2022-2023學(xué)年高一物理同步講義（人教 ）第五章 拋體運(yùn)動(dòng) 章末檢測（教師版）

第五章拋體運(yùn)動(dòng)章末檢測一、單選題1．擦窗機(jī)器人幫助人們解決了高層擦窗、室外擦窗難的問題。如圖所示，擦窗機(jī)器人在豎直玻璃窗上沿直線A向B運(yùn)動(dòng)。已知F為機(jī)器人除重力外的其他力的合力，則擦窗機(jī)器人在此過程中在豎直平面內(nèi)的受力分析不可能的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．擦窗機(jī)器人沿直線從A向B運(yùn)動(dòng)，圖中的合外力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A不符合題意；B．圖中的合力可能與速度共線相反，從而做減速直線運(yùn)動(dòng)，故B不符合題意；C．圖中的合力可能與速度共線，可能做加速直線運(yùn)動(dòng)，故C不符合題意；D．圖中的合外力肯定和速度不共線，要做曲線運(yùn)動(dòng)，故D符合題意。故選D。2．在2022年卡塔爾世界杯賽場上，梅西在一次主罰定位球時(shí)，踢出的足球劃出一條完美弧線，軌跡如圖所示。下列關(guān)于足球在飛行過程中的說法正確的是（）A．在空中只受到重力的作用B．合外力的方向與速度方向在一條直線上C．合外力的方向沿軌跡切線方向，速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)D．合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向【答案】D【解析】A．若在空中只受到重力的作用，則其應(yīng)該做拋體運(yùn)動(dòng)，不會(huì)劃出一條完美弧線繞過人墻，故A錯(cuò)誤；B．球做曲線運(yùn)動(dòng)，則合外力的方向與速度方向不在一條直線上，故B錯(cuò)誤；CD．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，合外力的方向沿指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．如圖所示，一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，其速度方向恰好改變了90°，則物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，物體的速度將（）A．不斷增大 B．不斷減小C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】D【解析】其速度方向恰好改變了90°，可以判斷恒力方向應(yīng)為右下方，與初速度的方向夾角要大于90°小于180°才能出現(xiàn)末速度與初速度垂直的情況，因此恒力先做負(fù)功，當(dāng)達(dá)到速度與恒力方向垂直后，恒力做正功，動(dòng)能先減小后增大。故選D。4．如圖所示，工廠生產(chǎn)流水線上的玻璃以某一速度連續(xù)不斷地隨流水線向右勻速運(yùn)動(dòng)，在切割工序的P處有一玻璃割刀。為了使割下的玻璃都成規(guī)定尺寸的矩形，關(guān)于割刀相對地的速度方向，圖中畫出了割刀相對地的速度方向的四條大致的方向，其中1與玻璃運(yùn)動(dòng)方向垂直。下列說法正確的是（）A．割刀相對地的速度方向一定沿方向1B．割刀相對地的速度方向可能沿方向2C．割刀相對地的速度方向可能沿方向3D．割刀相對地的速度方向可能沿方向4【答案】C【解析】依題意，為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則割刀相對于玻璃的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)垂直玻璃，即當(dāng)割刀沿玻璃運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的分速度等于玻璃移動(dòng)的速度時(shí)，則每次割下玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，根據(jù)題圖可知割刀相對地的速度方向可能沿方向3，故選C。5．足球被踢出后在空中依次經(jīng)過、、三點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，為最高點(diǎn)，、兩點(diǎn)等高。足球從運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為，從運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為，它們的大小關(guān)系是（）A． B． C． D．無法判斷【答案】B【解析】由圖可知，足球在空中受到空氣阻力的作用，從到過程，在豎直方向，足球受到的重力豎直向下，受到空氣阻力的豎直分力向下；從到過程，在豎直方向，足球受到的重力豎直向下，受到空氣阻力的豎直分力向上；可知在豎直方向，從到過程的平均加速度大小大于從到過程的平均加速度大小，由題意可知為最高點(diǎn)，、兩點(diǎn)等高，則有，可得B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6．自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，可近似看成自行車?yán)@某個(gè)定點(diǎn)O（圖中未畫出）做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示為自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)的俯視圖，自行車前、后兩輪軸A、B相距L，虛線表示兩輪轉(zhuǎn)彎的軌跡，前輪所在平面與車身夾角θ＝30°，此時(shí)輪軸B的速度大小v2＝3m/s，則輪軸A的速度v1大小為（）A．m/s B．2m/sC．m/s D．3m/s【答案】B【解析】將輪A的速度分解為沿后輪B方向的速度和與后輪B速度垂直的速度，則解得故選B。7．如圖所示，河寬100m，汽艇船頭指向始終垂直于河岸，從A點(diǎn)出發(fā)以5m/s的速度行駛。河水不流動(dòng)時(shí)，可到達(dá)對岸B位置；河水流速是3m/s時(shí)，可到達(dá)對岸C位置，則BC距離為（）A．100m B．80m C．60m D．37.5m【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，由于汽艇船頭指向始終垂直于河岸，則渡河時(shí)間為若河水流速是3m/s，則BC距離為故選C。8．如圖所示，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械裝置可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿AB，OB可繞圖中A、B、O三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿OB長為R，連桿AB長為L（），當(dāng)OB桿以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊在水平橫桿上左右滑動(dòng)，連桿AB與水平方向夾角為α，AB桿與OB桿的夾角為β。在滑塊向左滑動(dòng)過程中（）A．滑塊A從右向左先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)OB桿與OA垂直時(shí)，滑塊的速度最大C．當(dāng)OB桿與OA垂直時(shí)，滑塊的速度大小為D．當(dāng)時(shí)，滑塊的速度大小為【答案】D【解析】A．設(shè)滑塊的水平速度大小為v，A點(diǎn)的速度的方向沿水平方向，如圖將A點(diǎn)的速度分解根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，沿桿方向的分速度=vcosαB點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際速度是圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，可以分解為沿桿方向的分速度和垂直于桿方向的分速度，如圖設(shè)B的線速度為v′，則=v′?cosθ=v′cos(90°?β)=v′sinβv′=ωR又二者沿桿方向的分速度是相等的，即聯(lián)立可得在中，由正弦定理代入得滑塊的速度隨角度α變化而不均勻變化，角度α先增大后減小，所以滑塊先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性，若滑塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，則減速運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)是加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．由得，當(dāng)α最大的時(shí)候，即OB桿與AB垂直時(shí)，滑塊的速度最大，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)OB桿與OA垂直時(shí)，有則滑塊的速度為故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)時(shí)由，得滑塊的速度大小為D正確。故選D。二、多選題9．如圖所示，一個(gè)長直輕桿兩端分別固定小球A和小球B，豎直放置，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長度為L。由于微小的擾動(dòng)，A球沿豎直滑槽向下運(yùn)動(dòng)，B球沿水平滑槽向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿與豎直方向的夾角為θ時(shí)（圖中未標(biāo)出），關(guān)于兩球速度vA與vB的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．若θ=30°，則A、B兩球的速度大小相等B．若θ=45°，則A、B兩球的速度大小相等C．vA=vBtanθD．vA=vBsinθ【答案】BC【解析】當(dāng)桿與豎直方向的夾角為θ時(shí)，運(yùn)動(dòng)的分解如圖所示沿桿方向兩分速度相等，有vAcosθ=vBsinθ即vA=vBtanθ當(dāng)θ=45°時(shí)vA=vB故選BC。10．某質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位于軸上。它在方向上運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖像如圖甲所示，它在方向上運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是（

