2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)方略核心素養(yǎng)測評+十一+4.2平拋運動的規(guī)律及應(yīng)用

1、核心素養(yǎng)測評十一 平拋運動的規(guī)律及應(yīng)用 （45分鐘 100分） 素養(yǎng)達(dá)標(biāo) I 7n 分；一、選擇題（本題共9小題，每小題6分，共54分，16題為單選 題，79題為多選題）1.（2018 北京高考）根據(jù)高中所學(xué)知識可知，做自由落體運動的小球， 將落在正下方位置。但實際上，赤道上方 200 m處無初速下落的小球 將落在正下方位置偏東約6 cm處。這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外， 由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力” 與豎直方向的速度大小成正比。 現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋， 考慮 對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球 （）A.到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零B.到

2、最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零C.落地點在拋出點東側(cè)D.落地點在拋出點西側(cè)【解析】選D。將小球的豎直上拋運動分解為水平方向和豎直方向的 兩個分運動。上升階段，隨著小球豎直分速度的減小，其水平向西的“力”逐漸減小，因此水平向西的加速度逐漸減小，到最高點時減小 為零，而水平向西的速度達(dá)到最大值，故 A、B錯誤，下降階段，隨 著小球豎直分速度的變大，其水平向東的“力”逐漸變大，水平向東 的加速度逐漸變大，小球的水平分運動是向西的變減速運動， 根據(jù)對 稱性，小球落地時水平向西的速度減小為零， 所以落地點在拋出點西 側(cè)，故C錯誤，D正確。2.如圖所示，將一小球從空中A點以水平速度V0拋出，經(jīng)過

3、一段時間 后，小球以大小為2v0的速度經(jīng)過B點，不計空氣阻力，則小球從 A 到B（重力加速度為g）（）A.下落高度為誓工gB.經(jīng)過的時間為手C.速度增量為v。，方向豎直向下D.運動方向改變的角度為30 一一mn 不 t【解析】選A。小球經(jīng)過B點時豎直分速度vy=J（如0）避= 3v0,由vy=gt得1=y；根據(jù)卜與召得卜芝，故A正確，B錯誤；速度增量為 v=gt=3v0,方向豎直向下，故C錯誤；小球經(jīng)過B點時速度與水平方向的夾角正切值tann月=, % =60 °,即運動方向改變的角度為60 °,故D錯誤。3 .橫截面為直角三角形的兩個相同斜面體緊靠在一起，固定在水平面 上

4、，如圖所示，它們的豎直邊長都是底邊長的一半?，F(xiàn)有三個小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右水平拋出,最后落在斜面上，其落點分別是a、b、c。下列判斷錯誤的是()A.圖中三個小球相比較，落在a點的小球運動時間最長B.圖中三個小球相比較，落在c點的小球初速度最大C.圖中三個小球相比較，落在c點的小球運動過程中速度變化最快D.無論小球拋出時速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與 斜面垂直2【解析】選a小球在豎直方向做自由落體運動，有 h=gt ,運動的 時間為t=后，可知其運動時間是由豎直方向的位移決定的，由題圖 可知，落在a點的小球下落的高度最大，所以落在a點的小球運動的 時間最長，A正確；

5、落在c點的小球下落的高度最小，運動的時間最 短，由于其水平位移最大，根據(jù) x=v0t知，落在c點的小球初速度最 大，B正確；三個小球都做平拋運動，加速度都等于重力加速度，所 以速度變化的快慢是相同的，C錯誤；落在左側(cè)斜面上的小球的速度 不可能與斜面垂直，分析落在右側(cè)斜面上的小球，其豎直速度是 gt, 水平速度是V。，斜面與水平方向的夾角是arctan0.5 ,要使合速度垂 直于斜面，需要滿足vo=gttan 9 ,即vo=0.5gt ,則經(jīng)過t時間，豎 直位移為0.5gt 2,水平位移為v°t=(0.5gt)t=0.5gt 2,即若要滿足這 個關(guān)系，水平位移和豎直位移需相等，由于落在

6、右側(cè)斜面上的小球的水平位移必定大于豎直位移，顯然上述關(guān)系式不成立，則無論小球拋出時速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直，D正確。4 .（2017 全國卷I ）發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速 度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較 小的球沒有越過球網(wǎng)，其原因是（）A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D.速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大【解析】選C。由題意知，速度大的先過球網(wǎng)，即同樣的時間速度大 的水平位移大，或者同樣的水平距離速度

