【物理】2020届一轮人教版专题4-5平抛运动（基础篇）作业
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练
第四部分 曲线运动
专题4.5平抛运动（基础篇）
一．选择题
1. （2019四川成都七中质检）套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3m的20cm高的竖直细杆，即为获胜一身高1.7m老人从距地面1m高度水平抛出圆环，圆环半径为8cm：要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为（g取10m/s2）（ ）
A.7.4 m/s B.7.8 m/s C.8.2 m/s D. 8.6 m/s
【名师解析】根据得，。
则平抛运动的最大速度，最小速度，则。故B正确。
【参考答案】B
【名师点拨】根据高度差求出平抛运动的时间，结合水平位移的关系和时间求出平抛运动的初速度范围．解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住水平位移的范围得出速度的范围．
2（2019湖南衡阳三模）如图所示，地画面上固定有一半径为R的半圆形四，O为圆心、AB为水平直径、现将小球（可视为质点）从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点：若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点，C、D两点等高，OC与水平方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．v1：v2＝l：4
B．小球从开始运动到落到凹槽上的过程中，其两次的动量变化量相同
C．小球落在凹槽上时，其两次的重力的瞬时功率不同
D．小球落到C点时，速度方向可能与该处凹槽切面垂直
【参考答案】B
【名师解析】过C与D分别做AB的垂线，交AB分别与M点与N点，如图：则：OM＝ON＝R•cos60°＝0.5R，所以：AM＝0.5R，AN＝1.5R。由于C与D点的高度是相等的，由：h＝gt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移：x＝v0t
可得：＝．选项A错误；它们速度的变化量：△v＝gt，二者运动的时间是相等的，则它们速度的变化量也相等，选项B正确；两次的位移分别为：AD和AC，显然AC≠2AD，所以前后两次的平均速度之比不等于1：2．选项C错误；球落到C点时，若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC，O点应为AM的中点，显然不是，选项D错误。
3．(2019·嘉兴联考)羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则( )
A．击中甲、乙的两球初速度v甲＝v乙
B．击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙
C．假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓
D．击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大
【参考答案】B
【名师解析】 由题图可知，甲、乙两鼓的高度相同，所以羽毛球到达两鼓用时相同，但由于离林丹的水平距离不同，甲鼓的水平距离较远，所以由v＝可知，击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙，故A错误，B正确；由题图可知，甲、丁两鼓不在同一直线上，所以用相同速度发球不可能到达丁鼓，故C错误；由于丁、丙两鼓高度相同，但由图可知，丁鼓离林丹的水平距离最大，所以击中丁鼓的初速度一定大于击中丙鼓的初速度，故D错误。
4．（3分）(2019浙江台州模拟)在离地面某高处，第一次将小球以初速度v0水平抛出，第二次沿着小球在空中的运动轨迹设置一条光滑轨道，改为将小球在此轨道上与第一次同一高度静止释放。已知小球运动过程始终不脱离轨道，不计空气阻力。比较两次小球的运动，以下说法正确的是（ ）
A．运动时间相等
B．着地时的速度大小相等
C．着地时的速度方向相同
D．在竖直方向的分运动都是自由落体运动
【参考答案】.C
【命题意图】 本题考查对平抛运动和沿光滑抛物线轨道运动的理解及其相关的知识点。
【解题思路】由于第一次小球做平抛运动，在竖直方向不受力，做自由落体运动，而第二次时小球受到轨道的作用力沿竖直向上方向的分力，所以第二次运动的时间一定较大，即第二次沿光滑轨道运动的时间长，选项A错误。第一次小球做平抛运动，初速度为v0，第二次小球沿光滑轨道运动，初速度为0，由机械能守恒可知，在光滑轨道的任意位置，第一次时的机械能都大于第二次时的机械能，所以在任意高度第一次小球的速度都大于第二次小球的速度，着地时的速度第一次大，选项B错误；由于两次小球运动轨迹相同，所以两次着地时的速度方向相同，选项C正确；由于第二次沿光滑轨道运动时，在竖直方向小球受到轨道的作用力，竖直方向不是自由落体运动，选项D错误。
【关键点拨】该题中，虽然两次运动的轨迹是相同的，但注意到第二次时，小球始终受到轨道对小球的支持力是解答的关键。
5. (2018·诸暨市调研)a、b两个物体做平抛运动的轨迹如图5所示，设它们抛出时的初速度分别为va、vb，从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb，则( )
A．va＝vb B．va
tb D．taha，因为h＝gt2，所以taxb，所以va>vb，选项D正确．
6. (2018年全国第一次大联考15题)如图所示，在距地面高为h=0.4 m处，有一小球A以初速度v0水平抛出如图甲所示，与此同时，在A的右方等高处有一物块B以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下如图乙所示，若A、B同时到达地面，A、B均可看作质点，空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2，则v0的大小是（ ）