）A．質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線B．時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度大小為C．時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與軸正向的夾角為D．時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（9m，6m）【答案】AC【解析】A．由圖像可知，在內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向以的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿軸方向以的初速度、的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成知識可知，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確；B．當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在軸方向速度為由運(yùn)動(dòng)的合成知識可得，時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度大小為B錯(cuò)誤；C．設(shè)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與軸正向的夾角為，且滿足則，時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與軸正向的夾角為C正確；D．在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在軸上的位置為質(zhì)點(diǎn)在軸上的分位移為所以質(zhì)點(diǎn)在時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（9m，2.5m），D錯(cuò)誤。故選AC。11．有一個(gè)質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度—圖像和y方向的位移—圖像如下圖所示，下列說法正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為3N B．質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5m/sC．質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng) D．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合力方向垂直【答案】AB【解析】A．根據(jù)題意，質(zhì)點(diǎn)在軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為在軸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為，則質(zhì)點(diǎn)的加速度為，由牛頓第二定律可得，質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為方向沿軸正方向，故A正確；B．根據(jù)題意，質(zhì)點(diǎn)在軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為在軸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為則質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為方向與軸正方向的夾角的正切值為故B正確；CD．由AB分析可知，質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合力方向不垂直，且不在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故CD錯(cuò)誤。故選AB。12．小卯同學(xué)喜愛打籃球，一次他將籃球從地面上方B點(diǎn)以速度v斜向上拋出，恰好垂直擊中籃板上A點(diǎn)。當(dāng)他后撤到與B等高的C點(diǎn)投籃，還要求垂直擊中籃板上A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，他應(yīng)該（）A．增大拋射角θ B．減小拋射角θC．增大拋出速度v D．減小拋出速度v【答案】BC【解析】將籃球從手到籃板的運(yùn)動(dòng)過程逆向看作是平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，水平速度為v0，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有根據(jù)速度的合成與分解有兩次籃球的豎直位移y相同，所以t相同，而第二次水平位移x增大，所以v0增大，則θ應(yīng)減小，且根據(jù)可知同時(shí)應(yīng)增大拋射速度v。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題13．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)對平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，記錄被拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分，并沿水平方向和豎直方向建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示，取重力加速度大小g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出物體平拋的初速度大小為________m/s，物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s。【答案】

