2017_2018学年高中物理第3章抛体运动章末检测含解析鲁科版必修220170723127.doc

第3章 抛体运动 (时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的)1在高空中有四个小球，在同一位置同时被以相同的速率v，向上、向下、向左、向右射出，经过1 s后四个小球在空中的位置构成的正确图形是图1中的()图1解析：四个小球分别做竖直上抛运动，竖直下抛运动，向左平抛运动和向右平抛运动，它们均只受重力作用，加速度均为g，故四个球的相对加速度为零，竖直方向的两个球是以相对速度2v匀速分开，水平方向的两个球也是以相对速度2v匀速分开，故选项A正确。答案：A2从高处水平抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图2所示，其中正确的是() A图(a)B图(b)C图(c) D图(d)解析：物体在飞行过程中只受重力，方向竖直向下，所以加速度的方向竖直向下，确定(b)(d)图错；在平抛运动中，速度的方向时刻改变，而图(a)中速度的方向保持不变，确定(a)图错；图(c)中速度和加速度的方向画得全部正确，应选图(c)。答案：C3.小船横渡一条河，船头方向始终与河岸垂直，若小船相对静水的速度大小不变，运动轨迹如图3所示，则河水的流速()A由A到B水速一直增大B由A到B水速一直减小图3C由A到B水速先增大后减小D由A到B水速先减小后增大解析：由题图可知，合速度的方向与小船的速度方向的夹角越来越小，如图所示。由图知v水v船tan ，又因为v船不变，故v水一直减小，B正确。答案：B4.如图4所示，A、B是竖直墙壁，现从A墙某处以垂直于墙面的初速度v0抛出一质量为m的小球，小球下落过程中与A、B进行了多次碰撞，不计碰撞过程中的能量损失。下面四个选项中能正确反映下落过程中小球的水平速度vx和竖直速度vy随时间变化关系的是() 图4图5解析：小球在竖直方向做自由落体运动，所以竖直速度vygt，B项正确；小球在水平方向速度大小不变，但方向改变，故C、D错。答案：B5.如图6所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动。当AB杆和墙的夹角为时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面滑动的速度大小为v2，则v1、v2的关系是()Av1v2 Bv1v2cos 图6Cv1v2tan Dv1v2sin 解析：把A、B两点的速度沿杆和垂直于杆的方向分解，杆不能变长或变短，故A、B两点沿杆的分速度大小相等，即v1cos v2sin ，所以v1v2tan ，故C正确。答案：C6.如图7所示，斜面上有a、b、c、d四个点，abbccd。从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点。若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则对它落在斜面上的位置下列说法正确的是()Ab与c之间某一点Bc点图7Cc与d之间某一点 Dd点解析：当初速度为2v后，如下落高度不变，则下落时间不变，水平位移为原来的两倍，即应在c点正下方。而现在落到斜面上，则运动时间变短，则水平位移变短。答案：A7.有一步枪，先后以不同的速度v1、v2、v3射出三颗子弹，各速度矢量如图8所示，则子弹射高最大和射程最远的分别是()A甲，乙图8B甲、乙、丙，丙C甲，丙D乙，甲解析：从图中可知三颗子弹的初速度的竖直分量是相等的，即v1sin 1v2sin 2v3sin 3，由y和飞行时间t可知，三颗子弹的射高和飞行时间都是相等的；从图中还可以看出子弹丙的初速度的水平分量v3cos 3最大，而三颗子弹的飞行时间相等，根据xv0cos ·t可知，子弹丙的射程最远。故选项B正确。答案：B8如图9所示，从倾角为的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，则下列说法错误的是()图9A可求M、N点之间的距离B可求小球落到N点时速度的大小和方向C可求小球落到N点时的动能D当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大解析：由图可知：tan 得：t则由ygt2和几何关系可求出MN之间的距离；再由vygt和几何关系可求得vN的大小和方向；但球的质量未知，故动能无法求出；结合运动轨迹，只有当小球速度方向与斜面平行时，球与斜面间距最大，只有C错误。