适用于新高考新教材备战2025届高考物理一轮总复习第4章抛体运动与圆周运动第2讲抛体运动

第2讲抛体运动基础对点练题组一平抛运动规律的应用1.(2024全国甲卷)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中()A.机械能始终增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大2.(2024江苏无锡模拟)某人在河谷边以确定初速度水平抛出一小石块,抛出的小石块可以落在抛出点左侧的任何位置,其简化模型如图所示,下列说法正确的是()A.初速度越大,小石块落地时间越长B.初速度越大,小石块落地时间越短C.以不同的初速度水平抛出,小石块落地速度与水平方向的夹角可能相同D.初速度越大,小石块落地速度与水平方向的夹角越小题组二落点有约束条件的平抛运动3.跳台滑雪是一项英勇者的运动,某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜面AB上的B处着陆,斜面AB与水平方向夹角为30°且足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.运动员在空中相同时间内的速度变更相同B.运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比C.运动员落在B处的速度与水平方向夹角为60°D.运动员的质量越大,落点离A越远4.(多选)A、D分别是斜面的顶端和底端,B、C是斜面上的两个点,lAB=lBC=lCD,E点在D点的正上方,与A等高。从E点以确定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程,下列说法正确的是()A.球1和球2运动的时间之比为2∶1B.球1和球2动能增加量之比为1∶2C.球1和球2抛出时初速度之比为22∶1D.球1和球2运动时的加速度之比为1∶2题组三平抛运动中的临界、极值问题5.(2024广东江门一模)如图所示,正方体空间图形ABCD-A1B1C1D1的边长为1m,其下表面在水平地面上,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同的水平方向抛出,落点都在A1B1C1D1平面范围内(包括边界)。不计空气阻力,g取10m/s2,则()A.小球落在B1点时,初速度为10m/s,是抛出速度的最小值B.小球落在C1点时,初速度为5m/s,是抛出速度的最大值C.落在B1D1线段上的小球,平抛时初速度的最小值与最大值之比是1∶2D.落在B1D1线段上的小球,平抛时初速度的最小值与最大值之比是1∶26.(2024浙江绍兴联考)某农场安装的一种自动浇水装置可以简化为如图所示的模型。农田中心O点处装有高度为h的竖直细水管,其上端安装有长度为l的水平喷水嘴。水平喷水嘴可以绕轴转动,角速度为ω=g2h,出水速度v0可调整,其调整范围满意ωl≤v0≤2ωl,重力加速度大小为g,忽视空气阻力。则下列说法正确的是(A.自动浇水装置能浇灌到的农田离O点最近距离为2lB.自动浇水装置能浇灌到的农田离O点最远距离为10lC.自动浇水装置能浇灌到的农田面积为4πl2D.自动浇水装置能浇灌到的农田面积为6πl2题组四类平抛运动与斜抛运动7.(2024湖北黄石模拟)如图所示,小滑块以初速度v1从倾角θ=37°的固定光滑斜面底端A处沿斜面对上滑动,同时从A处以初速度v2斜向上抛出一个小球,经0.6s滑块滑到斜面顶端B,恰好被小球水平击中。滑块和小球均视为质点,空气阻力忽视不计,已知g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是()A.小滑块的初速度v1=3.6m/sB.小球的初速度v2=8m/sC.小球从抛出到离斜面最远处所阅历的时间为0.3sD.斜面AB的长度为3.6m8.(多选)如图所示,两个倾角分别为30°和45°的光滑斜面放在同一水平面上,两斜面间距大于小球直径,斜面高度相等。有三个完全相同的小球a、b、c,起先时均静止于同一高度处,其中b小球在两斜面之间,a、c两小球在斜面顶端。若同时释放,小球a、b、c到达水平面的时间分别为t1、t2、t3。若同时沿水平方向抛出,初速度方向如图所示,小球a、b、c到达水平面的时间分别为t1'、t2'、t3'。下列关于时间的关系正确的是()A.t1>t3>t2B.t1=t1'、t2=t2'、t3=t3'C.t1'>t2'>t3'D.t1<t1'、t2<t2'、t3<t3'综合提升练9.(2024广东梅州模拟)体育课上,某同学跳起投篮,篮球脱手后斜向上飞出,如图所示。篮球在上升过程中速度方向与水平方向的夹角θ的正切值为tanθ,不计空气阻力,关于tanθ与篮球运动时间t的关系,下列图像可能正确的是()10.(2024广东模拟)如图所示,某次排球竞赛中,排球在距网面水平距离为4.8m、距地面高度为3.24m时,运动员将排球沿垂直网面的方向以16m/s的速度水平击出。已知排球场网高2.24m,重力加速度取10m/s2,忽视空气对排球的影响,则排球越过网的瞬间()A.速度方向竖直向下B.竖直速度大小为3m/sC.恰好擦过网的上沿D.距离网的上沿0.45m11.(2024广东深圳高三校考)图甲是我国传统农具——风鼓车,图乙是其工作原理示意图。转动摇柄,联动风箱内的风叶向车斗内送风,入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗,质量大于2.0×10-5kg的谷粒为饱粒,落入第一出料口A1B;质量为1.2×10-5~2.0×10-5kg的谷粒为瘪粒,落入其次出料口A2B;质量小于1.2×10-5kg的草屑被吹出出风口。