2020年高考物理《平抛、斜抛、类平抛问题的解决办法》专题训练及答案解析

高考物理平抛、斜抛、类平抛问题的解决办法专题训练1.（分解位移法）如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为(重力加速度为g)()Av0tan B C. D【答案】：D【解析】：如图所示，过抛出点作斜面的垂线，垂足为B，当小球落在B点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向xv0t，竖直方向ygt2，根据几何关系有tan ，解得t，故D正确，A、B、C错误。2.（分解速度法）如图所示，以水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上，则AB 之间的水平位移与竖直位移之比为（ ）A. B C. D【答案】：B【解析】：物体垂直撞到斜面上，可见在B点的速度方向与斜面垂直，对B 点小球的速度进行分解，如图所示，结合矢量三角形的关系可得：，得；，联立以上各式得：3.如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道已知重力加速度为g，则AB之间的水平距离为（）A. B. C. D.【答案】：B【解析】：小球抛出后做平抛运动，小球恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，说明小球的末速度应该沿着B点切线方向，将平抛末速度进行分解，根据几何关系得：，；故B 对4.（分解位移）如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，其第一次落点到A的水平距离为S1；从A点以水平速度3v0抛出小球，其第一次落点到A的水平距离为S2，不计空气阻力，则S1S2不可能等于（ ）A13 B16 C:1:9 D:1:12ABC【答案】：D【解析】：小球做平抛运动的落点分为3种情况，有可能两次都落在斜面上，有可能水平速度较大的落在斜面以外，速度较小的落在斜面上，也有可能两次都落在水平面上；情况1、如图所示，小球均落在斜面上；如果小球落在斜面上，可以确定小球的位移一定是沿斜面方向的；分解位移可得：;求得；可见如果小球落在斜面上，影响小球飞行时间的因素是斜面的倾角与小球抛出时的初速度；所以；情况2：如果两次小球均落在水平面上，则小球下落的高度相同，所以小球在空中飞行的时间相同即；情况3：如果小球一次落在水平面上一次落在斜面上则小球产生的水平位移之比必然介于二者之间；所以本题只有D 选项不可能；5.（分解速度）如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球完成这段飞行的时间是()A.B C. D【答案】：C【解析】：小球做平抛运动，tan ，则时间t，选项A、B错误；在水平方向上有Rsin v0t，则t，选项C正确，D错误。6.（分解位移）如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出。(1)若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度范围；(2)当击球点的高度为何值时，无论水平击球的速度多大，球不是触网就是越界？【答案】：（1）（2）【解析】：(1)设排球被水平击出后，做平抛运动若正好压在底线上，则球在空中的飞行时间：，小球在水平方向：；设排球被水平击出后正好触网；由此得排球触网的临界击球速度值：;所以球既不触网又不出界水平速度的取值范围为：2)设击球点的高度为h，当h较小时，击球速度过大会出界，击球速度过小又会触网，临界情况是球刚好擦网而过，落地时又恰好压在底线上，如图所示，则有: 由几何关系得： 7.（分解速度、分解位移综合）如图所示，x是水平方向，y是竖直方向，曲线是一段小球做平抛运动的轨迹，O、A、B三点是平抛运动轨迹上的三点， 则下列说法正确的是（ ）A、小球从O点到A点运动的时间小于小球从A点到B点的运动时间B、小球抛出点的坐标是（-5L，-L）C、小球做平抛运动的初速度大小 D、小球经过A点时的速度大小 【答案】D 【解析】【解答】平抛运动水平方向为匀速直线运动，球从O点到A点和A点到B点的水平位移相等，所以运动时间也相等，故A错误;在竖直方向上有: ，其中 ，代入求得： ，小球做平抛运动的初速度大小 ，故C错误；A点竖直方向的速度 ，则从抛出点到O点的时间为t= ，所以抛出点距离O点的水平位移为： ，抛出点的横坐标 ，抛出点离O点的竖直位移为 ，则抛出点的纵坐标为： ，所以小球抛出点的坐标是 ，故B错误；故A点的速度为 :，故D正确。 8.(分解位移)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（）A两次小球运动时间之比：1B两次小球运动时间之比：2C两次小球抛出时初速度之比：D两次小球抛出时初速度之比：2【答案】C【解析】A、B项：平抛运动在竖直方向上自由落体运动，根据，得，因为两次小球下降高度之比为1：2，由运动时间之比为，故A、B错误；C、D项：小球水平位移之比为1：2，由得：水平初速度之比，故C正确，D错误。故选：C。9.