《 备考指南 物理 》课件-第4章 第2讲

第四章第2讲知识巩固练习1．(2021年漳州质检)如图所示，某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10m至15m之间，忽略空气阻力，取g＝10m/s2.则球在墙面上反弹点的高度范围是()A．0.8～1.8m B．0.8～1.6mC．1.0～1.6m D．1.0～1.8m【答案】A【解析】球做平抛运动，在水平方向上x＝v0t，因为初速度是25m/s，水平位移为10～15m，所以球运动的时间是0.4～0.6s，在竖直方向上做自由落体运动，h＝eq\f(1,2)gt2，可以求得高度的范围是0.8～1.8m，故A正确．2．如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，下列说法正确的是()A．过网时球1的速度小于球2的速度B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间C．球1的速度变化率小于球2的速度变化率D．落台时，球1的重力功率等于球2的重力功率【答案】D【解析】球1和球2做平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，故A、B错误．因为平抛运动的加速度不变，都为g，可知球1和球2的速度变化率相等，故C错误．落台时，由于时间相等，则竖直分速度相等，根据P＝mgvy知，球1、球2重力的瞬时功率相等，故D正确．3．(2021年衡阳质检)如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图像是描述物体沿x方向和y方向运动的速度—时间图像，其中正确的是()【答案】C【解析】物体从O到P做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，从P到Q做匀加速直线运动，加速度a＝gsinθ，在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向上的加速度小于g.故C正确，A、B、D错误．4．某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中．现制作一个为实际尺寸eq\f(1,16)的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的()A．eq\f(1,2) B．eq\f(1,4)C．eq\f(1,8) D．eq\f(1,16)【答案】B【解析】由题意可知，水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为原来的eq\f(1,16)，则有h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，所以时间变为实际的eq\f(1,4)，则水流出的速度v＝eq\f(x,t)，由于水平位移变为实际的eq\f(1,16)，时间变为实际的eq\f(1,4)，则水流出的速度为实际的eq\f(1,4).B正确．5．(2021年连云港适应考)如图所示，A、B两小球从相同高度以相同速度大小同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球抛出的速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为()A．t B．eq\f(\r(2),2)tC．eq\f(t,2) D．eq\f(t,4)【答案】C【解析】设第一次抛出时A球的速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间的水平距离x＝(v1＋v2)t，第二次抛出时两球的速度为第一次的2倍，但两球间的水平距离不变，则x＝2(v1＋v2)t′，联立解得t′＝eq\f(t,2)，C正确．6．飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体．如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系．如图所示是第5个物体e离开飞机时，被抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图，其中不可能的是()【答案】B【解析】不计空气阻力，以地面为参考系，每个物体都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以在水平方向上，四个物体的速度总是与飞机速度相同，水平位移相同，故没有位移差，看起来在一条竖直线上；在竖直方向做自由落体运动，最先释放的物体间的距离大些，相当于同一个物体做自由落体运动时在不同时刻的位置，故A有可能，B不可能．若第5个物体e离开飞机时，c刚好落地，此时对应C图，若第5个物体e离开飞机时，d刚好落地，此时对应D图，C、D有可能．故选B．7．(2022年广东联考)在《愤怒的小鸟》游戏中，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，小鸟以自己的身体为武器，像炮弹一样去攻击肥猪们的堡垒．小鸟从距堡垒(竖直墙壁)水平距离为x处水平“射”出，一段时间后击中堡垒．重力加速度大小为g，不计空气阻力．若堡垒与小鸟“射”出的位置均足够高，则小鸟击中堡垒时的最小速度为()A．eq\r(gx) B．eq\r(2gx)C．eq\r(3gx) D．2eq\r(gx)【答案】B【解析】设小鸟“射”出时的速度大小为v0，则小鸟在空中运动的时间t＝eq\f(x,v0)，小鸟击中堡垒时的竖直速度大小vy＝gt，又小鸟击中堡垒时的速度大小v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))，整理得v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋\f(g2x2,v\o\al(2,0)))，根据数学知识，当veq\o\al(2,0)＝eq\f(g2x2,v\o\al(2,0))，即当v0＝eq\r(gx)时，小鸟击中堡垒时的速度最小，且最小速度vmin＝eq\r(2gx)，B正确，A、C、D错误．