已知A1、B、A2三点在同一水平线上,A1B的宽度为0.6m,A1在H正下方,A1H的高度为0.8m,质量为2.0×10-5kg的谷粒从H漏出,恰好经B点落入A2B。设谷物从H漏出时速度为零,谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等,只考虑其所受重力和水平风力作用,重力加速度取10m/s2。甲乙(1)求谷粒从H落到出料口所阅历的时间。(2)求谷粒所受水平风力的大小。(3)若瘪粒恰好能全部落入A2B,求A2B的宽度。12.(2024广东梅州模拟)如图所示,在一次红、蓝两军的对抗模拟演习中,携带炸弹的红军飞机(可视为质点)在蓝军上空飞行,飞行高度h=500m,飞机的速率v=100m/s。蓝军地面上A点位置固定着一门高射炮(可视为质点),A点与飞机原飞行路径(直线MN)在水平面上竖直方向的投影(直线M'N')间的距离L=2000m。已知重力加速度g取10m/s2,空气对炮弹、炸弹的阻力均不计。(1)若高射炮放射2s后,炮弹正好到达直线MN上的B点,求高射炮放射炮弹的初速度方向与水平方向的夹角的正切值。(2)若红军飞机在炮弹飞过后到达B点,并且发觉高射炮的位置A点,飞行员立即驾驶飞机从B点起先在水平面内做匀速圆周运动,并在恰当的位置释放一枚炸弹,炸弹释放时具有与飞机相同的速度,炸弹正好落在A点。求飞机做圆周运动的半径大小。参考答案第2讲抛体运动1.B解析铅球被水平推出后,只有重力对铅球做功,铅球的机械能守恒,选项A错误;不计铅球受到的空气阻力,铅球只受重力,加速度等于重力加速度,平抛运动过程中重力加速度保持不变,选项B正确;铅球被水平推出后机械能守恒,铅球在平抛运动过程中铅球的重力势能减小,动能增大,速度大小增大,选项C、D错误。2.C解析落地时间长短与小石块竖直方向上的位移有关,由于落点不确定,落地时间长短无法确定,故A、B错误;依据平抛运动速度方向夹角α和位移方向夹角θ的关系tanα=2tanθ可知,当小球落在抛出点所在斜面时,落地速度与水平方向的夹角相同,与水平初速度无关,故C正确,D错误。3.A解析运动员在空中只受重力,加速度恒定,相同时间内的速度变更相同,A正确;利用平抛规律有x=v0t,h=12gt2,tan30°=hx,落点到A的距离s=hsin30°,得t=23v034.BC解析因为lAC=2lAB,则E、C的高度差是E、B高度差的2倍,依据h=12gt2得t=2hg,解得运动的时间比为1∶2,故A错误;依据动能定理得,mgh=ΔEk,知球1和球2动能增加量之比为1∶2,故B正确;球1在水平方向上的位移是球2在水平方向上位移的2倍,结合x=v0t,解得初速度之比为22∶5.D解析小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,由L=12gt2得t=2Lg,因为下落高度相同,所以平抛运动的时间相等,由几何关系可知,小球的落点离A1越近,则小球在水平方向的位移越小,小球的抛出速度越小,所以小球落在B1时的初速度不是抛出速度的最小值,落在C1时水平位移最大,为2L,由2L=v0t得v0=gL=10m/s,为抛出速度的最大值,故A、B错误;由几何关系可得B1D1线段上的点中,B1D1的中点离A1最近,B1或D1离A6.B解析水在空中做平抛运动,竖直方向有h=12gt2,解得t=2hg,水被喷出时,水平方向同时具有两个速度,沿径向向外的出水速度v0,垂直径向的水平速度v1=ωl,则水平方向的两个位移分别为s0=v0t,s1=v1t=ωlt=g2h·l·2hg=l,其中s0的范围满意ωlt=l≤s0≤2ωlt=2l,依据几何关系可知,自动浇水装置能浇灌到的农田离O点最近距离为smin=(l+l)2+l2=5l,自动浇水装置能浇灌到的农田离O点最远距离为smax=7.C解析将小球的运动逆向看作是从B到A的平抛运动,则x=v0t,y=12gt2,依据几何关系有tanθ=yx=gt2v0=34,解得v0=4m/s,小球的初速度为v2=v02+(gt)2=213m/s≠8m/s,故B错误;当小球离斜面最远时,速度方向平行于斜面,有tanθ=vyv0=34,解得vy=3m/s,则小球从离斜面最远处到B点所用时间为t'=vyg=0.3s,所以小球从抛出到离斜面最远处所阅历的时间为Δt=t-t'=0.3s,故C正确;斜面AB8.AB解析第一种状况,b小球做自由落体运动,a、c做匀加速运动,设斜面的高度为h,则对a小球有hsin30°=12gsin30°t12,对b小球有h=12gt22,对c小球有hsin45°=12gsin45°t32,由数学学问得t1>t3>t2;其次种状况,a、c两小球都做类平抛运动,沿斜面对下方向都做初速度为零的匀加速直线运动,a的加速度为gsin30°,c的加速度为gsin45°,b球做平抛运动,则对a小球有hsin30°=12gsin30°t1'2,对b小球有h=12gt2'2,对c小球有h9.C解析篮球抛出后做匀变速运动,依据题意,有tanθ=vyvx=vy0-gtvx010.B解析排球具有水平分速度,实际速度不行能竖直向下,故A错误;排球做平抛运动,运动到网正上方时用时t=4.816s=0.3s,此时竖直方向上下落高度h=12gt2=0.45m,到网上沿的距离h'=3.24m-2.24m-h=0.55m>0,故C、D错误;竖直速度大小为11.答案(1)0.4s(2)1.5×10-4N(3)0.4m解析(1)竖直方向上有h=12gt将h=0.8m代入可得t=0.4s。(2)对质量为2.0×10-5kg的谷粒,从H漏出恰好经B点,水平方向有x1=12at设风力大小为F,由牛顿其次定律F=ma代入数据,解得F=1.5×10-4N。(3)对质量等于1.2×10-5kg的瘪粒,从H漏出恰好经过A2点,设A2B宽度为x2,则有x1+x2=12a0tF=m0a0代入数据,联