.5+0.5)s=5.6s；(2)选手落在传送带上在反应时间内向左的位移x3=ut=10.5m=0.5m向左做匀减速直线运动的位移x4=u22a=122m=0.25m则平抛运动的最小水平位移x=x3+x4+s0=(0.5+0.25+1.2)m=1.95m则平抛运动的最小速
27、度1=xt1=1.950.6m/s=3.25m/s；(3)向左匀减速运动的时间t3=ua=12s=0.5s向右做匀加速运动的时间t4=2L0a=220.852s4.57s从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间t=t1+t+t3+t4=(0.6+0.5+0.5+4.57)s=6.17s。答案：(1)从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间为5.6s；(2)从平台上跃出的水平速度3.25m/s；(3)从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间6.17s。18.【答案】(1)球恰好触网时，h2.25=12gt12，x=v1t1，v1=65m/s；球恰好出底线时，h=12gt22，x=v2t2，v2=122m/s
28、。所以65m/sv0122m/s。(2)y=12gt2，x=v0t，得y=gx22v02，若恰好过网又刚好出底线，y1y2=x1x22，即y2.25y=3122，可得y=2.4m，应满足。(3)若球被击出时的水平速度不一定与底线垂直，对应有三种情况，俯视图如下，若球恰好过网又恰好出底线(或底线的延长线)，则y1y2=x1x22=x1x22=x1x2，其中出底线延长线时，一定出了边线，题(2)的结论仍成立。19.【答案】解：(1)小物块受到水平向右的静摩擦力，当静摩擦力等于滑动摩擦力时，其加速度最大为：a=mgm=1g=2m/s2所以使物块和木箱发生相对滑动时，水平拉力F的最小值为：Fmin=M
29、+ma=2+22N=8N(2)设经过t时间物块和木箱分离，则t时间内小物块的位移为：x=12at2若所加水平力F=10N，由牛顿第二定律对木箱：F1mg=Ma所以木箱的加速度为：a=F1mgM=100.22102m/s2=3m/s2木箱的位移为：x=12at2当物块和木箱分离时：xx=8m联立以上各式解得：t=4s(3)物块和木箱分离后，木块做平抛运动，由H=12gt2得：t=2Hg=21.2510s=0.5s木块平抛时的水平初速度为v1=at=42m/s=8m/s木块的水平位移x1=v1t=80.5m=4m物块和木箱分离后，木箱做匀加速直线运动，分离时的速度为：v2=at=43m/s=12m/s物块和木箱分离后木箱的加速度为：a2=FM=102m/s2=5m/s2木块的水平位移为：x2=v2t+12a2t2=120.5+1250.52m=6.625m所以小物块落到地面上时，与木箱尾部之间的距离为：x=x2x1=6.625m4m=2.625m答：(1)水平拉力F=8N时，才能使物块和木箱发生相对滑动；(2)若所加水平力F=10N，经过4s时间物块和木箱分离；(3)保持力F=10N不变的情况下，小物块落到地面上时，与木箱尾部之间的距离为2.625m。第17页，共18页
