【物理】2019届人教版竖直上抛运动（4）单元测试

【物理】2019届人教版竖直上抛运动（4）单元测试

竖直上抛运动（4）‎ 1. 如图所示，x轴在水平地面上，y轴竖直向上，在y轴上的P点分别沿x轴正方向和y轴正方向以相同大小的初速度抛出两个质量相等的小球a和b，不计空气阻力，若b上升的最大高度等于P点离地的高度，则从抛出到落地，有　　‎ A. a的运动时间是b的运动时间的倍 B. a的位移大小是b的位移大小的倍 C. a、b落地时的速度相同，因此动能一定相同 D. a、b落地时的速度不同，但动能相同 2. 在蹦床比赛中，运动员在空中作竖直上抛运动的时间为2s，则运动员跳离蹦床最高的高度为取　　‎ A. 5m B. 10m C. 15 m D. 20m 3. 从地面上以初速度竖直上抛物体A，相隔时间后再以初速度从同一地点竖直上抛物体B，不计空气阻力以下说法正确的是　　‎ A. 物体A、B可能在物体A上升过程中相遇 B. 物体A、B只能在物体A下降过程中相遇 C. 要使物体A、B相遇需要满足条件 D. 要使物体A、B相遇需要满足条件 4. 愤怒的小鸟是风靡全球的2D画面游戏图甲，是通过调节发射小鸟的力度与角度达到轰击肥猪堡垒的目的现简化为图乙模型：假设小鸟从离草地高度为h处用弹弓抛射，初速度斜向上且与水平方向成角，肥猪的堡垒到抛射点水平距离为L，忽略空气阻力，重力加速度为将小鸟和肥猪堡垒均视为质点则　　‎ A. 当一定时，角越大，小鸟在空中运动时间越短 B. 当角一定时，越小，其水平射程越长 ‎ C. 小鸟从开始到上升到最高点的过程中增加的势能为 D. 若，则要想击中目标，初速度应满足 1. 在某一高度以的初速度竖直上抛一个小球不计空气阻力，当小球速度大小为时，以下判断不正确的是取 　　‎ A. 小球在这段时间内的平均速度大小可能为 5 ，方向向上 B. 小球在这段时间内的平均速度大小可能为 15 ，方向向上 C. 小球在这段时间内的平均速率大小可能为 D. 小球的路程大小一定是15m 2. 竖直向上抛出一只小球，3s落回抛出点，不计空气阻力，则球的初速度是　　‎ A. B. C. D. ‎ 3. 如图，一个小球从地面竖直上抛，不计空气阻力，已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为，两次经过较高点B的时间间隔为，则A、B两点间的距离为　　‎ A. B. C. D. ‎ 4. 关于自由落体运动，平抛运动和竖直上抛运动，以下说法正确的是　　‎ A. 只有前两个是匀变速运动 B. 三种运动，在相等的时间内速度的增量大小相等，方向不同 C. 三种运动，在相等的时间内速度的增量相等 D. 三种运动在相等的时间内位移的增量相等 5. 如图所示，将小球a从地面以初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇不计空气阻力则以下说法正确的是　　‎ A. 球a竖直上抛的最大高度为h B. 相遇时两球速度大小相等 C. 相遇时球a的速度小于球b的速度 D. 两球同时落地 ‎ 1. 如图所示为运动传感器探测到小球由静止释放后撞击地面弹跳的图象，小球质量为，重力加速度，根据图象可知　　‎ A. 横坐标每一小格表示的时间是 B. 小球第一次反弹的最大高度为 C. 小球下落的初始位置离地面的高度为 D. 小球第一次撞击地面时地面给小球的平均作用力为55N 2. 下列说法正确的是　　‎ A. 物体做匀速圆周运动，它所受的合外力一定是变力 B. 物体做匀速圆周运动，它所受的合外力一定是恒力 C. 物体做匀速圆周运动，它所受的合外力方向一定指向圆心 D. 竖直上抛的物体在最高点，加速度大小为零，速度大小为零 3. 如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是　　 ‎ A. 三个物体抛出时初速度的水平分量相等 B. 