通用版带答案高中物理必修二第五章抛体运动微公式版专项训练.pdf

1 通用版带答案高中物理必修二第五章抛体运动微公式版专项训练通用版带答案高中物理必修二第五章抛体运动微公式版专项训练 单选题 1、如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A 球沿水平方向飞出，同时 B 球被松开，竖直向下运动。用频闪照相的方法研究 A、B 两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为（）AA 小球在水平方向做匀速运动 BA 小球在水平方向做匀加速运动 CA 小球在竖直方向做匀速运动 DA 小球在竖直方向做匀加速运动 答案：A AB相邻竖直线之间的距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，即 A 小球在水平方向做匀速运动，A 正确，B 错误；CD由图可知竖直方向上位移越来越大，只能说明在竖直方向上 A 小球做加速运动，不能确定是否为匀加速运动，CD 错误。2 故选 A。2、如图所示，两小球 A、B 分别从距地面高度h、H处以速度vA、vB水平抛出，均落在水平面上CD间的P。已知H=2h，PD=2PC，它们在空中运动的时间分别为tA、tB。不计空气阻力，下列说法正确的是（）AA:B=2:1BA:B=1:2 CA:B=1:2DA:B=1:2 答案：C 根据平抛运动规律 x=v0t，=122 解得 =2，0=2 可知 A:B=1:2，A:B=1:2 故选 C。3、一根长为L的杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球 A，靠在一个质量为M，高为h的物块上，如图所示，若物块与地面摩擦不计，试求当物块以速度v向右运动时，小球 A 的线速度A（此时杆与水平方向夹角为）为（）3 Acos2Bsin2CsinDcos 答案：B 将B点的速度分解如图所示 根据运动的合成与分解可知，接触点B的实际运动为合运动，可将B点运动的速度vB沿垂直于杆和沿杆的方向分解成v2和v1，其中 v2vBsinvsin v2为B点做圆周运动的线速度。v1vBcos v1为B点沿杆运动的速度。当杆与水平方向夹角为 时 =sin 由于B点的线速度为 v2vsinOB 所以 4 =sin=sin2 由于A、B在同一杆上绕O点做圆周运动，故A、B绕O做圆周运动的角速度相同；所以A的线速=sin2 A、C、D 错误，B 正确；故选 B。4、2019 年 10 月 28 日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则天王星与太阳的距离为（）A2023R0B 202R0 C0223R0D 022R0 答案：A 由开普勒第三定律可知 32=0302 所以 =20230 故选 A。5、有关运动的合成，下列说法中正确的是（）A合运动的速度大小一定大于分运动速度大小 B分运动为两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 C两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 D若合运动为曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动 5 答案：C A合运动的速度是分运动速度的矢量和，既可能比分运动速度大，也可能比分运动速度小，故 A 错误；B两个匀变速直线运动的合成，若合初速度与合加速度共线，则合运动是匀变速直线运动；若合初速度与合加速度不共线，则合运动是匀变速曲线运动，选项 B 错误；C两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，因为合速度不为零而加速度为零，故选项 C 正确；D合运动是曲线运动是因为合速度与合加速度不共线，两个分运动可以都是直线运动，故 D 错误。故选 C。6、如图所示，河宽为d，汽艇在静水中航行速度大小为v1，水流速度大小为v2，若汽艇始终向着与河岸垂直的方向航行，则汽艇渡河的最短时间是（）A1+2B12 C1D2 答案：C 当船头垂直河岸过河时，船过河时间最短，即 t=1 故选 C。7、在动力学中，物体的运动情况一般由物体所受合力F与物体的初速度v0两个因素共同决定；曲线运动与直线运动具有不同的特点，但又具有一定的联系。如图所示，一块橡皮用不可伸长的细线悬挂于O点，用铅笔靠着细线的左侧从O点开始水平向右匀速移动，运动过程中始终保持悬线竖直。