7、大的用時少，故 C正確，A、 B D錯誤。5 .（2019 日照模擬）如圖，水平地面上有一個坑，其豎直截面為四分 之一圓弧ab,半彳全為R, O點為圓心，c點為圓弧的中點。若在 O點 以某一初速度v沿Oa方向拋出一個小球，小球落在坑中。忽略空氣 阻力，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（）A.當(dāng)小球的初速度為受時，恰好能打到c點B.小球的初速度v越大，在空中運動的時間就越長C.小球的初速度v越大，落到坑上時速度的偏轉(zhuǎn)角越小D.小球的初速度v越大，落到坑上時的動能就越大【解析】選C。設(shè)合位移方向與水平方向夾角為,平拋運動時間為t,則有：Rsin a=|gt2Rcos %=vt恰好能打到c點時，

8、 =45 0 ,聯(lián)立解得：v=±L，故A錯誤； .U小球的初速度越大，落點越靠上，即下落高度就越小，運動時間就越 短，故B錯誤；小球的初速度v越大，落點越靠上，即下落高度就越 小，位移偏轉(zhuǎn)角越小，則落到坑上時速度的偏轉(zhuǎn)角越小，故 C正確； 小球的初速度越大，落點越靠上，即下落高度就越小，重力做的功就 越小，故小球的初速度越大，落到坑上時的動能不一定越大，故 D 錯誤。6 .如圖所示，長木板AB傾斜放置，板面與水平方向的夾角為 0 ,在 板的A端上方P點處，以大小為V0的水平初速度向右拋出一個小球， 結(jié)果小球恰好能垂直打在板面上；現(xiàn)讓板繞A端順時針轉(zhuǎn)過一個角度 到圖上虛線的位置，要讓球

9、從 P點水平拋出后仍能垂直打在板面上， 則拋出的水平速度v（不計空氣阻力）（）A. 一定大于VoB. 一定小于VoC.可能等于VoD.大于Vo、小于Vo、等于Vo都有可能【解析】選B。根據(jù)速度的合成與分解得到平拋初速度與傾角的關(guān)系, 由此分析初速度的變化。將速度進(jìn)行分解如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得：Vo=Vytan 0=gt tan0水平方向有：x=Vot,則t=-將代入整理可得：諱=gx tan 0讓板繞A端順時針轉(zhuǎn)過一個角度到圖上虛線的位置，0減小，由圖可 知x減小，故初速度減小，即v<vo,故B正確，A、C、D錯誤。7 .如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球 A、B,分別落在地面上的

10、M N點，兩球運動的最大高度相同?？諝庾枇Σ挥嫞瑒t （）A.B的加速度比A的大B.B的飛行時間比A的長C.B在最高點白速度比A在最高點的大D.B在落地時白速度比A在落地時的大【解析】選C、Do A B兩球都做斜上拋運動，只受重力作用，加速 度即為重力加速度，A項錯誤；在豎直方向上做豎直上拋運動，由于 能上升的豎直高度相同，豎直分速度相等，所以兩小球在空中飛行的 時間相等，B項錯誤；由于B球的水平射程比較大，故 B球的水平速 度比A球的水平速度大，C D項正確。8 .（2020 安陽模擬）如圖所示是某中學(xué)校運會上的趣味項目 “騎車投 球比賽”，選手沿規(guī)定的平直跑道勻速騎行過程中，將手中小球沿垂

11、直于騎行方向水平拋向地面上的塑料筐 O中，A點是跑道上離筐最近 的點。某次，選手以vi的速度騎行，在距A點為L的B點將小球以速 度V2水平拋出，小球落在P點。重新騎行，該選手要想將小球拋入筐 中，則水平拋出時可以（）P' / 趣 /A.增大vi,增大LB.增大V2,減小LC.同時增大vi、V2D.增大vi的同時減小V2【解析】選B、C。小球的運動可分解為垂直騎行方向的平拋運動和沿騎行方向的勻速直線運動，由題圖可知，要想將球投入筐中，必須增加平拋的水平位移，由于小球的運動時間一定，因此必須增大 V2, 而落點P與O在沿騎行方向的距離與vi和L有關(guān)，故B、C正確，AD錯誤。9 .小球甲從斜