三个物体抛出时初速度的竖直分量相等 C. 沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最长 D. 沿路径3抛出的物体落地的速率最小 4. 将小球从地面以初速度竖直向上抛出，运动过程中小球受到的空气阻力大小不变，最终小球又落回到地面，以地面为零势能面，则小球　　‎ A. 上升时间大于下落时间 B. 上升的最大高度小于 C. 上升过程中到达最大高度一半时其动能大于重力势能 D. 下降过程中到达最大高度一半时其动能等于重力势能 5. 一质量为100g的小球以初速度从O点斜抛射入空中，历经1s通过M点时的速度方向垂直于初速度方向，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是　　‎ A. M点为小球运动的最高点 B. 小球在M点的速度大小为 C. 初速度与水平方向的夹角的正弦 D. 从O点到M点的过程中动量的变化量大小为 1. 从水平地面竖直上抛一小石块，石块两次经过距地面40m的同一位置所用时间为2s，重力加速度，不计空气阻力，则　　‎ A. 石块上升的最大高度为 60m B. 石块在空中运动的时间为 6s C. 石块落地时的速度大小为  D. 石块落地时的速度大小为 ‎ 答案和解析 ‎【答案】‎ ‎1. D 2. A 3. B 4. C 5. D 6. C 7. D 8. C 9. C 10. AB 11. AC 12. BD 13. BC 14. BC 15. BD ‎ ‎【解析】‎ ‎1. 解：A、设P点离地的高度为做竖直上抛运动，上升过程与下落过程对称，则b上升到最大的时间为，从最高点到落地的时间为，故b运动的总时间；a做平抛运动，运动时间为；则有故A错误． B、对于b：，则得；对于a：水平位移为，a的位移为，而b的位移大小为h，则a的位移大小是b的位移大小的倍故B错误． CD、根据机械能守恒定律得：，因两球的质量相等，则两球落地时动能相同而速度方向不同，则落地时速度不同故C错误，D正确． 故选：D a做平抛运动，运动平抛运动的规律得出时间与高度的关系做竖直上抛运动，上升过程做匀减速运动，下落做自由落体运动，分两段求运动时间，即可求解时间关系；b的位移大小等于抛出时的高度根据b的最大高度，求出初速度与高度的关系，即可研究位移关系；根据机械能守恒分析落地时动能关系． 本题考查竖直运动和平抛运动的基本规律，解题关键要掌握竖直上抛和平抛两种运动的研究方法及其规律，并根据机械能守恒分析落地时动能关系．‎ ‎2. 解：竖直上抛运动的对称性特点，可知运动员在空中的最长时间为： 故运动员跳离蹦床最高的高度为： 故选：A 根据竖直上抛运动的对称性特点可知，运动员竖直上抛或自由下落的时间为空中时间的一半，据此可求出运动员跃起是最大高度． 竖直上抛运动的对称性特点，是对竖直上抛运动考查的重点，要熟练掌握和应用．‎ ‎3. 解：A、A物体上升时，A的初速度大于B的初速度，且A先抛出，所以A的位移大于B的位移，不可能在A上升的过程中相遇故B错误． B、物体A、B相遇有两种可能：：、B均在下降，A追上B；在下降，B在上升，即只能在物体A下降过程中相遇故B正确． ‎ CD、A在空中的总时间为； B在空中的总时间为 要使A、B能在空中相遇， 即得：故CD错误． 故选：B 两个物体空中都做竖直上抛运动，相遇可能有几种情况：、B均在下降，A追上B；在下降，B在上升；根据运动 规律求出两物体在空中运动的总时间两物体抛出的时间间隔必须满足条件：抛出B时A不能已经落地；不能先落地，即A在B前落由此分析间隔必须满足条件． 本题关键要判断出物体A、B只能在物体A下降过程中相遇，根据两球运动的总时间关系，分析抛出时的时间间隔．‎ ‎4. 解：A、小鸟做抛体运动，运动的时间由竖直分运动决定，为：；故当一定时，角越大，小鸟在空中运动时间越长；故A错误； B、小鸟做抛体运动，水平分运动是匀速直线运动，越小，运动的时间越短，水平分速度也越短，故水平射程越小，故B错误； C、小鸟从开始到上升到最高点的过程中增加的势能等于动能的减小量，为：，故C正确； D、若，小鸟做平抛运动，有： 解得： 即要想击中目标，初速度应满足，故D错误； 故选：C． 