在铅笔向右匀速移动过程中，橡皮6 运动的速度（）A大小和方向均不变 B大小不变，方向改变 C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变 答案：A 橡皮在水平方向的分运动与铅笔的移动相同，即橡皮水平方向做匀速运动，橡皮在竖直方向的运动为绳的运动，也是匀速运动，根据合运动与分运动的关系，两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，即橡皮运动的速度大小和方向均不变。故选 A。8、运动员在体育场上奋力抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知B点为铅球运动的最高点，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A从A点到D点加速度与速度的夹角一直减小 BA点的加速度与速度的夹角小于 90 CA点的加速度比D点的加速度大 D从A点到D点加速度与速度的夹角先增大后减小 答案：A 7 B由题意得，物体在A点仅受重力，重力方向向下，而速度的方向向左上方，A点的加速度与速度的夹角大于90，故 B 错误；C物体仅受重力，因此合外力不变，加速度也不变，因此A点加速度与D点加速度相同，故 C 错误；AD由于物体仅受重力，重力方向竖直向下，加速度方向竖直向下，由题图可知由A到B速度的方向从斜向左上变为水平向左，从B到D速度的方向从水平向左变为斜向左下，因此加速度与速度方向夹角一直减小，故 A正确，D 错误。故选 A。9、如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为 3h，其左边缘a点比右边缘b点高 0.5h。坑内最低点c与a的水平距离和高度差均为h，不计空气阻力，人与摩托车可视为质点。则落在c点与落在b点时的速率之比为（）A12B23C34D45 答案：A 设摩托车与人平抛的初速度大小为1时落在c点，竖直方向上，由=1212可得 1=2 水平方向上，由=11可得 1=1=2 则在c点时速率=12+2=52 8 设摩托车与人平抛的初速度大小为2时落在b点，同理有 12=1222，3=22 则在b点时速率=22+=10 则落在c点与落在b点时的速率之比为=12 故选 A。10、一质量为m的小球被发射到空中，运动中小球受到方向水平向左、大小为F的恒力作用。忽略空气阻力，重力加速度为g。为了使小球能重新回到发射点，发射速度方向与水平向右方向的夹角 应该满足（）AsinBcos CtanDtan 答案：C 小球在水平方向向右做匀减速运动，然后反向加速；竖直方向向上先做匀减速运动，后向下加速，若能回到出发点，则水平方向 2vcosatt 竖直方向 2vsingt 解得 tan 故 ABD 错误，C 正确。9 故选 C。11、一个物体在 3 个恒力的作用下做匀速直线运动，现撤去其中两个力，保持第三个力大小和方向均不变。关于该物体此后的运动，下列说法正确的是（）A不可能做圆周运动 B可能做圆周运动 C可能继续做匀速直线运动 D一定做匀速直线运动 答案：A 根据题述，物体在三个恒力作用下做匀速直线运动，说明物体受力平衡。现撤去其中两个力，保持第三个力的大小和方向不变，则该物体做匀变速直线运动或匀变速曲线运动，不可能做圆周运动，也不可能做匀速直线运动。故选 A。12、标枪比赛中，某选手进行了三次投掷，标枪的出手位置和离开手时的速度大小相等、方向略有不同。如标枪在空中仅受重力作用且可看成质点。下列说法正确的是（）A三次投掷，标枪的水平位移都相等 B三次投掷，标枪的运动时间都相等 C如忽略运动员投掷标枪时出手点离地高度，当投掷方向与水平方向等于37角时水平位移最大 D如忽略运动员投掷标枪时出手点离地高度，当投掷方向与水平方向等于45角时水平位移最大 答案：D AB根据竖直方向=0sin 则上升的运动的时间为 10 0=上 根据运动的对称性可知，运动的总时间为 =2上=20sin 0相等，不同，则时间不相等，由水平位移 =(0cos)可知水平位移不相等，故 A、B 错误；CD运动的水平位移为 =(0cos)解得 =02sin2 由上述分析可知 =45 时，sin2最大，则落地点和抛出点间的水平距离最大，故 C 错误，D 正确。故选 D。13、以 6m/s 的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，取g=10m/s2。则小球回到抛出点的速度大小和上升的最大高度分别为（）A0，1.8mB0，3.6mC6m/s，1.8mD6m/s，3.6m 答案：C 竖直上抛运动具有对称性，在相同高度时，小球回到抛出点的速度大小与抛出时的初速度的大小相等为 6m/s；由竖直上抛运动公式，可得小球上升的最大高度为 11 =0 022=622 10m=1.8m 故选 C。14、一人骑自行车向东行驶，当车速为 4m/s 时，他感到风从正南方向吹来，当车速增加到 7m/s 时，他感到风从东南方向（东偏南 45）吹来。