资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2026人教版高中物理必修第二册
第五章　抛体运动
注意事项
1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10 m/s2。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.漯河红枫广场无人机灯光表演为观众呈现一场别开生面的视觉盛宴,同时也很好地烘托了节日氛围,并给漯河的文化、经济等作了极大的宣传。在一次无人机表演中,若分别以水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向,某架参演的无人机在x、y方向的v-t图像分别如图甲、乙所示,则在0~t2时间内,该无人机的运动轨迹可能为 (　　)
　　
　　　　　　　　　　　　
2.如图所示,阻拦索绕过定滑轮与阻尼器连接,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在模拟甲板上短距离滑行后停止,飞机挂钩与阻拦索间不滑动。若某一时刻挂钩两侧的阻拦索夹角为θ,飞机沿中线运动的速度大小为v,则阻尼器中的阻拦索移动的速度大小是　 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.v cos 　　　　D.v cos θ
3.如图所示,足球运动员训练罚点球,足球放置在球门中央的正前方O点,两次射门,足球分别沿水平方向垂直打在水平横梁上的a点和竖直梁上的b点,到达a、b两点的瞬间速度大小为va、vb,从射出到打到a、b两点的时间是ta、tb,不计空气作用力,则 (　　)
A.vavb　　　　C.ta4.某同学投篮空心入筐,篮球在空中运动的轨迹如图所示,A为出手点,出手速度大小为v=10 m/s,B为轨迹最高点,C为篮筐,AB连线与水平面的夹角为θ,不计空气阻力,篮球可视为质点。篮球从A点运动到B点的时间为 (　　)
A. s　　　　B. s　　　　C. s　　　　D. s
5.如图所示,AB为半圆弧ACB的水平直径,C为ACB弧的中点,AB=2R,现从A点平抛出一小球(可视为质点),小球最终落到ACB上,已知重力加速度为g,小球的飞行时间为,则小球抛出的初速度大小v0可能为 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
6.国庆节就要到了,常有一些地方用无人机进行灯光表演给喜庆的节日氛围增添几许惊艳。在一次无人机表演中,若分别以水平向右、竖直向上为x轴、y轴的正方向,某架参演的质量为1 kg的无人机在x、y方向的运动学图像分别如图甲、乙所示,则在0~2 s时间内,下列说法正确的是 (　　)
　　　
A.无人机做匀变速运动,运动轨迹为直线
B.无人机的实际位移大小为16 m
C.无人机的速度与竖直方向的夹角逐渐减小
D.无人机所受空气的作用力大小为6 N
7.如图所示,某工厂中产品被无初速度地放在水平传送带左端,经传送带传输至右端后,平抛落入地面上的收集装置中。传送带上表面距地面高度为h1=1.25 m,收集装置入口宽度为d=1.5 m,高度为h2=0.4 m,传送带右端到收集装置左端的水平距离为l=1.0 m,产品与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带长度为L=6 m,传送带运转速度v0可调。下列说法正确的是 (　　)
A.产品在传送带上的运动一定是先加速后匀速
B.若v0=4 m/s,产品到达传送带右端的时间为3 s
C.要保证产品能够落入收集装置中且不碰到收集装置侧壁,传送带的速度大小至少为 m/s
D.落入收集装置中且不碰到侧壁的产品在空中平抛的时间均不相同
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
8.在抛球杂技表演中,演员在一辆速度为4 m/s的水平向右做匀速直线运动的自行车上,t=0时刻,以相对于自行车4 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球。不计空气阻力,若以地面为参考系,关于小球上升阶段的说法正确的是 (　　)
A.小球做匀变速直线运动
B.小球做匀变速曲线运动
C.t=0.1 s时小球的速度大小为5 m/s
D.小球在0~0.1 s内的位移大小为0.4 m
9.“闲时练,用时战”,某救援队开展模拟水上救援。如图所示,在某段平直河流的中心有遇险人员A(随水流向下游漂移)等待救援,当救援人员在岸边O点看到遇险人员A在其正前方时(此时OA与河岸垂直,OA=40 m),立刻驾驶冲锋舟以最短时间到达遇险人员A处并将其救上冲锋舟,随后冲锋舟调整船头以最短距离回到岸边。已知冲锋舟在静水中的速度恒为5 m/s,河中水流速度恒为3 m/s,水流方向与河岸平行。则冲锋舟 (　　)