A．1 m/s B． m/s C．2 m/s D．2 m/s
【参考答案】．A
【名师解析】A球做平抛运动，则，B物块沿斜面做匀变速直线运动，则，根据，由①②得，。
7．.(2018·河南部分重点中学联考)某同学玩飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出时的初速度va>vb，不计空气阻力，则两支飞镖插在竖直靶上的状态(俯视图)可能是( )
【参考答案】 A
【名师解析】 两只飞镖a、b都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有x＝v0t，它们的水平位移大小相等，由于va>vb，所以运动时间关系为tavb，ta C．k= D．k>
【参考答案】A
【名师解析】
设连接A球的绳长为L，以速度vA水平抛出，，，，得，同理得，因此有，A项正确。
20.(2016福建质检)如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力。与b球相比，a球（ ）
A．初速度较大 B．速度变化率较大
C．落地时速度一定较大 D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大
【参考答案】.D
【名师解析】：根据题述,两球水平位移相等.。由于a球抛出时的高度较b球的高，由h= gt2可知a球飞行时间t长，由x=v1t可知，a球的初速度v1
一定小，选项A错误。两球都只受重力，加速度都是g，其速度变化率 =g，相同，选项B错误。小球落地时速度v是水平速度与竖直速度的合速度，a球的初速度（水平速度）小，竖直速度大，所以不能判断哪个小球落地速度大，a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，选项C错误D正确。
21． 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为正方形ABCD，若在A点以初速度v0沿AB方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的C点，已知AB的长度为l，忽略空气阻力．则（ ）
A．小球下落的时间t＝ B．坑的深度AD＝
C．落到C点的速度大小为v0 D．落到C点时速度方向与水平面成60°角
【参考答案】.AB
【名师解析】：.小球做平抛运动的水平位移l＝v0t，则小球下落的时间为t＝，A项正确；小球在竖直方向的位移y＝gt2＝，B项正确；落到C点时，水平分位移与竖直分位移大小相等，即v0t＝t，所以vy＝2v0，落到C点时速度大小v＝＝v0，方向与水平面的夹角的正切值为tan θ＝＝2，不等于60°，选项C、D错误．2·
二．计算题
1.如图所示，在投球游戏中，小明坐在可沿竖直方向升降的椅子上，停在不同高度处将小球水平抛出落入固定的球框中。已知球框距地面的高度为h0，小球的质量为m，抛出点与球框的水平距离始终为L，忽略空气阻力。（1）小球距地面高为H0处水平抛出落入球框，求此过程中小球重力势能的减少量；
（2）若小球从不同高度处水平抛出后都落入了球框中，试推导小球水平抛出的速度v与抛出点高度H之间满足的函数关系；
（3）为防止球入框时弹出，小明认为球落入球框时的动能越小越好。那么，它应该从多高处将球水平抛出，可以使小球入框时的动能最小？并求该动能的最小值。
【名师解析】（1）小球重力势能的减少量为mg(H0-h0)
（2）设小球做平抛运动的时间为t，则
解得 (H>h0) 或
（3）机械能守恒
EK=+mg（H-h0）
当H=h0+L/2时，EK有极小值。
得EKmin= mgL。
2.(2018·宁波市模拟)如图所示，水平平台AO长x＝2.0 m，槽宽d＝0.10 m，槽高h＝1.25 m，现有一小球从平台上A点水平射出，已知小球与平台间的阻力为其重力的0.1倍，空气阻力不计，g＝10 m/s2.求：
(1)小球在平台上运动的加速度大小；
(2)为使小球能沿平台到达O点，求小球在A
点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间；
(3)若要保证小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P点，求小球离开O点时的速度大小．
【参考答案】．(1)1 m/s2 (2)2 m/s 2 s (3)0.2 m/s
名师解析 (1)设小球在平台上运动的加速度大小为a，
则a＝，代入数据得a＝1 m/s2.
(2)小球到达O点的速度恰为零时，小球在A点的出射速度最小，设小球的最小出射速度为v1，
由0－v＝－2ax，得v1＝2 m/s
由0＝v1－at，得t＝2 s.
(3)设小球落到P点，在O点抛出时的速度为v0，
水平方向有：d＝v0t1
竖直方向有：h＝gt
联立解得v0＝0.2 m/s.
3．(9分)(2018·温州市期中)《公安机关涉案枪支弹药性能鉴定工作规定》指出，不能发射制式弹药的非制式枪支，其所发射弹丸的枪口比动能大于等于1.8 J/cm2都认定为枪支．枪口比动能是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积．现有一玩具枪，其枪管长度L＝20 cm，枪口直径d＝6 mm，子弹质量为m＝2 g．在测试中，让玩具枪在高度h＝1.8 m处水平发射，实测子弹射程为12 m，不计子弹受到的阻力，g＝10 m/s2，求：
(1)子弹出枪口的速度大小；
(2)此玩具枪是否能被认定为枪支？请计算说明．
(3)假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力，试求此推力大小．
【名师解析】 (1)子弹离开枪口后做平抛运动，运动时间
t＝＝0.6 s
由x＝vt得
v＝＝20 m/s
(2)子弹出枪口瞬间具有的动能Ek＝mv2＝0.4 J
枪口比动能为≈1.42 J/cm2<1.8 J/cm2
故不能认定为枪支．
(3)子弹在枪管内做匀加速运动，由v2＝2aL
得a＝＝1 000 m/s2
由牛顿第二定律得F＝ma＝2 N