小鸟做抛体运动，将该运动沿着水平和竖直方向正交分解，水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是竖直上抛运动，竖直分运动决定运动的时间，水平分运动和时间决定射程． 本题关键是明确小鸟的运动性质，然后根据平行四边形定则将合运动正交分解，结合分运动的规律讨论即可．‎ ‎5. 解：A、若小球的速度方向向上，根据平均速度推论知，平均速度，方向向上，若小球的速度方向向下，根据平均速度推论知，平均速度，方向向上故AB正确． C、若小球的速度方向向上，小球的路程 ‎，运动的时间，则平均速率， 若小球的速度方向向下，小球的路程，运动的时间，则平均速率，故C正确，D不正确． 本题选不正确的，故选：D． 根据匀变速直线运动的平均速度推论求出小球在这段时间内的平均速度注意末速度的方向可能向上，可能向下． 分情况讨论，分段研究，根据运动 公式求出运动的路程和运动的时间，从而求出平均速率． 解决本题的关键掌握处理竖直上抛运动的方法，可以全过程研究，也可以分段研究注意末速度的方向可能向上，可能向下．‎ ‎6. 解：设小球的初速度是小球竖直上抛运动的总时间为t，则有：   可得： 故选：C 竖直上抛运动可分为上升和下落两个过程，由于两个过程中物体的加速度相等，位移大小相等，故用时相等，由时间与初速度的关系求解。 解决本题的关键要掌握竖直上抛的规律，并能熟练运用。也可以根据对称性，求出下落时间，再由速度公式求解。‎ ‎7. 解：根据竖直上抛运动的对称，可知物体从顶点下落A点的时间为，从顶点下落到B点的时间为 而下落过程物体做自由落体运动，则A、B两点间的距离为： 故选：D． 竖直上抛运动具有对称性，利用对称性可以得到物体从顶点到A的时间和从顶点到B点的时间，再由自由落体的规律求解． 竖直上抛运动上升和下降具有对称性，所需的时间是一样的，所以只要讨论下落过程就可以在解题时我们要充分利用对称性．‎ ‎8. 解：A、平抛运动、竖直上抛运动、斜抛运动和自由落体运动都是仅受重力，加速度为g，方向不变，都是匀变速运动故A错误； B、速度增量为，故速度增量相同，故B错误，C正确； D、做自由落体运动的位移增量为，竖直上抛运动的位移增量为，故D错误 故选：C ‎ 匀变速运动的加速度大小和方向都不变，通过受力判断各种运动的加速度是否变化，从而判断是否是匀变速运动通过，通过位移时间关系判断位移 解决本题的关键知道匀变速运动的特点，即加速度的大小和方向都不变，熟练运用运动 公式即可判断 ‎9. 解：ABC、ab两个球在相等的时间内，运动距离都是，加速度大小也相等，根据运动的对称性，得在处相遇时a球的速度刚好为0，故a求上升的最大高度为，故AB错误，C正确； D、球a：，得运动时间，得；球b：，运动的时间，，即b球先落地，故D错误； 故选：C 根据题意分析可知，ab两个球在相等的时间内，运动距离都是，加速度大小也相等，根据运动的对称性，得在处相遇时a球的速度刚好为0，而b球的速度刚好为 根据题目的介绍分析得出ab球的运动之间的关系是解答本题的关键，这要求熟练的掌握自由落体和竖直上抛运动的规律．‎ ‎10. 解：A、小球下落时做自由落体运动，加速度为g，则对下落过程可知，落地时速度为，故用时，图中对应6个小格，故每一小格表示，故A正确； B、第一次反弹后加速度也为g，为竖直上抛运动，由图可知，最大高度为：，故B正确； C、小球下落的初始位置离地面的高度为：，故C错误； D、设向下为正方向，由图可知，碰撞时间约为；根据动量定理可知：；代入数据解得：；故D错误． 故选：AB． 明确图象的性质，知道小球在下落时做自由落体运动，由图象确定落地时的速度，从而确定落地所需要的时间；再由位称公式确定下落和反弹的速度；由动量定理求解平均作用力． 