(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vavb，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()【答案】：A【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xv0t，它们的水平位移大小相等，由于vavb，所以运动时间关系为tatb，由hgt2知havb，tatb，所以有av1，轨迹为C. 若v2v1，轨迹为 D. 若v2v1，同理可得竖直方向最大高度和运动时间变大，水平位移lvxt变大，轨迹不对，选项B错误；同理可判断若v27 m/s B. v2.3 m/s C. 3 m/sv7 m/s D. 2.3 m/sv3 m/s【答案】：C【解析】小物件恰好碰到窗子上沿的墙壁，则Lv1t1，hgt，解得v17 m/s；同理，小物件恰好碰到窗子下沿的墙壁，则Ldv2t2，hHgt，解得v23 m/s.要使小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，则v的取值范围是3 m/sv7 m/s，选项C正确21.（分解位移）如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()AU1U218 BU1U214CU1U212 DU1U2116粒子在电场中做类平抛运动：轨迹1的运动学方程为：轨迹2的运动学方程为：联立1、2、3、4式得：粒子受到电场力的作用，结合牛二定律得联立6、7式得：可见粒子做类平抛运动的加速度之比就等于电压之比；故A选项正确；22.如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N+1滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则（ ）A、落到A板的油滴数 B、落到A板的油滴数 C、第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于 D、第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于 【答案】：BCD【解析】：第一滴油滴落在A板的正中央P点，该油滴做平抛运动，结合平抛运动规律可得： 第N+1滴油滴刚好能飞离电场，极板上共有N滴油滴；所以极板的带电量为两极板间的电压为两极板间的场强为第N+1滴油滴在复合场中做类平抛运动，在竖直方向的加速度大小为： ；联立1、2、7、8式得：联立：6、9式得：联立3、4、5、10式得：；故B 选项正确；第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于重力与电场力对其做功之和，由10式可知电场力的大小为重力的；第N+1滴油滴运动的过程电场力对其做功为：；重力做功为：故外力做功的总和为：；故C选项正确；第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于除重力外其它力对物体做功的总和，在本题中即为电场力对物体所作的功；即；所以油滴的机械能减少了故D选项正确；23.(2018福建宁德模拟)如图所示，区域、分别存在着有界匀强电场E1、E2，已知区域宽L10.8 m，区域宽L20.4 m，E110 V/m 且方向与水平方向成45角斜向右上方，E220 V/m且方向竖直向下。带电荷量为q1.6103 C、质量m1.6103 kg的带电小球(可视为质点)在区域的左边界由静止释放。g取10 m/s2，求：(1)小球在电场区域中运动的加速度大小和时间；(2)小球离开电场区域的速度大小和方向。【答案】：(1)10 m/s20.4 s(2)5 m/s速度方向与水平夹角为37斜向右下方【解析】：(1)小球在电场区域受到的电场力F1qE1，小球在电场区域受到的电场力和重力的合力方向水平向右，大小为F合F1cos 451.6102 N，则小球向右做匀加速直线运动，其加速度a110 m/s2，小球运动时间t1 0.4 s。(2)小球离开电场区域的水平速度v0a1t14 m/s，小球在电场区域中受到电场力和重力的合力竖直向下，其加速度a2g30 m/s2，小球在电场区域中做类平抛运动，其运动时间:t20.1 s。小球在竖直方向的分速度vya2t23 m/s，小球离开电场区域的速度v5 m/s，设小球离开电场区域的速度方向与水平方向夹角为，则tan ，得37。24(2018山西省重点中学联考)如图所示为一多级加速器模型，一质量为m1.0103 kg、电荷量为q8.0105 C的带正电小球(可视为质点)通过1、2级无初速度地进入第3级加速电场，之后沿位于轴心的光滑浅槽，经过多级加速后从A点水平抛出，恰好能从MN板的中心小孔B垂直金属板进入两板间，A点在MN板左端M点正上方，倾斜平行金属板MN、PQ的长度均为L1.0 m，金属板与水平方向的夹角为37，sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2。(1)求A点到M点的高度以及多级加速电场的总电压U；(2)若该平行金属板间有图示方向的匀强电场，且电场强度大小E100 V/m，要使带电小球不打在PQ板上，则两板间的距离d至少要多长？【答案】：(1)18.75 V(2) m【解析】：(1)设小球从A点到B点的运动时间为t1，小球的初速度为v0，A点到M点的高度为y则