(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)第4章第2講《拋體運動》(含解析)

第2講拋體運動時間：50分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共11小題，每小題8分，共88分。其中1～9題為單選，10～11題為多選)1．(2021·福建省寧德市高三第一次質(zhì)量檢查)射箭比賽中，運動員水平射箭擊中了靶心，可以推斷，擊發(fā)時箭頭的方向?qū)?zhǔn)了()A．靶心 B.比靶心高一點的位置C．比靶心低一點的位置 D.靶心偏右一點的位置答案B解析射出去的箭在飛行過程中受到重力的作用，運行的軌跡不是直線，而是一條向下彎曲的弧線；運動員水平射箭擊中了靶心，可以推斷，擊發(fā)時箭頭的方向?qū)?zhǔn)了比靶心高一點的位置，故B正確，A、C、D錯誤。2．(2021·湖北省高三11月階段性測試)如圖所示，邊長為a的正方體無蓋盒子ABCD－A′B′C′D′放置在水平地面上，O為直線A′B′上的一點，且與A′的距離為a。將小球(可視為質(zhì)點)從O點正上方距離2a處以某一速度水平拋出，不計空氣阻力，重力加速度為g。為使小球能落在盒子內(nèi)部，則小球拋出時的速度不超過()A.eq\r(\f(5,2)ga) B.eq\r(\f(5,4)ga)C.eq\r(2ga) D.eq\r(ga)答案A解析依題意，可知小球以最大速度水平拋出能落到盒子內(nèi)時，恰好落到C點，有a＝eq\f(1,2)gt2，xOC′＝vmaxt，根據(jù)幾何知識，有xOC′＝eq\r(2a2＋a2)＝eq\r(5)a，聯(lián)立解得vmax＝eq\r(\f(5,2)ga)，故A正確。3.(2020·云南省玉溪市高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測)有一半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，如圖，O為圓心，AB為水平直徑，有一小球(可視為質(zhì)點)從A點以不同速度向右平拋，不計空氣阻力，在小球從拋出到碰到軌道這個過程中，下列說法錯誤的是()A．初速度越大的小球運動時間不一定越長B．初速度不同的小球運動時間可能相同C．只需知道半圓形軌道半徑R和重力加速度g，就可算出落在半圓形軌道最低點的小球的末速度D．小球落到半圓形軌道的瞬間，速度方向可能沿半徑方向答案D解析平拋運動的時間由下落高度決定，與水平初速度無關(guān)，初速度大時與半圓軌道接觸時下落的距離不一定比初速度小時下落的距離大，即初速度越大的小球運動時間不一定越長，故A正確；初速度不同的小球下落的高度可能相等，運動時間可能相等，如碰撞點關(guān)于半圓過O點的豎直軸對稱時，故B正確；小球落到半圓形軌道最低點時，根據(jù)平拋運動規(guī)律，有R＝v0t，R＝eq\f(1,2)gt2，解得v0＝eq\r(\f(gR,2))，則落到半圓形軌道最低點時的速度v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋2gR)＝eq\r(\f(5,2)gR)，即只需知道半圓形軌道半徑R和重力加速度g，就可算出落在半圓形軌道最低點的小球的末速度，C正確；若小球落到半圓形軌道的瞬間，速度方向沿半徑方向，則速度的反向延長線過O點，而此時水平位移的中點在O點左側(cè)，則與平拋運動的推論(平拋運動速度的反向延長線過水平位移的中點)矛盾，即小球落到半圓形軌道的瞬間速度方向不會沿半徑方向，故D錯誤。本題選說法錯誤的，故選D。4.(2020·四川省綿陽市高三下第三次診斷性測試)如圖所示，薄紙帶放在光滑水平桌面上，滑塊放在薄紙帶上，用水平恒力拉動紙帶，滑塊落在地面上A點；將滑塊和紙帶都放回原位置，再用大小不同的水平恒力拉動紙帶，滑塊落在地面上B點。已知兩次滑塊離開桌邊時均沒有離開紙帶，滑塊與薄紙帶間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。兩次相比，第2次()A．滑塊在空中飛行時間較短B．滑塊相對紙帶滑動的距離較短C．滑塊受到紙帶的摩擦力較大D．滑塊離開桌邊前運動時間較長答案C解析滑塊離開桌邊后均做平拋運動，豎直方向分位移相等，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2可知，滑塊兩次在空中飛行的時間相等，A錯誤；滑塊離開桌邊后在水平方向上做勻速直線運動，則x＝vt，可知v＝xeq\r(\f(g,2h))，由題圖可知，滑塊第2次離開桌邊后的水平位移較大，則其第2次離開桌邊的水平速度較大，滑塊在紙帶上運動時有v2＝2al，l為滑塊滑到桌邊的位移，兩次l相同，對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律有a＝eq\f(f,m)，則f＝eq\f(mv2,2l)，故第2次滑塊受到紙帶的摩擦力較大，C正確；因兩次滑塊離開桌邊時均沒有離開紙帶，故滑塊可能均與紙帶相對靜止，B錯誤；設(shè)滑塊離開桌邊前運動時間為t′，則有l(wèi)＝eq\f(1,2)at′2，因第2次滑塊的加速度a較大，故第2次t′較短，D錯誤。