A.从岸边O到达遇险人员A处用时8 s
B.从岸边O到达遇险人员A处的位移大小为50 m
C.从救援处返回到达岸边用时10 s
D.从救援处返回岸边过程中,船头始终指向河岸
10.如图所示,在一个倾角θ=30°的足够长固定斜面底端P点将小球以初速度v=20 m/s斜向上抛出,抛出方向与斜面的夹角α=30°,小球落在斜面上的Q点。不计空气阻力,小球在此运动过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.运动时间为 s
B.从P点运动到速度与斜面平行时,用时为 s
C.小球离斜面的最远距离为 m
D.落到Q点时速度与水平方向的夹角为30°
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)为了验证平抛运动规律,实验小组运用了水柱法。使用的器材是各种不同规格的矿泉水瓶、透明薄板和红色颜料水。如图1所示,在无盖的矿泉水瓶侧壁上钻小孔,堵住小孔并往矿泉水瓶里装红色颜料水,然后打开小孔,水平射出的水就会形成曲线状水柱。
　　　　
(1)已知图1中左右两矿泉水瓶完全一样,左瓶装水多,右瓶装水少,下列叙述正确的有 (　　)
A.射出水的初速度与侧孔下方水高有关
B.左瓶出水初速度大于右瓶出水初速度
C.射出水柱的水平运动距离一直保持不变
(2)为了分析水柱曲线特征,使用透明薄板和记号笔描绘水柱曲线,下列说法正确的有 (　　)
A.透明薄板要靠近水柱,让水柱在薄板上留下痕迹
B.透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱
C.为了更好地描绘水柱,应选用瓶径更大的矿泉水瓶
D.为了更好地描绘水柱,侧孔开口越大越好
(3)实验小组描绘的部分水柱如图2所示,为了分析水柱曲线特征,水平方向建立了x轴,竖直方向建立了y轴,若实验小组确定了水柱曲线为抛物线,则该次实验出水初速度大小为　　　　m/s(结果保留2位有效数字)。
12.(8分)某物理兴趣小组借助视频分析软件来研究平抛运动。甲同学将一个网球水平抛出,乙同学从侧面拍摄了一段网球运动的视频,在分析软件中将拍摄好的视频按照设定的时间间隔逐帧播放,那么每帧画面所对应的时间和位置信息也就确定下来了(如图甲所示),以图片中第二帧的时刻为t=0时刻,并以此时球的位置为坐标原点建立水平和竖直坐标系,选定一旁1 m高的立柱作为比例尺,经测量和数据处理,他们得到了网球运动的相关图像,如图乙、丙所示。由图中信息回答以下问题:
　　
(1)网球水平抛出的速度大小为　　　　m/s(保留2位有效数字),t=0时刻网球的速度大小为　　　　m/s(用根号表示);
(2)网球的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留2位有效数字);
(3)若抛出网球时,速度略微向上倾斜,则(1)中所测得的初速度　　　　实际初速度(选填“大于”“小于”或“等于”)。
13.(10分)跳伞是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。一质量为m=60 kg的运动员从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,在下落过程中受到一水平方向吹来的大小为F=450 N的恒定风力的作用。除重力和风力以外不计其他力。求:
(1)运动员由静止开始下落80 m过程中所用的时间;
(2)运动员由静止开始下落80 m时的速度大小。
14.(12分)运动员用弹弓弹射出的弹丸射击飞碟,某次射击过程的示意图如图所示,飞碟从地面上的P点以大小为v0=25 m/s、方向与地面成α=53°角的初速度斜向上射出,从飞碟刚射出开始计时,运动员看准时机,在t0=1.3 s时,从距离地面N点高度为h0=1.45 m的O点用弹弓将弹丸以某一初速度v(未知)斜向上射出,弹丸恰好在地面上M点正上方的Q点击中飞碟,已知P、N、M三点处于同一水平面内,N、M的连线与P、M的连线垂直,M、P两点间的距离为x1=30 m,M、N两点间的距离为x2=28 m,已知sin 53°=0.8,不计空气阻力,求:
(1)Q、M两点间的距离h;
(2)弹丸射出的初速度v的大小及与水平方向的夹角β。
