2014鲁科高考物理《第3章第3节平抛运动》达标测试

2014鲁科高考物理《第3章第3节平抛运动》达标测试

第3节 平抛运动 知识点 基础 中档 稍难 平抛运动 ‎1、2‎ 研究平抛运动 ‎3‎ ‎4‎ 平抛运动规律 ‎7‎ ‎5、6‎ 综合提升 ‎8、9、10‎ ‎11、12‎ 知识点一　平抛运动 ‎1．在抗震救灾中，一架飞机水平匀速飞行．从飞机上每隔1 s释放1包物品，先后共释放4包，若不计空气阻力，从地面上观察4包物品 (　　)．‎ A．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的 C．在空中任何时刻总在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D．在空中任何时刻总在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 解析　因为不计空气阻力，物品在水平方向将保持和飞机一致的匀速运动，因而4包物品在空中任何时刻总在飞机正下方，排成竖直的直线；因为飞机高度一定，物品做平抛运动的时间相等，水平速度相等，间隔时间相等，所以它们的落地点是等间距的．‎ 答案　C 图3－3－13‎ ‎2. 在精选谷种时，常用一种叫风车的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图3－3－13 所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是 (　　)．‎ A．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些 B．谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动 C．谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不同 D．M处是谷种，N处为瘪谷 解析　由a＝知，在相同风力作用下，谷种的加速度要小于瘪谷的加速度，在出口处谷种的速度要小于瘪谷的速度，A错误；飞出洞口后，谷种和瘪谷均做平抛运动，‎ 即匀变速曲线运动，B正确；下落高度相同，运动时间也就相同，故瘪谷的水平位移要大于谷种的水平位移，所以M处为瘪谷，C、D错误．‎ 答案　B 知识点二　研究平抛运动 图3－3－14‎ ‎3. 试根据平抛运动原理，设计测量弹射器射出弹丸初速度的实验方法．提供的实验器材有弹射器(含弹丸，如图3－3－14所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．‎ ‎(1)画出实验示意图．‎ ‎(2)在安装弹射器时应注意：_________________________________.‎ ‎(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)：__________________．‎ ‎(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方法是： ______________________________________________________________.‎ ‎(5)计算公式：______________________________________________________.‎ 解析　根据研究平抛运动的实验原理，可让弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出其出射的初速度．‎ ‎(1)实验示意图如图所示．‎ ‎(2)弹射器必须保持水平，以保证弹丸的初速度沿水平方向．‎ ‎(3)应测出弹丸下降的高度y和水平位移x，如图所示．‎ ‎(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验，测量水平位移得出水平位移x的平均值，以减小误差．‎ ‎(5)因为y＝gt2，所以t＝ ，‎ 又x＝v0t，故v0＝＝ .‎ 答案　见解析 ‎4. 如图3－3－15所示，方格坐标纸的每一小格边长为‎10 cm，一物体做平抛运动时分别经过O、a、b三点，取重力加速度g＝‎10 m/s2，则下列结论正确的是 (　　)．‎ A．O点就是抛出点 图3－3－15‎ B．a点速度va与水平方向成45°角 C．速度变化量ΔvaO＝Δvba D．小球抛出速度v＝‎1 m/s E．小球经过a点的速度为 m/s F．小球抛出点的坐标为(－5，－1.25)(单位：cm，以O点为坐标原点，向下为y轴正方向，小球水平速度方向为x轴正方向)‎ 解析　由于O、a、b三点水平方向距离相等．说明tOa＝tab.若O点为抛出点，则在竖直方向连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5，而从题图看，竖直方向相等时间内位移之比为1∶2，所以O点不是抛出点，故A错误；因O到a的位移方向与水平方向成45°，所以物体经过a点时速度方向与水平方向的夹角肯定大于45°，故B错误；平抛运动是匀变速曲线运动，加速度恒定，所以相等时间内速度变化量相等，即ΔvaO＝Δvba，故C正确；根据匀变速直线运动公式g＝，得T＝ ＝0.1 s＝tOa＝tab，水平方向匀速运动，速度vx＝＝‎1 m/s，故D正确；小球经过a点时竖直方向分速度vay＝＝ m/s＝‎1.5 m/s，得va＝＝ m/s，故E正确；小球从抛出点运动到a点的时间可由vay＝gt求出，t＝＝0.15 s．