2021高考物理（选择性考试）人教版一轮规范演练：16 平抛运动的规律及其应用

2021高考物理（选择性考试）人教版一轮规范演练：16 平抛运动的规律及其应用

www.ks5u.com 规范演练16　平抛运动的规律及其应用 ‎[抓基础]‎ ‎1．(2019·泰安一模)如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．篮球两次撞墙的速度可能相等 B．从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短 C．篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等 D．抛出时的动能，第一次一定比第二次大 解析：将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，第二次下落的高度较小，所以运动时间较短，故B正确．由于水平射程相等，由x＝v0t得知第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞墙的速度较大，故A错误．由vy＝gt可知，第二次抛出对速度的竖直分量较小，故C错误．根据速度的合成可知，不能确定抛出时的速度大小关系，动能大小不能确定，故D错误．‎ 答案：B ‎2．(2017·江苏卷)如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为(　　)‎ A．t　　　　　　 B．t C． D． 解析：设第一次抛出时A球速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间水平距离x＝(v1＋v2)t，第二次两球速度为第一次的2倍，但水平距离不变，则x＝2(v1＋v2)T，联立得T＝，所以C正确，A、B、D错误．‎ 答案：C ‎3.(多选)(2019·临沂统考)如图所示，某同学站定在某处向着前方墙上的靶子练习投掷飞镖，飞镖的运动可近似看成平抛运动，当飞镖以一定速度在某高度投出时正中靶心，现让飞镖以更大的速度飞出，为了仍能击中靶心，下列做法正确的是(　　)‎ A．保持投掷位置到靶心的水平距离不变，适当增加投掷 高度 B．保持投掷位置到靶心的水平距离不变，适当降低投掷高度 C．保持投掷高度不变，适当后移投掷点 D．保持投掷高度不变，适当前移投掷点 答案：BC ‎4．如图是对着竖直墙壁沿水平方向抛出的小球a、b、c的运动轨迹，三个小球到墙壁的水平距离均相同，且a和b从同一点抛出．不计空气阻力，则(　　)‎ A．a和b的飞行时间相同 B．b的飞行时间比c的短 C．a的水平初速度比b的小 D．c的水平初速度比a的大 答案：D ‎5．(2018·全国卷Ⅲ)在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的(　　)‎ A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍 答案：A ‎6．(2019·山西省实验中学质检)如图所示，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以初速度v0水平抛出，同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为30°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，不计空气阻力，则甲运动的水平距离为(　　)‎ A．h B．h C．h D．2h 解析：甲做平抛运动的时间t＝，乙沿斜面下滑的加速度a＝‎ eq f(mgsin 30°,m)＝g，根据2h＝v0t＋at2，代入数据得v0t＝2h－×g×＝h，即甲运动的水平距离x 甲＝v0t＝h，选项A正确． ‎ 答案：A ‎7．(2019·广州测试)如图所示，某次军事演习中，轰炸机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放两颗炸弹，分别击中山坡上的M点和N点．释放两颗炸弹的时间间隔为Δt1，击中M、N的时间间隔为Δt2，不计空气阻力，则(　　)‎ A．Δt2＝0 B．Δt2＜Δt1‎ C．Δt2＝Δt1 D．Δt2＞Δt1‎ 解析：由题意可知释放两颗炸弹的时间间隔为Δt1，即释放位置两点间距为Δx＝v0Δt1，落点M、N水平位移Δx′＝v0Δt2，若第二颗炸弹落到与M点相同的高度，此时两炸弹的水平距离为Δx，可知Δx＞Δx′，故Δt1＞Δt2，选项B正确．‎ 答案：B ‎8．(2019·江苏如东测试)某同学玩飞镖游戏，先后将两支飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度va＞vb，不计空气阻力，则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是(　　)‎ A　　 B　　　 C　 　D 解析：因va＞vb，则根据t＝可知ta＜tb；根据h＝gt2，知ha＜hb；设飞镖与竖直靶的夹角为θ，根据tan θ＝＝，对于飞镖a，时间短，初速度大，则tan θa＞tan θb，所以θa＞θb，故C正确．‎ 答案：C ‎[提素养]‎ ‎9．(多选)宇航员在某星球表面做平抛运动，测得物体离星球表面的高度随时间变化的关系如图甲所示，水平位移随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　 图甲　　　　　图乙 A．物体抛出的初速度为5 m/s B．物体落地时的速度为20 m/s C．星球表面的重力加速度为8 m/s2‎ D．