人教版物理高一下册 抛体运动单元测试卷(解析版)

一、第五章 抛体运动易错题培优（难）1．如图所示，一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。

O 为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R ，OB 与水平方向夹角为30°，重力加速度为g ，不计空气阻力，则小球抛出时的初速度大小为（ ）A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意，小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点，可知速度的方向与水平方向成600角，根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系，再根据水平位移与初速度及时间的关系，联立即可求得初速度。

【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点，可知速度的方向与水平方向成60°角，则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动，则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移关系、速度关系进行求解。

2．如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v 匀速运动,当光盘由A 位置运动到图中虚线所示的B 位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球A ．竖直方向速度大小为cos v θB ．竖直方向速度大小为sin v θC ．竖直方向速度大小为tan v θD ．相对于地面速度大小为v 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v ，由数学三角函数关系，则有：sin v v v θ==球线，而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故B 正确，AC 错误；球相对于地面速度大小为()22sin v v v θ'=+D 错误．【点睛】对线与CD 光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有逆着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为CD 光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解．3．一小船在静水中的速度为4m/s ，它在一条河宽160m ，水流速度为3m/s 的河流中渡河，则下列说法错误的是（ ）A ．小船以最短位移渡河时，位移大小为160mB ．小船渡河的时间不可能少于40sC ．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为120mD ．小船不可能到达正对岸 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AD ．船在静水中的速度大于河水的流速，由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸，所以小船能垂直河岸正达对岸。

合速度与分速度如图当合速度与河岸垂直，渡河位移最短，位移大小为河宽160m。

选项A正确，D错误；BC．当静水中的速度与河岸垂直时，渡河时间最短，为160s40s4mincdtv===它沿水流方向的位移大小为340m120mminx v t==⨯=水选项BC正确。

本题选错误的，故选D。

4．如图所示，从倾角θ=37°的斜面上方P点，以初速度v0水平抛出一个小球，小球以10m/s的速度垂直撞击到斜面上，过P点作一条竖直线，交斜面于Q点，则P、Q间的距离为（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）（）A．5.4m B．6.8m C．6m D．7.2m【答案】B【解析】【分析】【详解】设小球垂直撞击到斜面上的速度为v，竖直速度为v y，由几何关系得sin37cos37yvvvv︒=︒=解得sin376m/scos378m/syv vv v=︒==︒=设小球下落的时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得，竖直分速度ygt=v解得t =0.8s竖直方向212y gt =水平方向0x v t =设P 、Q 间的距离为h ，由几何关系得tan37h y x =+︒解得h =6.8m选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5．如图所示，在一倾角为ϕ的斜面底端以一额定速率0v 发射物体，要使物体在斜面上的射程最远，忽略空气阻力，那么抛射角θ的大小应为（ ）A ．42πϕ-B ．4πϕ-C ．42πϕ+D ．4πϕ+【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】以平行于斜面为x 轴，垂直于斜面为y 轴，发射点为原点，建立平面直角坐标系，由运动学方程得() ()221cos sin21sin cos02x v t g ty v t g tθϕϕθϕϕ⎧=-⋅-⋅⎪⎪⎨⎪=-⋅-⋅=⎪⎩解得()22sin2sincosvxgθϕϕϕ--=⋅显然当42πϕθ=+时()2max1sinvxgϕ=+。

故选C。

6．甲、乙两船在静水中航行的速度分别为v甲、v乙，两船从同一渡口向河对岸划去。

已知甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，则甲、乙两船渡河所用时间之比为（）A．vv甲乙B．vv乙甲C．2vv⎛⎫⎪⎝⎭甲乙D．2vv⎛⎫⎪⎝⎭乙甲【答案】D【解析】【详解】如图所示，当v甲与河岸垂直时，甲渡河时间最短，合速度偏向下游，到达对岸下游某点。

乙船应斜向上游，才有最短航程，因两船抵达对岸的地点恰好相同，所以乙船不是垂直河岸过河，最短航程时v v⊥乙乙合。

由x vt=知，t与v成反比，所以有2sinsinsinvvtvt vθθθ===水甲乙合水乙甲合由图可看出tan cosv vv vθθ==水乙甲水，，代入上式得2t v t v ⎛⎫= ⎪⎝⎭甲乙乙甲 故D 项正确，ABC 错误。