综合提升练习8．如图所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从左侧eq\f(L,2)处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘．设乒乓球运动为平抛运动，不计空气阻力，则()A．击球点的高度与网高度之比为2∶1B．乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2∶1C．乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比为1∶2D．乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2【答案】D【解析】因为乒乓球在水平方向做匀速运动，网右侧的水平位移是左侧水平位移的两倍，所以由x＝v0t知，乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍．竖直方向做自由落体运动，根据h＝eq\f(1,2)gt2可知，在网上面运动的位移和整个高度之比为1∶9，所以击球点的高度与网高之比为9∶8，A、B错误．乒乓球恰好通过网的上沿的时间为落到右侧桌边缘的时间的eq\f(1,3)，竖直方向做自由落体运动，根据v＝gt可知，球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直分速度之比为1∶3，根据v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))可知，乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比不是1∶2，C错误．乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍，Δv＝gt，所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2，D正确．9．(2021年株洲一模)如图，某城市音乐喷泉广场的水池中在半径为R的圆周上按同样方式等间隔地安装了n个规格相同的喷管，喷管与水面的夹角为θ，管口横截面积为S且与水面相平．全部开启后，经目测，空中水柱几乎都在圆心处交汇，已知水的密度为ρ，则可估算出空中水柱(不含汇聚后下落的水)的总质量为()A．eq\f(nρSR,cosθ) B．eq\f(nρSR,sinθ)C．eq\f(nρSR,2sinθ) D．eq\f(nρSR,2cosθ)【答案】A【解析】n个水管，则每个水管质量为m＝ρV，V＝Sx，x＝vt，联立解得M＝nρSvt，水平速度为vx＝vcosθ，水平方向做匀速直线运动，则有vtcosθ＝R，联立解得M＝eq\f(nρSR,cosθ)，A正确，B、C、D错误．10．(2021年嘉兴质检)如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲抛出的位置为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直．忽略空气的阻力，重力加速度为g.则下列说法正确的是()A．甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ∶1B．甲、乙两球下落的高度之比为2tan4θ∶1C．甲、乙两球的水平位移之比为tanθ∶1D．甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan2θ∶1【答案】D【解析】由小球甲的运动可知tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)，解得t＝eq\f(2v0tanθ,g)；乙球落到斜面上的速度与竖直方向夹角的正切值为tanθ＝eq\f(v0,gt′)，解得t′＝eq\f(v0,gtanθ)，则甲、乙两球在空中运动的时间之比eq\f(t,t′)＝2tan2θ∶1，故A错误；由h＝eq\f(1,2)gt2可知甲、乙两球下落的高度之比为eq\f(h,h′)＝eq\f(\f(1,2)gt2,\f(1,2)gt′2)＝4tan4θ∶1，故B错误；由x＝v0t可知甲、乙两球的水平位移之比为eq\f(x,x′)＝eq\f(v0t,v0t′)＝2tan2θ∶1，故C错误；甲球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值为tanα＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(gt,v0)＝2tanθ，乙球落到斜面上的速度与水平方向夹角的正切值为tanβ＝eq\f(v′y,v0)＝eq\f(1,tanθ)，甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为eq\f(tanα,tanβ)＝2tan2θ∶1，故D正确．11．如图所示，质量m＝2.0kg的木块静止在高h＝1.8m的水平台上，木块距平台右边缘7.75m，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2.用F＝20N的水平拉力拉动木块，木块向右运动s1＝4.0m时撤去F.不计空气阻力，g取10m/s2，求：(1)F作用于木块的时间；(2)木块离开平台时的速度大小；(3)木块落地时距平台边缘的水平距离．【答案】解：(1)拉力F作用于木块时，对木块进行受力分析，根据牛顿第二定律，有F－f＝ma，由竖直方向受力平衡得mg－FN＝0，摩擦力f＝μFN，由运动学公式有s1＝eq\f(1,2)at2，代入数据得a＝8.0m/s2，t＝1.0s.(