假设风速的方向和大小恒定，则风对地的速度大小为（）A7m/sB6m/sC5m/sD4m/s 答案：C 当车速为 4m/s 时，人感到风从正南方向吹来，画出矢量图如图（a）所示，故风对地的速度大小沿行驶方向的分速度为 4m/s，当车速增加到 7m/s 时，他感到风从东南方向（东偏南 45）吹来，画出矢量图如图（b）所示，可知，风对地的速度大小沿着垂直行驶方向的分速度大小为 3m/s，因此风对地的速度大小为 5m/s。故选 C。15、2021 年夏天暴雨灾害频发。若雨滴（可视为球形、密度一定）在空中下落时受到的空气阻力为=22，是常量，为雨滴半径，为雨滴速度。所有雨滴从同一足够高的高度由静止下落，无风时最终匀速落到地面上。重力加速度为，落地过程雨滴保持球形不变，下列说法正确的是（）A无风时，雨滴落到地面时的速度与雨滴质量成正比 B无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度可能相等 C刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不会改变 D刮水平风时，雨滴落地速率与无风时相等 答案：C 12 A雨滴落地前匀速下落，则 22=其中 =433 解得 =43343 16 A 错误；B落地前匀速下落，由 22=其中 =433 解得 =43 可知无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度不相等，B 错误；C刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不受水平风力的影响，则落地的竖直速度不会改变，C 正确；D刮水平风时，雨滴落地水平速度要改变，竖直速度不变，则落地的速率与无风时不相等，D 错误。故选 C。多选题 16、2022 年冬奥会将在北京举行，滑雪是冬奥会的比赛项目之一、如图所示，某运动员（可视为质点）从雪坡13 上先后以初速度之比1:2=3:4，沿水平方向飞出，均落在雪坡上，不计空气阻力，则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中（）A运动员先后落在雪坡上的速度方向不相同 B运动员先后在空中飞行的时间之比为 3：4 C运动员先后落到雪坡上的速度之比为 3：4 D运动员先后下落的高度之比为 3：4 答案：BC A设平抛的水平位移为，竖直位移为，由于雪坡倾角等于位移与水平方向的夹角，则=tan 运动员做平抛运动，则有 =0 =122 则有 tan=20 因为落在雪坡上时，设速度与水平方向夹角为，则有 tan=0=0=2tan 即速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角的正切值的二倍，两次平抛均落在雪坡上，故两次速14 度与水平方向的夹角相同，即运动员先后落在雪坡上的速度方向相同，故 A 错误；B运动员做平抛运动，在空中飞行的时间为 =20tan 可知在空中飞行的时间与初速度成正比，初速度之比 1:2=3:4 则运动时间之比为 1:2=3:4 故 B 正确；C落到雪坡上的速度为 =0cos 可知末速度与初速度成正比，运动员先后落到雪坡上的速度之比为 3：4，故 C 正确；D运动员下落的高度为 =122 可知下落的高度与在空中飞行的时间的平方成正比，运动员先后下落的高度之比为9:16，故 D 错误；故选 BC。17、假设一只小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后 10min 到达对岸下游 120m 处；若船头保持与河岸成 角向上游航行，出发后 12.5min 到达正对岸，两次渡河时小船相对于静水的速度大小相同。以下说法正确的是（）15 A水流的速度大小为 0.2m/s B船头与河岸间的夹角 为 60 C小船在静水中的速度大小为 0.6m/s D河的宽度为 200m 答案：AD A船头垂直对岸方向航行时，如图甲所示，由xv2t1，得水流的速度大小为 v21120600m/s0.2m/s 故 A 正确；BCD船头保持与河岸成 角向上游航行时，如图乙所示 v2v1cos dv1sin t2 由图甲可得 dv1t1 联立解得 sin45 船头与河岸间的夹角不是 60 v10.33m/s d200 m 故 BC 错误，D 正确。16 故选 AD。18、两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度分别为va、vb，从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb，则（）AvavbBvatbDtaha，xaxb 可知 tavb 17 故选 AD。