2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天第2講平拋運(yùn)動(dòng)練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE6第2講平拋運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．(2024·吉林省吉林市統(tǒng)考)如圖所示，氣槍水平對準(zhǔn)被磁鐵吸住的鋼球，在子彈射出槍口的同時(shí)，將電磁鐵的電路斷開，釋放鋼球使其自由下落(設(shè)離地高度足夠大)，不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是(A)A．子彈與鋼球在隨意時(shí)刻都位于同一高度B．子彈肯定比鋼球后落地C．子彈肯定從空中下落的鋼球下方飛過D．只有在氣槍離電磁鐵某一距離時(shí)，子彈才能擊中空中下落的鋼球[解析]本題通過平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)考查運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性問題。子彈在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，與鋼球的運(yùn)動(dòng)狀況相同，故子彈與鋼球在隨意時(shí)刻都位于同一高度，即子彈與鋼球會(huì)同時(shí)落地，故A正確，B、C錯(cuò)誤；子彈做平拋運(yùn)動(dòng)，只要電磁鐵在子彈的射程之內(nèi)，子彈就能擊中下落的鋼球，故D錯(cuò)誤。2.(2024·貴州黔東南州一模)如圖所示，A球在B球的斜上方，兩球相向水平拋出。若要使兩球在與兩球拋出的距離相等的豎直線上相遇，則(D)A．A、B兩球要同時(shí)拋出B．B球要先拋出C．A球拋出時(shí)的速度大于B球拋出時(shí)的速度D．A球拋出時(shí)的速度小于B球拋出時(shí)的速度[解析]本題考查平拋運(yùn)動(dòng)中的相遇問題。兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，可知A做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長，由于兩球在水平距離相等的豎直線上相遇，所以A球要先拋出，故A、B錯(cuò)誤；水平方向有x＝v0t，因?yàn)閤相等，A平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長，所以A球拋出時(shí)的速度小于B球拋出時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤，D正確。3.(2024·廣東惠州二調(diào))如圖所示，A、B兩個(gè)平臺水平距離為7.5m，某同學(xué)先用一個(gè)小球從A平臺邊緣以v0＝5m/s的速度水平拋出，結(jié)果小球落在了B平臺左側(cè)邊緣下方6.25m處。重力加速度g取10m/s2，忽視空氣阻力，要使小球從A平臺邊緣水平拋出能落到B平臺上，則從A平臺邊緣水平拋出小球的速度至少為(B)A．6m/s B．7.5m/sC．9m/s D．11.25m/s[解析]本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題。由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，第一次拋出小球時(shí)滿意x＝v0t1，h＋6.25m＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)；當(dāng)小球恰能落到平臺B上時(shí)，有x＝v′0t2，h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，聯(lián)立解得v′0＝7.5m/s，故選B。4.(2024·四川成都七中段考)如圖所示，將籃球從同一位置斜向上拋出，其中有兩次籃球垂直撞在豎直墻上，不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是(A)A．從拋出到撞墻，其次次球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較短B．籃球兩次撞墻的速度可能相等C．籃球兩次拋出時(shí)速度的豎直重量可能相等D．拋出時(shí)的動(dòng)能，第一次肯定比其次次大[解析]本題考查斜拋運(yùn)動(dòng)的逆向處理?；@球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閮纱味际谴怪弊苍谪Q直墻上，所以可以把兩次運(yùn)動(dòng)看成平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)，即籃球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2可知，豎直位移越小時(shí)間越短，故A正確；依據(jù)x＝vxt，水平位移相同，時(shí)間越短，水平速度越大，所以其次次撞墻速度大，即v2>v1，故B錯(cuò)誤；依據(jù)vy＝gt，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長，速度的豎直重量越大，故C錯(cuò)誤；依據(jù)功能關(guān)系，拋出時(shí)的動(dòng)能等于增加的重力勢能和末動(dòng)能之和，由上述分析可知v1<v2,則Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)<Ek2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又h1>h2，則Ep1>Ep2，故初動(dòng)能大小無法確定，故D錯(cuò)誤。5．