15.(18分)如图所示,粗糙水平面上有一长方体箱子,箱子内部固定有光滑斜面OA,斜面倾角θ=37°,箱子右边固定有竖直挡板CD。现用水平恒力F推动箱子使其由静止开始向右做匀加速直线运动,此时斜面OA上的小球P(可视为质点)与斜面保持相对静止。已知整个装置(包括箱子、斜面和小球)的质量M=6 kg,箱子与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,P离箱底的高度h=0.45 m,斜面底端A与箱子底部右端B相距xAB=0.15 m,不计空气阻力。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)求此时箱子的加速度大小和水平恒力F的大小;
(2)现保持(1)中F不变,设箱子与挡板CD碰撞后速度立即变为0且此后保持静止,而小球P则可能会与斜面OA、箱子底部AB或箱子右壁BB'发生碰撞。将P自飞出到第一次发生碰撞的时间记为t,P飞出后直接撞到箱子右壁BB'时的速度大小记为v,箱子右壁与挡板间的距离BC记为L。
①当L取多大时,v有最小值,并求出该最小值vmin;
②通过分析计算,写出t与L间的函数关系。
答案全解全析
1.A　由题图可知,在0~t1时间内,无人机在竖直方向向上做匀速直线运动,在水平方向向右做匀减速直线运动,可知无人机受到的合外力方向水平向左;在t1~t2时间内,无人机在竖直方向向上做匀减速直线运动,在水平方向向右做匀速直线运动,可知无人机受到的合外力竖直向下。根据合外力指向轨迹凹侧,可知在0~t2时间内,无人机运动的轨迹可能如A选项所示,故选A。
2.C　将飞机的速度分解为沿阻拦索方向的速度和垂直于阻拦索方向的速度,如图所示,可知v索=v cos ,C正确。
3.A　设球门宽度为x1,足球到球门的距离为x2,两次射门足球分别垂直打在水平横梁上的a点和竖直梁上的b点,根据逆向思维可知,足球的逆运动分别为从a、b射出的平抛运动。对于足球打到a点过程,有x2=vata,ha=g;对于足球打到b点过程,有=vbtb,hb=g。由于ha>hb,则ta>tb,va4.A　根据逆向思维,篮球从A到B的斜上抛运动可以反向看作从B到A的平抛运动,由平抛运动的规律可知,A点速度的延长线过从A到B水平位移的中点,如图所示,且A点速度与水平方向的夹角α的正切值tan α=2 tan θ=2×=,结合三角函数可知sin α=,则从A点运动到B点的时间t== s= s,A正确。
5.A　小球做平抛运动,根据h=gt2,可得下落高度为h=;由于圆弧半径为R,则小球水平运动的距离可能为x=R-=或x'=R+=,则平抛运动的初速度大小为v0==或v'0==,A正确。
6.D　由题图知,无人机在竖直方向上做匀减速直线运动,加速度方向竖直向下,在水平方向上做速度大小为vx=4 m/s、方向水平向左的匀速直线运动,则无人机的加速度方向竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故无人机做匀变速曲线运动,A错误。无人机的运动轨迹为拋物线的一部分,速度与竖直方向的夹角θ满足tan θ=,因vy逐渐减小,则速度与竖直方向的夹角逐渐增大,C错误。由题图可知,无人机在0~2 s内,水平位移为x1=-8 m,竖直位移为y1=×2×8 m=8 m,故无人机的位移大小s= m=8 m,B错误。因无人机在水平方向做匀速直线运动,加速度为零,竖直方向做匀减速直线运动,加速度大小为a= m/s2=4 m/s2,对无人机受力分析,根据牛顿第二定律有F-mg=-ma,解得无人机所受空气的作用力大小F=6 N,D正确。
7.C　产品在传送带上加速时,加速度大小为a==μg=2 m/s2,若传送带速度较大,则产品在传送带上一直加速,A错误。若v0=4 m/s,产品加速到与传送带共速所需时间为t1==2 s,运动的位移大小为s1=a=4 m8.BC　演员的速度大小为4 m/s,方向水平向右,小球以相对于自行车4 m/s的初速度向上抛出,则小球在水平方向的分速度与演员的速度相同,大小为vx=4 m/s,小球抛出时竖直方向的分速度大小为vy0=4 m/s,则小球抛出时对地的合速度大小为v==4 m/s,方向与水平方向的夹角为45°,小球只受重力,合速度方向与重力方向不在同一直线上,可知小球做斜抛运动,即小球做匀变速曲线运动,A错误,B正确。t=0.1 s时,小球竖直方向的分速度大小为vy=vy0-gt=3 m/s,则此时的合速度大小为v1==5 m/s,C正确。在0~0.1 s内,小球在水平方向与竖直方向的位移大小分别为x=vxt=0.4 m,y=t=0.35 m,则小球在0~0.1 s内的位移大小为x'== m,D错误。
9.AC　冲锋舟从岸边O到达遇险人员A处,船头垂直河岸,用时t1== s=8 s,此过程冲锋舟的合速度大小v1== m/s,则冲锋舟从岸边O到达遇险人员A处的位移大小x1=v1t1=8 m,A正确,B错误。由于v船>v水,冲锋舟调整船头方向以最短距离回到岸边时,其合速度方向垂直河岸,其大小v2==4 m/s,可知船头不是指向河岸,冲锋舟从救援处返回到达岸边用时t2==10 s,C正确,D错误。