19、关于平抛运动，下列说法中正确的是（）A飞行时间由初速度和高度共同决定 B水平位移由初速度和高度共同决定 C速度和加速度都时刻变化 D平抛运动是匀变速曲线运动 答案：BD A竖直方向上，根据 =122 可知飞行时间由高度决定，A 错误；B在水平方向上 =0 而时间是由下落的高度决定，因此水平位移由初速度和高度共同决定，B 正确；CD平抛运动的物体，只受重力作用，虽然速度时刻变化，但加速度恒定不变，因此平抛运动是匀变速曲线运动，C 错误，D 正确。故选 BD。20、如图所示，某同学为了探究物体平抛运动的规律，用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板水平抛出。O与A在同一水平线上，小球的水平初速度分别是1、2、3，从抛出到打在挡板上所用的时间分别是1、2、3，打在挡板上的位置分别是B、C、D，:=1:1:1，下列关于1、2、3，1、2、3之间关系的说法中正确的是（）18 A1:2:3=1:2:3 B1:2:3=1:2:3 C1:2:3=3:2:1 D1:2:3=6:3:2 答案：AD AB小球在竖直方向做自由落体运动，根据 =122 可得 =2 结合:=1:1:1 可得 1:2:3=1:2:3 故 A 正确，B 错误；CD水平方向位移相等，根据 =0 19 结合 1:2:3=1:2:3 可得 1:2:3=6:3:2 故 D 正确，C 错误。故选 AD。21、民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的马上，弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为1，运动员静止时射出的箭速度为2，跑道离固定目标的最近距离为d。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则（）A运动员放箭处离目标的距离为21 B运动员放箭处离目标的距离为12+222 C箭射到固定目标的最短时间为2 D箭射到固定目标的最短时间为2212 答案：BC CD箭射到固定目标，在垂直跑道方向的位移为d，而箭在垂直跑道方向的最大速度为v2，因此箭射到固定目标的最短时间为2，此时v2垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目标，故 C 正确，D 错误；AB当箭射到固定目标时，沿跑道方向位移 20 =1=12 因此运动员放箭处离目标的距离为 2+2=2+(12)2=12+222 故 A 错误，B 正确。故选 BC。22、如图所示，一质量m1kg 的质点在力F与重力作用下运动，在竖直平面直角坐标系内的坐标与时间关系为x4t，=2，g取10m/s2。下列说法正确的是（）A质点做匀变速曲线运动 B质点所受的力F大小为 12N C质点速度的变化量沿y轴正方向 Dt2s 时，撤去力F后，质点做匀速直线运动 答案：AB 由题意可知，在竖直平面直角坐标系内的坐标与时间关系为 x4t =2 即质点沿x轴正方向做匀速直线运动，速度大小为 21 =4m/s 由 =0+122 可知质点沿y轴方向做匀加速直线运动，初速度为零，加速度为 =2m s2 负号代表加速度沿y轴负方向，由图可知，加速度竖直向上，所以质点速度与加速度不共线，则质点做匀变速曲线运动，故 A 正确；B因为加速度竖直向上，设向上为正，由牛顿第二定律得 =|所以 =12N 故 B 正确；C因为速度变化量方向与加速度方向一致，而加速度方向竖直向上，即沿着y轴负方向，故 C 错误；Dt2s 时，撤去力F后，质点所受合力等于重力，所以质点做匀变速运动，而不是匀速直线运动，故 D 错误。故选 AB。23、篮球比赛中，投篮的角度太大或太小，都会影响投篮的命中率。如图甲所示，某篮球运动员正在进行投篮表演，篮球以与水平面成45角准确落入篮筐。若将篮球视为质点，其运动轨迹简化如图乙所示，A是篮球的投出点，是运动轨迹的最高点，是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为60，在点的速度大小为26m/、与水平方向的夹为45，重力加速度大小为=10m/2，不计空气阻力。下列说法正确的是（）22 A篮球在点的速度为 0 B篮球做匀变速曲线运动 C可以计算出的水平距离 D点到点的高度差为1.8m 答案：BCD A在点将速度按水平和竖直方向分解可得：水平速度为=23m/s 竖直速度为 1=23m/s 在点竖直速度为零，水平速度为23m/s，A 错误；B篮球在运动过程中，合力为重力，篮球做匀变速曲线运动，B 正确；C将A点的速度按水平和竖直方向分解可得在A点竖直速度为 2=6/s A到时间为 1=2 到的时间为 2=1 23 距离为 =(1+2)C 正确；D点到A点的高度为 =222=1.8m D 正确。故选 BCD。