7．如图所示，斜面ABC 放置在水平地面上，AB =2BC ，O 为AC 的中点，现将小球从A 点正上方、A 与F 连线上某一位置以某一速度水平抛出，落在斜面上．己知D 、E 为AF 连线上的点，且AD=DE=EF ，D 点与C 点等高．下列说法正确的是A ．若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的飞行时间由初速度大小决定B ．若小球从D 点抛出，有可能垂直击中O 点C ．若小球从E 点抛出，有可能垂直击中O 点D ．若小球从F 点抛出，有可能垂直击中C 点 【答案】AD 【解析】 【详解】A ．假设∠A 的为θ，若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，将落点的速度分解在水平方向和竖直方向，则：0tan y θ=v vy gt =v所以，解得：tan v t g θ=角度是确定的1tan 2BC AB θ== 可以解得：2v t g=所以小球的飞行时间由初速度大小决定．故A 正确．BCD ．若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的飞行时间由初速度大小决定．水平方向的位移：2000022v v x v t v g g==⋅=竖直方向的位移：222002211()22v v y gt g x AD g g=====则抛出点距离A 点的距离为：33'tan 22y y x y AD θ=+== 所以若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的水平位移和竖直位移相等． 垂直击中O 点，有：12o x AB BC AD ===，则3'2o y AD =即在DE 的中点抛出才有可能垂直击中O 点，故小球从D 点、E 点抛出均不能垂直击中O 点，故BC 错误． 垂直击中O 点，有：2C x AB AD ==，则3'32C C y x AD ==即小球从F 点抛出，有可能垂直击中C 点．故D 正确．8．如图所示，在竖直平面内坐标系中的第一象限内有沿x 轴正方向的恒定风力，将质量为0.1kg m =小球以初速度04m/s v =从O 点竖直向上抛出，到达最高点的位置为M 点，落回x 轴时的位置为N （图中没有画出），若不计空气阻力，坐标格为正方形，g 取210m/s ，则（ ）A ．小球在M 点的速度大小为5m/sB ．位置N 的坐标为(120)，C ．小球到达N 点的速度大小为410m/sD ．风力大小为10N 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．设正方形的边长为0s ，小球竖直方向做竖直上抛运动有01v gt =解得10.4s t =0122v s t =水平方向做匀加速直线运动有10132v s t =解得小球在M 点的速度大小为16m/s v =选项A 错误；B ．由竖直方向运动的对称性可知，小球再经过1t 到达x 轴，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，位置N 的坐标为（12，0），选项B 正确；C ．到N 点时竖直分速度大小为04m/s v =，水平分速度1212m/s x N v a t v ===水平小球到达N 点的速度大小为2220410m/s x v v v =+=选项C 正确； D ．水平方向上有11v at =解得215m/s a =水平所以风力大小1.5N F ma ==水平选项D 错误。

故选BC 。

9．如图所示，船停在平静的河水中，人在岸上拉船，人匀速向左的速度为v ，则（ ）A ．船在河中做匀速直线运动，速度也为vB ．船在河中做匀减速直线运动C ．船在河中做加速度增加的加速直线运动D ．斜绳与水平成30时，2:3v v =人船 【答案】CD【解析】 【分析】 【详解】AB ．由题意知，船的速度方向水平向左。

现在将船的速度分解到两个方向，沿着绳子向上的1v 和垂直于绳子向下的2v ，其中1v v =则根据几何关系可知cos cos v vv θθ==人船 随着人向左拉绳子，船也在水平向左运动，θ角逐渐变大，则可知v 船逐渐增大，所以船在河中做加速运动，所以AB 错误；C ．由AB 选项分析可知，船在河中做加速运动。

设河岸高为h ，传到岸边的绳长为l ，岸到船的距离为x ，则由数学知识推导为cos v v θ=船 2v l ω=，2tan v v θ=由加速度的定义式可得2223d()d sin sin cos d d cos cos v v v v a tt l θθθωθθ===⋅= 又由几何关系可得sin hl θ=，cos x lθ= 得223v h a x=所以当船在河中向左运动时，x 逐渐减小，a 逐渐增大，则船在河中做加速度增加的加速直线运动，所以C 正确； D ．由AB 选项分析可知cos v v θ=人船 则当30θ=时2:v v =人船所以D 正确。

故选CD 。

10．如图（a ），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v 表示他在竖直方向的速度，其v-t 图像如图（b ）所示，t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻．则A ．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B ．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C ．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D ．竖直方向速度大小为v 1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．由v -t 图面积易知第二次面积大于等于第一次面积，故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离，所以，A 错误；B ．由于第二次竖直方向下落距离大，由于位移方向不变，故第二次水平方向位移大，故B 正确C ．由于v -t 斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由0v v a t-= 易知a 1>a 2，故C 错误D ．由图像斜率，速度为v 1时，第一次图像陡峭，第二次图像相对平缓，故a 1>a 2，由G -f y =ma ，可知，f y 1<f y 2，故D 正确11．如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d 时（图中B 处），下列说法正确的是A．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB．小环到达B处时，重物上升的高度也为dC．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC【解析】【分析】【详解】由题意，释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg，所以A正确；小环到达B处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即2h d d∆=-，所以B错误；根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环A 速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：A Bv cos vθ=，即12ABvv cosθ==，所以C正确，D错误．【点睛】应明确：①对与绳子牵连有关的问题，物体上的高度应等于绳子缩短的长度；②物体的实际速度即为合速度，应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解，然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解．12．如图所示，一小球自平台上水平拋出，恰好落在临近平台的一倾角α=53°的固定斜面顶端，并刚好无碰撞地沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0. 8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0. 8，cos53°=0. 6，则小球平拋运动的（）A．水平速度03/v m s=B．水平速度4/v m s=C．水平位移x=1.2m D．水平位移x=1. 6m【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB ．小球做平抛运动，竖直方向上，有22y v gh =解得4m/s y v =小球落到斜面上时方向与斜面平行，可得0tan53y v v ︒=解得v 0=3m/s故A 正确，B 错误；CD ．小球做平抛运动的时间0.4s y v t g ==水平位移 x =v 0t =1.2m故C 正确，D 错误。