3##3.0

5##5.0【解析】[1]由圖可知，在豎直方向有解得水平方向，有所以[2]B點(diǎn)豎直方向的速度為所以物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置測定平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。把白紙和復(fù)寫紙疊放一起固定在豎直木板上，在桌面上固定一個(gè)上端有擋板的斜槽，先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平。每次改變豎直木板和斜槽末端的距離，讓鋼球從頂端擋板處自由滾下，通過碰撞復(fù)寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點(diǎn)A、B、C，若測得木板每次移動(dòng)距離，A、B間距離，B、C間距離。請回答以下問題：（1）為了正確完成實(shí)驗(yàn)，以下做法必要的有()A．通過鉛垂線將木板調(diào)到豎直狀態(tài)

B．每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放C．斜槽末端一定要與桌邊重合

D．選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面（2）根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為________；（用題中所給字母表示）（3）小球初速度的值為________；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）考慮到空氣阻力，計(jì)算出的小球初速度相比真實(shí)值________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

AB##BA

偏小【解析】（1）[1]A．鉛垂線的方向總是豎直向下，通過過鉛垂線將木板調(diào)到豎直狀態(tài)，確保準(zhǔn)確記錄平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向鋼球的位置，故A正確；B．為確保為同一平拋運(yùn)動(dòng)，每次應(yīng)是鋼球由同一位置從靜止開始釋放，故B正確；C．斜槽末端與桌邊重合與否，對本實(shí)驗(yàn)無影響，故C錯(cuò)誤；D．由于鋼球每次都是由同一位置靜止釋放，摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響，故D錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2]在豎直方向上，有水平方向上，有聯(lián)立解得（3）[3]代入數(shù)據(jù)為（4）[4]由于空氣阻力作用，計(jì)算出的小球初速度相比真實(shí)值偏小。四、解答題15．河寬300m，水流速度為3m/s，船在靜水速度為5m/s，則（1）以最短時(shí)間渡河，時(shí)間為多少？方向如何？（2）以最短航程渡河，渡河時(shí)間又為多少？方向如何？【答案】（1）船頭垂直河岸過河時(shí)，時(shí)間最短，60s；（2）船頭與岸邊的夾角為時(shí)，航程最短，75s【解析】（1）當(dāng)船頭垂直河岸過河時(shí)，渡河時(shí)間最短，則最短時(shí)間為（2）因船在靜水中的速度大于水流速度，則當(dāng)合速度垂直河岸時(shí)，船可以正對岸過河。當(dāng)船以最短路程過河時(shí)，合速度大小為渡河時(shí)間為船頭與岸邊的夾角為，則有解得16．如圖所示，一小球在斜面的頂端以初速度v0垂直斜面斜向上拋出，最后落到斜面上。已知斜面的傾角為α，小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。求：（1）小球落到斜面上時(shí)的水平位移和豎直位移；（2）小球從拋出到離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的時(shí)間；（3）小球離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的速度大小?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）v0tanα【解析】（1）建立如圖所示的坐標(biāo)系小球在沿斜面方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有小球在y軸上做類豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為沿斜面的距離所以小球落到斜面上的水平位移為豎直位移為（2）小球從拋出到離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的時(shí)間為（3）小球離斜面最遠(yuǎn)時(shí)只有沿x軸方向上的速度，則17．將一個(gè)物體從傾角為α=37°的斜面頂端以初速度v0=4m/s沿著水平方向拋出，之后落在斜面上。若不考慮空氣的阻力（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）。（1）求物體的飛行時(shí)間；（2）求物體落到斜面上時(shí)位移的大小?！敬鸢浮浚?）0.6s；（2）3m【解析】（1）物體做平拋運(yùn)動(dòng)落在斜面上，則有解得物體的飛行時(shí)間（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得物體落在斜面上時(shí)，豎直方向上有則物體的落點(diǎn)位移的大小為18．如圖所示，軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，C、D是傾斜傳送帶上下兩轉(zhuǎn)輪與皮帶的切點(diǎn)，傳送帶下端緊接著斜面，斜面底端有一彈性板E。已知傾斜傳送帶和斜面與水平面的夾角都為，傳送帶CD間距離，斜面長。一質(zhì)量的小滑塊在A點(diǎn)釋放后，從軌道末端B水平拋出，從C點(diǎn)以的速度沿CD方向進(jìn)入傳送帶?；瑝K與彈性板碰撞前后速度大小不變，滑塊與傳送帶和斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均為。（1）求滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間t；（2）若傳送帶靜止不動(dòng)，則滑塊與彈性板碰前瞬間的速度大小是多少？反彈后能上滑的最大距離是多少？（3）若傳送帶逆時(shí)針勻速運(yùn)行的速度大小為，請寫出滑塊與彈性板碰撞后能上滑的最大距離與之間的關(guān)系式?！敬鸢浮浚?）；（2），；（3）見解析