若以O为坐标原点，向下为y轴正方向，小球水平速度方向为x轴正方向，可求得抛出点在(－5，－1.25)(单位：cm)处，故F正确．‎ 答案　CDEF 知识点三　平抛运动规律 图3－3－16‎ ‎5．如图3－3－16所示，将小球从坐标原点沿水平轴Ox抛出，经过一段时间到达P点，其坐标为(x0，y0)，作出小球轨迹在P点的切线并反向延长与Ox轴相交于Q点，则Q点的横坐标为 (　　)．‎ A. B. C. D. 解析　由平抛运动的推论，从O点做平抛运动的物体运动到P点时，物体就好像是从其水平位移的中点Q沿直线运动到P点一样，故OQ＝，选项C正确．‎ 答案　C 图3－3－17‎ ‎6. 如图3－3－17所示，一物体自倾角为α 的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角θ满足 (　　)．‎ A．tan θ＝sin α B．tan θ＝cos α C．tan θ＝tan α D．tan θ＝2tan α 解析　由题图得tan θ＝＝，tan α＝＝＝＝tan θ，故D正确．‎ 答案　D ‎7．为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破．飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标．求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小．(不计空气阻力)‎ 解析　炸弹脱离飞机后做平抛运动，则在水平方向上x＝v0t，在竖直方向上H＝gt2，vy＝gt，‎ 联立以上各式得水平距离x＝v0 ，‎ 速度v＝ ＝ .‎ 答案　v0 　 图3－3－18‎ ‎8．如图3－3－18所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°.在顶点把两个相同的小球 以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上．若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为 (　　)．‎ A．1∶1 B．4∶3 ‎ C．16∶9 D．9∶16‎ 解析　由平抛运动的位移规律得 ，而tan α＝，则t＝，‎ 所以有＝＝，故D正确．‎ 答案　D ‎9．做平抛运动的物体，它的速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ随着时间t变化而变化，下列关于tan θ与t关系的图象正确的是 (　　)．‎ 解析　做平抛运动的物体，其速度可沿水平方向和竖直方向分解，如图所示．则速度v与水平方向的夹角θ满足tan θ＝，而vx＝v0，vy＝gt，故tan θ＝t，B正确．‎ 答案　B ‎10．乒乓球在我国有广泛的群众基础，并有“国球”的美誉，现讨论乒乓球发球问题．已知球台长为L、网高为h，若球在球台边缘O点正上方某高度处，以一定的速度水平发出，如图3－3－19所示，球恰好在最高点时越过球网．假设乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力．则根据以上信息不可以求出(设重力加速度为g) (　　)．‎ 图3－3－19‎ A．球的初速度大小 B．发球时的高度 C．球从发出到第一次落在球台上的时间 D．球从发出到被对方运动员接住的时间 解析　由运动对称性可知，发球位置距球台的高度等于网高，发球点到球第一次落在台上P1点的水平距离为，根据平抛运动规律h＝gt2，＝v0t，可求出发球时的初速度v0和球从发出到第一次落在球台上的时间t，但由于不知道对方运动员在何处接住球，‎ 故无法求出球从发出到被对方运动员接住的时间，故选D.‎ 答案　D 图3－3－20‎ ‎11. 如图3－3－20所示，光滑斜面长为l，宽为s，倾角为α.一物体从斜面右上方P点水平射入，从斜面左下方顶点Q离开斜面，求该物体的入射初速度v0的大小．‎ 解析　物体在斜面上只受重力和支持力，合外力为mgsin α.由牛顿第二定律知，物体运动的加速度a＝gsin α，方向始终沿斜面向下，由于初速度方向与a的方向垂直，故物体在斜面上做类平抛运动．即物体在水平方向以初速度v0做匀速直线运动，沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动．物体到达斜面底端时，在水平方向上的位移l＝v0t；沿斜面向下的位移s＝at2.联立以上两式得，物体的入射初速度v0＝l .‎ 答案　l ‎12. 如图3－3－21所示，将小球甲从空中A点，以vA＝‎3 m/s的速度竖直向下抛出，同时将小球乙从A点的正下方H＝‎ ‎ ‎10 m的B点，以vB＝‎4 m/s的速度水平向右抛出．不计空气阻力，且B点离地面足够高，求两球在空中的最短距离．‎ 图3－3－21‎ 解析　设经过时间t，甲球做竖直下抛运动的位移y甲＝vAt＋gt2，‎ 乙球在竖直方向上的位移y乙＝gt2，‎ 两球在竖直方向上的距离y＝H－y甲＋y乙，‎ 两球在水平方向的距离就是乙球的水平位移，即x＝vBt，‎ 两球之间的距离s＝ ，‎ 联立以上各式代入数据得s＝ ，‎ 故当t＝1.2 s时，两球之间的距离最短为smin＝‎8 m.‎ 答案　‎‎8 m