24、关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）A做曲线运动的物体，加速度不一定改变 B物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态 C物体做曲线运动时，它所受的合力一定不为零 D物体受到恒定的合力作用时，它的运动状态不发生改变 答案：AC A平抛运动也是曲线运动，但是它的加速度是重力加速度，是不变的，故 A 正确；B物体受到的合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，即物体受到的合力为零时，它可能处于运动状态，故 B 错误；C物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以合力一定不为零，故 C 正确；D力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力（合力不为零），它的运动状态就一定会改变，故 D 错误。故选 AC。25、如图，三个质点、的质量分别为1、2、（远大于1及2），在的万有引力作用下，、在同一平面内绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为:=1:4，则下列说法正确的有（）24 A、运动的周期之比为:=1:8 B、运动的周期之比为:=1:4 C从图示位置开始，在转动一周的过程中，、共线 12 次 D从图示位置开始，在转动一周的过程中，、共线 14 次 答案：AD AB根据开普勒第三定律32=得=33=143=18 故 A 正确，B 错误。CD设题图示位置、的夹角为 2，转动一周（圆心角为2）的时间为，则、相距最远时 2 2=()+2(=0,1,2,3,)其中 ，可知 6.75，可取 7 个值；、相距最近时 2 2=(2 )+2(=0,1,2,3,)其中 ，可知 6.25，可取 7 个值，故在转动一周的过程中，、共线 14 次，故 C 错误，D 正确。故选 AD。填空题 26、当物体所受合力的方向与它的_方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。25 答案：速度 由物体做曲线运动的条件可知，当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。27、判断下列说法是否正确。（1）合速度就是两个分速度的代数和。()（2）合速度不一定大于任一分速度。()（3）合位移一定大于任意一个分位移。()（4）运动的合成就是把两个分运动加起来。()（5）运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。()答案：错误 正确 错误 错误 错误（1）合速度就是两个分速度的矢量和，而不是代数和。错误。（2）合速度不一定大于任一分速度。比如大小相等的两个分速度，若方向相反时，则合速度是零，比任一分速度都小。正确。（3）由矢量合成定则可知，合位移不一定大于任意一个分位移。错误。（4）运动的合成就是把两个分运动用平行四边形定则来合成，而不是简单加起来求和。错误。（5）运动的分解就是把一个运动分解成两个分运动。两个分运动不一定是完全相同的。错误。28、以速度沿水平方向抛出一物体，抛出点为原点，建立如图所示的平面直角坐标系。水平方向：不受力，加速度是_，水平方向为_运动，x=_，vx=_。26 竖直方向：只受重力，加速度a=_，竖直方向的初速度为_，所以竖直方向为_运动，y=_，vy=_。答案：0#零 匀速直线 v0t v0 g 0#零 自由落体 122 gt 1234物体水平方向不受力，加速度是 0，为匀速直线运动，且 =0=0 5678物体竖直方向只受重力，加速度为 a=g 物体在竖直方向的初速为 0，所以做自由落体运动，且 =122=29、如图从足够长斜面上的顶点A水平抛出一个小球，斜面倾角为=30，初速度为0。则经过_时间小球落到斜面上；在此过程中小球的位移大小为_。答案：2303 4023 1小球落到斜面上时，有 tan=1220=20 得 27 =20tan=2303 2小球的位移大小为 =0cos=0230332=4023 30、巡逻船位于宽 180m 的河边，在静水中的最大速度为 5m/s，水流速度恒为 4m/s。巡警发现对岸有紧急情况，则到达对岸的最短时间是_s。如果巡逻船要以最短距离到达对岸，所用的时间是_s。答案：36 60 1 如果巡逻船要以最短时间到达对岸，则船头指向正对岸，此时过河时间 =船=1805s=36s 2 如果巡逻船要以最短距离到达对岸，则船头指向上游，将船速分解到沿着水流的方向和垂直于河岸的方向，沿水流方向的分速与水流的速度等大反向，此时垂直河岸的分速度 垂直=船2 水2=3m/s 因此过河的时间=垂直=1803s=60s