5.(2020·河南省高三上第三次段考)如圖所示，一小朋友不小心將一小玩具球從某層臺階水平踢出，直接落到了下方的第四級臺階上。已知每層臺階高和寬分別為0.2m和0.3m，重力加速度大小為10m/s2，不計空氣阻力，則小球水平離開第一級臺階時的速度大小可能為()A．0.5m/s B.1.1m/sC．1.5m/s D.2.2m/s答案D解析由平拋運動規(guī)律可知，小球恰好越過第三級臺階時，水平離開第一級臺階時的速度最小，根據(jù)題意，水平方向的位移x1＝0.6m，豎直方向的位移h1＝0.4m，由h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，x1＝v1t1，可得v1＝eq\f(3\r(2),2)m/s≈2.12m/s；小球到達(dá)第四級臺階邊緣時，水平離開第一級臺階時的速度最大，根據(jù)題意，水平方向的位移x2＝0.9m，豎直分位移h2＝0.6m，由h2＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，x2＝v2t2，可得v2＝eq\f(3\r(3),2)m/s≈2.60m/s，則小球的初速度v0應(yīng)滿足2.12m/s＜v0＜2.60m/s，故D正確，A、B、C錯誤。6.(2021·八省聯(lián)考江蘇卷)某生態(tài)公園的人造瀑布景觀如圖所示，水流從高處水平流出槽道，恰好落入步道邊的水池中?，F(xiàn)制作一個為實際尺寸eq\f(1,16)的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度應(yīng)為實際的()A.eq\f(1,2) B.eq\f(1,4)C.eq\f(1,8) D.eq\f(1,16)答案B解析由題意可知，模型中，水流出后做平拋運動的水平位移和下落高度均變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,16)，由h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，所以水流下落時間變?yōu)閷嶋H的eq\f(1,4)，又水流出的速度v＝eq\f(x,t)，由于水平位移變?yōu)閷嶋H的eq\f(1,16)，時間變?yōu)閷嶋H的eq\f(1,4)，則模型中槽道里的水流速度為實際的eq\f(1,4)，故B正確，A、C、D錯誤。7.(2020·湖北省荊州市高三上學(xué)期質(zhì)量檢測)如圖所示，OAB為四分之一圓柱體的豎直截面，半徑為R，在B點上方的C點水平拋出一個小球，小球軌跡恰好在D點與圓柱體相切，OD與OB的夾角為53°，則C點到B點的距離為(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A.eq\f(4R,15) B.eq\f(2R,15)C.eq\f(R,2) D.eq\f(R,3)答案B解析由題意知，小球通過D點時速度與圓柱體相切，則有vy＝v0tan53°，小球從C到D，水平方向有Rsin53°＝v0t，豎直方向上有y＝eq\f(vy,2)t，聯(lián)立解得y＝eq\f(8,15)R，根據(jù)幾何關(guān)系得，C點到B點的距離yCB＝y(tǒng)－R(1－cos53°)＝eq\f(2,15)R，故B正確，A、C、D錯誤。8.(2020·福建省莆田市高三下學(xué)期3月教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖，兩根細(xì)桿M、N豎直固定在水平地面上，M桿頂端A和N桿中點B之間有一拉直的輕繩。兩桿的高度均為4.0m，兩桿之間的距離為2.0m。將一個小球從M桿上的C點以一定的初速度v0水平向右拋出。已知C點與A點的距離為0.8m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。若要使小球能碰到輕繩，則v0的最小值為()A．2.5m/s B.eq\r(10)m/sC．4.0m/s D.eq\f(5,3)eq\r(6)m/s答案C解析根據(jù)題意，輕繩與水平方向夾角為45°，要使小球恰能碰到輕繩，則軌跡與輕繩相切，此時速度方向與水平方向夾角為45°，此時位移偏向角α滿足tan45°＝2tanα，即tanα＝eq\f(1,2)＝eq\f(y,x)，其中x＝v0mint，y＝eq\f(1,2)gt2，由幾何關(guān)系有x＝y(tǒng)＋0.8m，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得v0min＝4.0m/s，故C正確。9．(2020·安徽省五校聯(lián)盟高三上第二次質(zhì)量檢測)如圖所示，水平地面的上空有一架飛機(jī)在進(jìn)行投彈訓(xùn)練，飛機(jī)沿水平方向做勻加速直線運動。當(dāng)飛機(jī)飛過觀察點B正上方的A點時投放一顆炸彈，經(jīng)時間T炸彈落在觀察點B正前方L1處的C點，與此同時飛機(jī)投放出第二顆炸彈，第二顆炸彈最終落在觀察點B正前方L2處的D點，且L2＝3L1?？諝庾枇Σ挥?，以下說法正確的是()A．