12、面頂端以初速度 v沿水平方向拋出，最終落在該斜面 上。已知小球甲在空中運動的時間為 t,落在斜面上時的位移為s, 落在斜面上時的動能為E,離斜面最遠(yuǎn)時的動量為p?，F(xiàn)將與小球甲 質(zhì)量相同的小球乙從斜面頂端以初速度 但1）沿水平方向拋出，忽略KI*空氣阻力，則下列說法正確的是（）A.小球乙落在斜面上時的位移為；B.小球乙在空中運動的時間為-JLE支C.小球乙落在斜面上時的動能為聲D.小球乙離斜面最遠(yuǎn)時的動量為總【解析】選B、a設(shè)斜面傾角為0,當(dāng)速度為V時，水平方向的位移x=vt ,豎直方向的位移yjgt：根據(jù)幾何關(guān)系可得tan 0,解£JIZvtanB 得t二 -則水平位移x=vt=落在

13、斜面上的位移s七=f V2所以小球乙落在斜面上時的位移為_L故A錯誤CGSu gcosB才1由于t=±£L0cv,所以小球乙在空中運動的時間為 二，故B正確；若平拋運動的速度為V,小球落在斜面上的速率v' =J(gt)2 + v2=t'l +v,小球乙落在斜面上時的動能為 畜 故C正確；當(dāng)小球速度方向與斜面平行時離斜面最遠(yuǎn)，所以p"8v,小球乙離斜面最遠(yuǎn)時的動量為£故D錯誤 二、計算題(16分，需寫出規(guī)范的解題步驟)10.如圖所示，A、B兩個小球在足夠高的位置處緊挨在一起，兩球用 長為L=7 m的輕繩連接，不計空氣阻力，重力加速度 g取1

14、0 m/s2, 問：(1)若B球固定，A球由靜止釋放，經(jīng)多長時間ti繩子繃緊？(結(jié)果可 保留根號)若A球由靜止釋放的同時，B球以水平初速度V0=7 m/s拋出，求 繩子即將繃緊時B球的速度vb的大小。(結(jié)果可保留根號)(3)若A球固定，B球以水平初速度vo=2話m/s拋出，經(jīng)多長時間t3繩子繃緊?1【解析】（1）A球做自由落體運動，則L=ygti代入數(shù)據(jù)得：t尸一一二的，河s;7 9（2）A、B兩球在豎直方向上保持相對靜止，水平方向上B球相對A球做勻速直線運動，繩子即將繃緊時，水平距離：L=v 0t2。得：t2=1 S豎直方向：Vy=gt 2 = 10 m/s所以 vb= 評 + 藥='

15、; 72 + 1。2 m/s= V149 m/s（3）B球做平拋運動，繩子繃緊時，B球的合位移大小等于繩長，B球 水平位移：X=Vot3B球豎直位移：y= gg夠此時L= . / +2產(chǎn)解得t3 = 1 S答案：（1）、1i S （2）!?149 m/s （3）1 s-能力拔高”時分）11.（10分）（多選）（2019 全國卷n ）如圖，在跳臺滑雪比賽中， 運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳， 每次都從離開跳臺開始計時，用 v表示他在豎直方向的速度，其 v-t圖象如圖（b）所示，t1和t2是他 落在傾斜雪道上的時刻。則（）時 翦一.圖11

16、M圖向A.第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大D.豎直方向速度大小為vi時，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第 一次的大【解析】選R Do由v-t圖象面積可知，第二次面積大于第一次面 積，故第二次豎直方向下落距離大于第一次下落距離，所以 A錯誤； 由于第二次豎直方向下落距離大，位移方向相同，故第二次水平方向 位移大，故B正確；由v-t圖象斜率知，第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由五=71可知ai>a,故C錯誤；由圖象斜率， -速度為vi時，第一次圖象斜率大，第二

17、次圖象斜率小，故ai>a2,由G-f y=ma可知，%工<2,故D正確。12.（20分）如圖，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧 ab和 拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點為拋物線頂點。已知h=2 m s=v"2 m。重力加速度大小 g取10 m/s2。(1) 一小環(huán)套在軌道上從a點由靜止滑下，當(dāng)其在bc段軌道運動時， 與軌道之間無相互作用力，求圓弧軌道的半徑。(2)若環(huán)從b點由靜止因微小擾動而開始滑下，求環(huán)到達(dá) c點時速度 的水平分量的大小?！窘忸}指導(dǎo)】(1)小環(huán)在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力， 說明小環(huán)的運動是平拋運動。(2)要想得到環(huán)到達(dá)c點時速度的水平分量的大小，應(yīng)先確定 c點速 度與水平方向的夾角?！窘馕觥?1)小環(huán)在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，即 小環(huán)在該段以某一初速度vb