物体受到星球的引力大小为8 N 解析：由题图乙可知，物体平抛运动的初速度为5 m/s，选项A正确；由题图甲可知，物体在竖直方向经过2.5 s的位移为25 m，则星球表面重力加速度g＝＝8 m/s2，选项C正确；落地时竖直速度vy＝gt＝20 m/s，选项B错误；由于物体质量不知，无法求出物体受到的引力，选项D错误．‎ 答案：AC ‎10.(2019·河南孟津县第二高级中学月考)甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲、乙两球分别以v1、v2‎ 的速度沿同一方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是(　　)‎ A．同时抛出，且v1＜v2‎ B．甲比乙后抛出，且v1＞v2‎ C．甲比乙早抛出，且v1＞v2‎ D．甲比乙早抛出，且v1＜v2‎ 答案：D ‎11.(多选)(2019·莆田期中)如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．若小球以最小位移到达斜面，则t＝ B．若小球垂直击中斜面，则t＝ C．若小球能击中斜面中点，则t＝ D．无论小球怎样到达斜面，运动时间均为t＝ 解析：过抛出点作斜面的垂线CD，如图所示，当小球落在斜面上的D点时，位移最小．‎ 设运动的时间为t，在水平方向有x＝v0t，在竖直方向有y＝gt2；‎ 根据几何关系有＝tan θ，即有＝tan θ，解得t＝，故选项A正确．若小球垂直击中斜面时速度与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝，得t＝，故选项B正确．若小球能击中斜面中点时，小球下落的高度设为h，水平位移设为x，由几何关系可得tan θ＝＝＝，得t＝，故选项C、D错误．‎ 答案：AB ‎12.(2019·湖南祁阳测试)如图所示，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出．若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点．已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则(　　)‎ A.＝ B.＝ C.＝· D.＝· 解析：设圆弧MN的半径为R.在a点，根据Rcos α＝gt，得t1＝ ‎，则va＝＝Rsin α；在b点，根据Rcos β＝gt，得t2＝，则vb＝＝Rsin β ；解得＝ ，故选项D正确．‎ 答案：D ‎13.(2019·河南孟津县第二高级中学月考)如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时静止释放顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直斜面的方向在斜面P点处击中滑块．(小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：‎ ‎(1)抛出点O离斜面底端的高度；‎ ‎(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ.‎ 解析：(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy，由几何关系得：‎ ＝tan 37°.①‎ 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vy＝gt，②‎ 竖直方向y＝gt2，③‎ 水平方向x＝v0t.④‎ 设抛出点到斜面最低点的距离为h，由几何关系得 h＝y＋xtan 37°，⑤‎ 由①②③④⑤得：h＝1.7 m.‎ ‎(2)在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得 s＝l－，⑥‎ 设滑块的加速度为a，由运动学公式得 s＝at2.⑦‎ 对滑块，由牛顿第二定律得 mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma，⑧‎ 由①②③④⑥⑦⑧得：μ＝0.125.‎ 答案：(1)1.7 m　(2)0.125‎ ‎14.如图所示，排球场总长为18 m，设球网高度为2 m，运动员站在离网3 m的线上，正对网向上跳起将球水平击出．(不计空气阻力，g取10 m/s2)‎ ‎(1)设击球点在3 m线正上方高度为2.5 m处，试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不越界？‎ ‎(2)若击球点在3 m线正上方的高度小于某个值，那么无论击球的速度多大，球不是触网就是越界，试求这个高度．‎ 解析：(1)如图甲所示，设球刚好擦网而过，则击球点到擦网点的水平位移x1＝3 m，竖直位移y1＝h2－h1＝(2.5－2) m＝0.5 m ‎，根据位移关系x＝vt，y＝gt2，可得v＝x，代入数据可得v1＝3 m/s，即所求击球速度的下限．‎ 图甲 设球刚好打在边界线上，则击球点到落地点的水平位移x2＝12 m，竖直位移y2＝h2＝2.5 m，代入速度公式v＝x，可求得v2＝12 m/s，即击球速度的上限．欲使球既不触网也不越界，则击球速度v应满足3 m/s≤v≤12 m/s.‎ ‎ (2)设击球点高度为h3时，球恰好既触网又压线，如图乙所示．‎ 图乙 设此时球的初速度为v3，击球点到触网点的水平位移x3＝3 m，竖直位移y3＝h3－h1＝h3－2 m，代入速度公式v＝x，可得v3＝3；同理对压线点有x4＝12 m，y4＝h3，代入速度公式v＝x，可得v3＝12，联立解得h3≈2.13 m，即当击球高度小于2.13 m时，无论球被水平击出的速度多大，球不是触网，就是越界．‎ 答案：见解析