飛機(jī)第一次投彈時的速度為eq\f(L1,2T)B．飛機(jī)第二次投彈時的速度為eq\f(2L1,T)C．飛機(jī)水平飛行的加速度為eq\f(L1,2T2)D．兩次投彈時間間隔T內(nèi)飛機(jī)飛行的距離為eq\f(4L1,3)答案D解析由平拋運動規(guī)律可知飛機(jī)第一次投彈時的速度v1＝eq\f(L1,T)，故A錯誤；設(shè)飛機(jī)加速度為a，第二次投彈時的速度為v2，由勻變速直線運動規(guī)律可知v1T＋eq\f(1,2)aT2＝L2－(v1＋aT)T，而L2＝3L1，得a＝eq\f(2L1,3T2)，v2＝v1＋aT＝eq\f(5L1,3T)，故B、C錯誤；兩次投彈時間間隔T內(nèi)飛機(jī)飛行的距離s＝v1T＋eq\f(1,2)aT2＝eq\f(4L1,3)，故D正確。10.(2021·八省聯(lián)考廣東卷)如圖所示，排球比賽中運動員將排球從M點水平擊出，排球飛到P點時，被對方運動員擊出，球又斜向上飛出后落到M點正下方的N點，N點與P點等高，軌跡的最高點Q與M等高，不計空氣阻力。下列說法正確的有()A．排球兩次飛行過程中加速度相同B．排球兩次飛行過程中重力對排球做的功相等C．排球離開M點的速率比經(jīng)過Q點的速率大D．排球到達(dá)P點時的速率比離開P點時的速率大答案ACD解析不計空氣阻力，排球在空中的飛行過程只受重力作用而做勻變速曲線運動，加速度均為重力加速度g，故A正確；設(shè)排球的拋出高度為h，第一次排球從M到P，重力做的功為WG＝mgh，第二次排球做斜上拋運動從P到Q再到N點，重力做功為零，故B錯誤；排球從M到P和從Q到N都是平拋運動，在M、Q點均只有水平方向的速度，高度h相同，由h＝eq\f(1,2)gt2知運動時間相同，但xNP>xQN，由x＝v0t可推出排球離開M點的速率大于經(jīng)過Q點的速率，故C正確；根據(jù)C項分析，vM＞vQ，而排球到達(dá)P點的速率vP1＝eq\r(v\o\al(2,M)＋2gh)，排球離開P點時的速率vP2＝eq\r(v\o\al(2,Q)＋2gh)，故vP1＞vP2，D正確。11．(2020·山西省運城市高三上期中調(diào)研)2019年9月的女排世界杯在東京舉行，最終中國女排以11戰(zhàn)全勝且只丟3局的成績成功衛(wèi)冕世界杯冠軍，這也是中國女排第五次奪冠。如圖所示，在一次比賽中，中國女排運動員朱婷將球在邊界處正上方正對球網(wǎng)水平向前擊出，球剛好過網(wǎng)落在圖中位置(不計空氣阻力)，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，下列說法中正確的是()A．擊球點高度h1與球網(wǎng)高度h2之間的關(guān)系為h1＝1.8h2B．若保持擊球高度不變，球的初速度滿足eq\f(s,h1)eq\r(\f(gh1,2))<v0<eq\f(s,h1)eq\r(2gh1)，一定落在對方界內(nèi)C．任意降低擊球高度(仍大于h2)，只要擊球初速度合適，球一定能落在對方界內(nèi)D．任意增加擊球高度，只要擊球初速度合適，球一定能落在對方界內(nèi)答案AD解析做平拋運動的球在水平方向上做勻速直線運動，水平位移為s和eq\f(3s,2)所用的時間比為2∶3，則豎直方向上，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，有eq\f(h1－h(huán)2,h1)＝eq\f(4,9)，解得h1＝1.8h2，故A正確；若保持擊球高度不變，要想球落在對方界內(nèi)，且既不能出界，又不能觸網(wǎng)，根據(jù)h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(2h1,g))，則平拋運動的最大初速度v01＝eq\f(2s,t1)＝eq\f(s,h1)eq\r(2gh1)，根據(jù)h1－h(huán)2＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(2h1－h(huán)2,g))，則平拋運動的最小初速度v02＝eq\f(s,t2)＝seq\r(\f(g,2h1－h(huán)2))，故B錯誤；任意降低擊球高度(仍大于h2)，會有一臨界情況，此時球剛好觸網(wǎng)又剛好壓界，若小于該臨界高度，速度大會出界，速度小會觸網(wǎng)，所以擊球高度比網(wǎng)高，不一定能將球發(fā)到對方界內(nèi)，故C錯誤；任意增加擊球高度，只要擊球初速度合適，球一定能落到對方界內(nèi)，故D正確。二、非選擇題(本題共1小題，共12分)12.(12分)如圖為“快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個人造山谷OAB，OA是高h(yuǎn)＝3m的豎直峭壁，AB是以O(shè)點為圓心的弧形坡，∠AOB＝60°，B點右側(cè)是一段水平跑道。選手可以自O(shè)點借助繩索降到A點后再爬上跑道，但身體素質(zhì)好的選手會選擇自O(shè)點直接躍上跑道。選手可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。(1)若選手以速度v0水平跳出后