本题考查图象以及动能定理的应用，正确掌握图象的性质是解题的关键，同时注意在应用动量定理时要注意先明确正方向，注意各物理量的矢量性．‎ ‎11. 解：A、匀速圆周运动受的合外力提供向心力，指向圆心，方向时刻在变化，不是恒力，故AC正确，B错误； D、竖直上抛的物体只受重力，加速度为g，所以在最高点，速度为零，加速度为故D错误． 故选：AC 匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动 向心力方向始终指向圆心，是变化的． 矢量由大小和方向才能确定的物理量，所以当矢量大小变化、方向变化或大小方向同时变化时，矢量都是变化的．‎ ‎12. 解：设任一小球初速度大小为，初速度的竖直分量为，水平分量为，初速度与水平方向的夹角为，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v． A、由，相同，不同，则不同，初速度水平分量不等，故A错误． B、取竖直向上方向为正方向，小球竖直方向上做匀减速直线运动，加速度为：， 由，得：，h相同，相同，则三个小球初速度的竖直分量相同故B正确． C、斜抛运动具有对称性，以过最高点之后的平抛为研究阶段，由运动 公式有：， 则得：，则知三个球运动的时间相等；故C错误． D、落地速度为：，由于沿路径3抛出的物体角最大，故可知其落地速度最小，故D正确． 故选：BD． 三个小球都做斜抛运动，运用运动的分解法，将其运动分解为竖直和水平两个方向研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据运动 公式列式，再进行分析． 对于斜抛运动，要能熟练运用运动的分解法进行分析，掌握相关的运动 公式是解题的基础．‎ ‎13. 解：A、上升过程：物体所受的空气阻力向下，与重力方向相同，合力大于重力，根据牛顿第二定律加速度大于g；    下落过程：空气阻力向上与重力方向相反，所以物体加速度小于g，   下落与上升两个过程的位移大小相等，根据运动 公式，由于上升的加速度大，可知，上升时间短于下落时间故A错误 B、上升过程中的加速度大于g，所以上升的最大高度：故B正确； C、上升过程中到达最大高度一半时其重力势能：，继续上升的到达最高点的过程中： 所以：故C正确； D、下降过程中到达最大高度一半时其动能：故D错误． 故选：BC 空气阻力方向总是与物体速度方向相反，分析上升阶段与下降阶段的受力情况，根据牛顿第二定律分析加速度，判断速度如何变化由运动 公式分析时间关系． 本题考查竖直上抛运动模型，弄清空气阻力方向，运用牛顿第二定律和运动 公式结合分析是关键．‎ ‎14. 解：A、设小球的初速度与水平方向之间的夹角为，由于通过M点时的速度方向垂直于初速度方向，所以在N点小球与水平方向之间的夹角为，所以M点不是小球运动的最高点故A错误； BC、小球在抛出点：，； 设在M点的速度为v，则：， 代入数据，联立得：，故BC正确； D、该过程中小球动量的变化量等于重力的冲量，所以：故D错误． 故选：BC 将小球的初速度以及在M点的速度分解，结合几何关系即可求出夹角的正弦，然后判断出M是否为最高点，以及小球在M点的速度；根据动量定理求出动量的变化． 该题结合速度的合成与分解考查动量定理，解答的关键是正确分解小球的初速度以及小球在M点的速度．‎ ‎15. 解：A、根据竖直上抛运动的对称性知，从40m高度到最高点的时间为1s，则石块能达到的最大高度为： 。故A错误； B、石块上抛的初速度为： 。 石块在空中运动的时间为：故B正确； C、D、由于不计空气的阻力，所以石块落地的速度与初速度是相等的，也是。故C错误，D正确。 故选：BD。 根据竖直上抛运动的对称性得出从40m高度到最高点的时间，从而求出40m高度与最高点之间的距离，求出石块能达到的最大高度。根据最大高度，结合速度位移公式求出石块上抛的初速度，即落地的速度。 解决本题的关键知道竖直上抛运动上升过程做匀减速直线运动，下降过程做自由落体运动，上升过程和下降过程对称。‎