(2024·山東濟(jì)寧試驗(yàn)中學(xué)期中)如圖所示，水平面上固定有一個(gè)斜面，從斜面頂端向右平拋一只小球，當(dāng)時(shí)速度為v0時(shí)，小球恰好落到斜面底端，平拋的飛行時(shí)間為t0?，F(xiàn)用不同的初速度v從該斜面頂端向右平拋這只小球，以下哪個(gè)圖象能正確表示平拋的飛行時(shí)間t隨v改變的函數(shù)關(guān)系(B)[解析]本題考查依據(jù)運(yùn)動(dòng)狀況選擇運(yùn)動(dòng)圖象問題。小球做平拋運(yùn)動(dòng)，其在豎直方向上為自由落體運(yùn)動(dòng)，有h＝eq\f(1,2)gt2，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有x＝vt，由于小球初速度為v0時(shí)恰能到達(dá)斜面底端，若小球的初速度大于v0，在高度不變時(shí)水平位移就會(huì)大于x，此時(shí)小球最終會(huì)落在水平地面上，由于小球下落高度不變，所以其運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，故A、D錯(cuò)誤；若小球的初速度小于v0，則小球最終會(huì)落在斜面上，此時(shí)設(shè)斜面傾角為θ，則有tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,vt)＝eq\f(gt,2v)，可得t＝eq\f(2vtanθ,g)，由于θ不變，則t與v成正比，故B正確，C錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求的。6．(2024·云南玉溪模擬)正在水平勻速飛行的飛機(jī)，每隔1秒鐘釋放一個(gè)小球，先后共釋放5個(gè)，不計(jì)阻力，則(AD)A．這5個(gè)球在空中排成一條直線B．這5個(gè)球在空中處在同一拋物線上C．在空中，第1、2兩球間的距離保持不變D．相鄰兩球的落地點(diǎn)間距離相等[解析]本題通過多物體運(yùn)動(dòng)考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。小球被釋放后做平拋運(yùn)動(dòng)，其在水平方向的速度與飛機(jī)的飛行速度相等，飛機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以5個(gè)小球始終在飛機(jī)的正下方，且相鄰小球落地點(diǎn)的間距相等，故A、D正確，B錯(cuò)誤；豎直方向上5個(gè)小球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，由于第2個(gè)小球釋放時(shí)第1個(gè)小球的速度已經(jīng)為v0＝gt0＝10m/s，所以第一個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí)，第1、2兩小球的間距為Δh＝(v0t＋eq\f(1,2)gt2)－eq\f(1,2)gt2＝v0t，所以兩小球的間距漸漸增大，故C錯(cuò)誤。7．(2024·山東濟(jì)寧一模)如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一半圓形軌道，O為圓心，AB為水平直徑，有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從A點(diǎn)以不同的初速度向右水平拋出，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(BD)A．初速度越大，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長B．初速度不同，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相同C．小球落到軌道上的瞬間，速度方向可能沿半徑方向D．小球落到軌道上的瞬間，速度方向肯定不沿半徑方向[解析]本題考查平拋運(yùn)動(dòng)與圓弧面的結(jié)合問題。平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落距離確定，初速度大時(shí)，落到半圓軌道時(shí)下落的距離不肯定比速度小時(shí)落的距離大，故A錯(cuò)誤；初速度不同的小球下落的距離可能相等，如落點(diǎn)關(guān)于半圓過O點(diǎn)的豎直軸對稱，則兩次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故B正確；若小球落到半圓形軌道的瞬間垂直撞擊半圓形軌道，即速度方向沿半徑方向，因?yàn)樽銎綊佭\(yùn)動(dòng)的物體在同一位置速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的兩倍，兩者相互沖突，則小球的速度方向不會(huì)沿半徑方向，故C錯(cuò)誤，D正確。8．如圖所示，物塊從Q點(diǎn)起先自由下滑，通過表面粗糙的靜止水平傳送帶后，落在地面上的P點(diǎn)。傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后，物塊仍從Q點(diǎn)起先自由下滑，則物塊通過傳送帶后(AC)A．若傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則物塊肯定落在P點(diǎn)B．若傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則物塊肯定落在P點(diǎn)左側(cè)C．若傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則物塊可能落在P點(diǎn)右側(cè)D．若傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則物塊可能落在P點(diǎn)左側(cè)[解析]本題結(jié)合傳送帶模型考查平拋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水平傳送帶靜止時(shí)，物塊受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊通過傳送帶時(shí)，受到的滑動(dòng)摩擦力仍水平向左，大小不變，則加速度不變，可知物塊仍落在P點(diǎn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)物塊滑上傳送帶時(shí)速度為v0，傳送帶的速度為v。當(dāng)v0>v時(shí)，物塊滑上傳送帶后所受滑動(dòng)摩擦力向左，可能始終做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度與傳送帶靜止時(shí)相同，當(dāng)滑到傳送帶右端時(shí)，速度與傳送帶靜止時(shí)相同，則物塊仍落在P點(diǎn)；物塊也可能先做勻減速運(yùn)動(dòng)，后來與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，滑到傳送帶右側(cè)時(shí)，速度大于傳送帶靜止時(shí)的速度，則物塊落在P點(diǎn)右側(cè)。當(dāng)v0＝v時(shí)，物塊滑上傳送帶時(shí)兩者相對靜止，一起做勻速運(yùn)動(dòng)，則物塊落在P點(diǎn)右側(cè)。當(dāng)v0<v時(shí)，物塊滑上傳送帶后受滑動(dòng)摩擦力方向向右，物塊可能始終做勻加速運(yùn)動(dòng)，也可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，滑到傳送帶右端時(shí)，速度大于傳送帶靜止時(shí)到右端的速度，則物塊落在P點(diǎn)右側(cè)，故D錯(cuò)誤，C正確。三、非選擇題9．(2024·天津部分中學(xué)聯(lián)考)如圖為某消遣節(jié)目中某個(gè)競賽環(huán)節(jié)的示意圖，參加競賽的選手會(huì)遇到一個(gè)人造山谷AOB，AO是高h(yuǎn)＝3m的豎直峭壁，OB是以A點(diǎn)為圓心的弧形坡，∠OAB＝60°，B點(diǎn)右側(cè)是一段水平跑道。選手可以自A點(diǎn)借助繩索降到O點(diǎn)后再爬上跑道，但身體素養(yǎng)好的選手會(huì)選擇自A點(diǎn)干脆躍上跑道。選手可視為質(zhì)點(diǎn)，忽視空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2。(1)若選手以速度v0水平跳出后，恰好能落到水平跑道上，求v0的最小值；(2)若選手以速度v1＝4m/s水平跳出，求該選手在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。[答案](1)eq\f(3\r(10),2)m/s(2)0.6s[解析]本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題、與圓弧面的結(jié)合問題。(1)若選手以速度v0水平跳出后，恰好能落到水平跑道上，則hsin60°＝v0t，hcos60°＝eq\f(1,2)gt2，解得v0＝eq\f(3\r(10),2)m/s。(2)若選手以速度v1＝4m/s水平跳出，因v1<v0，人將落在弧形坡上，下降高度y＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，水平前進(jìn)距離x＝v1t1，且由幾何關(guān)系可得x2＋y2＝h2，聯(lián)立解得t1＝0.6s。10．小物塊從桌面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3m/s動(dòng)身經(jīng)過桌邊的B點(diǎn)拋出而落到地面上的D點(diǎn)。已知A、B兩點(diǎn)相距0.5m，桌面離地的高度為1.25m，落點(diǎn)D離B的水平距離為1m，重力加速度g＝10m/s2。(1)求物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(2)為了探討物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運(yùn)動(dòng)，特制作一個(gè)與小物塊平拋軌跡完全相同的光滑軌道，并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置，讓物塊沿該軌道無初速度下滑(經(jīng)分析，A下滑過程中不會(huì)脫離軌道)。a．求小物塊即將落地時(shí)的水平分速度；b．試論證小物塊沿軌道無初速度下滑究竟端的時(shí)間大于從B點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)的落地時(shí)間。[答案](1)0.5(2)a.eq\f(10,\r(29))m/sb．見解析[解析](1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，滿意x＝vBt，h＝eq\f(1,2)gt2，解得vB＝2m/s，設(shè)物塊從A到B的加速度為a，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有eq\f(v\o\al(2,B)－v\o\al(2,0),2a)＝s，由牛頓其次定律有a＝－μg，解得μ＝0.5。(2)a.若物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)到達(dá)地面時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為θ，位移方向與水平方向夾角為α，tana＝eq\f(h,x)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知tanθ＝2tanα，tanθ＝eq\f(vy,vB)＝eq\f(\r(2gh),vB)＝2.5，可知cosθ＝eq\f(2,\r(29))；物體沿拋物線軌道下滑，由動(dòng)能定理可知物體到達(dá)底