10.ACD　沿斜面和垂直斜面方向建立平面直角坐标系,如图所示,设小球在空中的运动时间为t,小球在垂直于斜面方向做匀变速直线运动,从抛出到离斜面最远,由运动学知识有=,解得小球的运动时间为t= s,A正确;小球运动到离斜面最远时,速度方向与斜面平行,由运动的对称性可知从P点运动到速度与斜面平行时,用时为= s,B错误;由匀变速直线运动规律可知,小球离斜面最远的距离为H=g cos θ·= m,C正确;由运动学知识可知落到Q点时x轴方向的速度大小为vx=v cos α-g sin θ·t= m/s,由运动的对称性可知落到Q点时y轴方向的速度大小为vy=v sin α=10 m/s,由几何关系可知落到Q点时速度与x轴的夹角的正切值为 tan β==,即β=60°,故落到Q点时速度与水平方向的夹角为30°,D正确。
11.答案　(1)B(2分)　(2)BC(2分)　(3)2.0(2分)
解析　(1)射出水的初速度与侧孔上方水高有关,与下方水高无关,上方水高越大,出水初速度越大。上方水高会越来越小,出水初速度越来越小,水柱水平运动距离越来越小,故选B。
(2)为了描绘水柱,透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱;选用水瓶的瓶径越大,上方水高下降越慢,出水初速度变化越慢,水柱形状越稳定,有利于描绘水柱;侧孔开口口径越大,上方水高下降越快,水柱越不稳定,故选B、C。
(3)由xbc=xab=v0T,ybc-yab=gT2,代入数据可计算得到v0=2.0 m/s。
12.答案　(1)2.0(2分)　(2分)　(2)9.6(2分)　(3)小于(2分)
解析　(1)根据题意,由题图乙可知,网球水平抛出的速度大小为v0== m/s=2.0 m/s,竖直方向上有y=vy0t+gt2,则==vy0+gt,结合图丙解析式可得t=0时刻网球的竖直分速度大小为vy0=1.2 m/s,则t=0时刻网球的速度大小为v== m/s。
(2)根据(1)问分析,可得g=4.8 m/s2,解得g=9.6 m/s2。
(3)若抛出网球时,速度略微向上倾斜,则(1)中所测得的初速度为实际初速度的水平分速度,则所测得的初速度小于实际初速度。
13.答案　(1)4 s　(2)50 m/s
解析　(1)由题可知,运动员在竖直方向做自由落体运动,则有
h=gt2 (1分)
代入数据解得t=4 s(1分)
(2)运动员水平方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得F=ma (2分)
解得运动员水平方向的加速度大小为a=7.5 m/s2 (1分)
运动员由静止开始下落80 m时水平方向的速度大小为vx=at=30 m/s(1分)
竖直方向上的速度大小为vy=gt=40 m/s(2分)
故运动员由静止开始下落80 m时的速度大小为v==50 m/s(2分)
14.答案　(1)20 m　(2)50 m/s　37°
解析　(1)飞碟射出后做斜上抛运动,则x1=v0 cos α·t (2分)
h=v0 sin α·t-gt2 (2分)
解得h=20 m(2分)
(2)弹丸做斜上抛运动,则x2=v cos β·(t-t0) (2分)
h-h0=v sin β·(t-t0)-g(t-t0)2 (2分)
解得v=50 m/s(1分)
β=37° (1分)
15.答案　(1)7.5 m/s2　51 N　(2)①0.5 m　 m/s　②见解析
解析　(1)小球P与斜面保持相对静止时,对小球受力分析,根据牛顿第二定律有mg tan θ=ma (1分)
解得a=7.5 m/s2 (1分)
对整个装置分析,根据牛顿第二定律有F-μMg=Ma (1分)
解得F=51 N(1分)
(2)①从箱子开始运动到与竖直挡板CD碰撞过程,根据速度-位移公式有=2aL (1分)
箱子与挡板碰撞后静止,小球做平抛运动,根据速度的合成有
v= (1分)
水平方向有+xAB=v0t (1分)
联立解得v= (m/s) (1分)
易知,当15L=,即L=0.5 m时v有最小值
解得v0= m/s(1分)
vmin= m/s(1分)
假设P恰好落到B点,运动时间t0==0.3 s(1分)
水平方向的速度大小,v0B==2.5 m/s< m/s(1分)
上述最小值可以取到,故vmin= m/s(1分)
②当P恰好落到A点时,有v0A==2 m/s(1分)
当0解得t= (s) (1分)
当2 m/s有t=0.3 s(1分)
当v0>2.5 m/s,即L> m时,有t== (s) (1分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