答案：C二、填空题(本题共1题，共12分，把答案填在题中横线上或按要求作答)9(12分)(1)在探究平抛运动的规律时，可以选用图10所示的各种装置图，以下操作合理的是()图10A选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上的同一位置由静止释放钢球D除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，获得平抛轨迹(2)如图11所示为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长均为5 cm。如果取g10 m/s2，则：图11闪光频率是_Hz。小球运动的水平分速度的大小是_ m/s。小球经过B点时速度的大小是_ m/s。解析：(1)应通过听小球落地时发出的声音来判定两球是否同时落地，A错误；当竖直管的上端A低于水面时，水内A端同一高度处的压强在水面下降至A端之前一直保持为大气压强，从而保证从弯管内流出的水所受压力恒定，流速稳定，B正确；选用装置3时，应保证每次钢球做平抛运动时，沿同一轨迹运动，这就要求每次做平抛运动的初速度相同，即要求每次一定从斜槽上同一位置由静止释放，C错误；用数码相机每秒十几帧至几十帧照相，原理与研究平抛运动实验类似，也可以获得平抛运动的轨迹，D正确。(2)设A、B点间及B、C点间的时间间隔为T，则在竖直方向上有yBCyABgT2，T s0.1 s，所以f10 Hzvx m/s1.5 m/svBy m/s2 m/s所以vB m/s2.5 m/s答案：(1)BD(2)101.52.5三、计算题(本题包括3小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10(12分)从地面竖直上抛一物体，它在相隔1 s的时间内两次经过离地面高18.75 m的一点，取g10 m/s2。则：(1)该物体竖直上抛的初速度多大？(2)抛出后落回原抛出点的时间是多少？解析：小球运动的情景如图所示，小球先后经过A点的时间间隔t1 s，根据竖直上抛运动的对称性，小球从A点运动到最高点的时间t10.5 s，小球在A点处的速度vAgt15 m/s在OA段，由运动学公式得vA2v022gh解得v020 m/s故小球从抛出到落回抛出点所经历的时间t4 s。答案：(1)20 m/s(2)4 s11(12分)螺旋桨飞机的起飞可以分为三个阶段：第一阶段是起飞滑跑阶段；第二阶段是平飞加速阶段；第三阶段是爬升阶段。爬升阶段类似于下面一模型：在光滑的水平面内，一质量m1 kg的质点以速度v010 m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向(竖直方向)的恒力F15 N作用，直线OA与x轴成37°，如图12所示，曲线为质点的轨 图12迹图(g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)，求：(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，质点从O点到P点所经历的时间以及P点的坐标；(2)质点经过P点的速度大小。解析：(1)因为质点以速度v010 m/s沿x轴正方向运动，在x轴方向上不受力，做匀速直线运动；在y轴方向(竖直方向)受恒力F和重力作用，做匀加速直线运动。x轴方向：xPv0t，在y轴方向：yPat2，由牛顿第二定律得：a，代入数据解得：a5 m/s2质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，tan ，即到达P点的时间为t3 s，所以xPv0t30 m，yPat222.5 m，即P点坐标为(30 m,22.5 m)。(2)在y轴方向：vyat15 m/s，所以P点的速度为vP5 m/s。答案：(1)3 s(30 m,22.5 m)(2)5 m/s12(16分)从某一高度平抛一物体，若抛出2 s后物体的速度方向与水平方向成45°角，落地时的速度方向与水平方向成60°角。(取g10 m/s2)求：(1)抛出时的速度大小。(2)落地时的速度大小。(3)抛出点距地面的高度。(4)落地时的水平分位移。解析：(1)由抛出2 s后的速度方向与水平方向成45°角，得tan 45°1代入数据可得抛出时的速度大小v0gt110×2 m/s20 m/s。(2)由落地时的速度方向与水平方向成60°角，得tan 60°，解得vy2v0tan 60°20 m/s所以落地时的速度大小vt2 m/s40 m/s。(3)由vy2gt220 m/s可知落地时间t22 s所以抛出点距地面的高度Hgt22×10×(2)2 m60 m。(4)水平分位移xv0t220×2 m40 m。答案：(1)20 m/s(2)40 m/s(3)60 m(4)40 m6