第五章 抛体运动 期中考试热身卷-2022-2023高一下学期物理人教版（2019）必修二册（含解析）

第五章 抛体运动 期中考试热身卷
本试卷共4页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图，小球在光滑的水平桌面上沿方向做直线运动，若运动至点时给小球施加一恒力，关于此后小球的运动轨迹及速度变化分析正确的是( )
A. 可能沿轨迹，速度减小
B. 可能沿轨迹，速度增大
C. 可能沿轨迹，速度减小
D. 轨迹或都有可能，速度都增大
2. 质量为的质点在平面上运动，方向的速度时间图像和方向的位移时间图像分别如图所示，则质点( )
A. 初速度为
B. 所受合外力为
C. 做匀变速直线运动
D. 初速度的方向与合外力的方向垂直
3. 如图所示，、两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端，当物体以速度向左运动时，系、的绳分别与水平方向成、角，此时物体的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
4. 如图所示，绕杆点以一定的角速度由竖直位置开始顺时针匀速旋转，并带动套在水平杆上的光滑小环运动．则小环在水平杆上运动时速度大小的变化情况是( )
A. 保持不变
B. 一直增大
C. 一直减小
D. 先增大后减小
5. 年月日，中国女排以十一连胜夺得女排世界杯冠军，成为世界三大赛的“十冠王”。如图，在对阵阿根廷队的比赛中，朱婷接队友的传球，在网前处起跳，从离地面高度处将球以的速度水平击出，击出时速度方向垂直于球网所在的竖直面，对方防守球员刚好在朱婷进攻路线的网前，从某一时刻开始起跳拦网，结果拦网失败。已知对方防守球员在地面上直立和起跳拦网时能触及的最大高度分别为和，防守球员可利用身体任何部位进行拦网，重力加速度。关于对方防守队员拦网失败的原因，下列说法正确的是（ ）
A. 对方防守队员的起跳时刻可能比朱婷击球时刻早了
B. 对方防守队员的起跳时刻可能比朱婷击球时刻早了
C. 对方防守队员的起跳时刻可能比朱婷击球时刻晚了
D. 对方防守队员的起跳时刻可能比朱婷击球时刻晚了
6. 如图所示是运动员将网球在边界处正上方点水平向右击出，恰好过网的上边沿落在点的示意图，不计空气阻力，已知，网高，，重力加速度为，下列说法中正确的是( )
A. 落点距离网的水平距离为
B. 网球的初速度大小为
C. 若击球高度低于，无论球的初速度多大，球都不可能落在对方界内
D. 若保持击球高度不变，球的初速度只要不大于，一定落在对方界内
7. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为，其左边缘点比右边缘点高。若摩托车经过点时的动能为，它会落到坑内点，与的水平距离和高度差均为；若经过点时的动能为，该摩托车恰能越过坑到达点。等于( )
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. ，斜面倾角为，从斜面的点分别以和的速度水平抛出、两个小球，不计空气阻力，若两小球均落在斜面上且不发生反弹，则( )
A. A、两球的水平位移之比为
B. A、两球飞行时间之比为
C. A、两球下落的高度之比为
D. A、两球落到斜面上的速度大小之比为
9. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。小面圈刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是( )
A. 运动的时间都相同
B. 速度的变化量都相同
C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的倍
D. 若初速度为，则
10. 有一个物体在高处，以水平初速度抛出，落地时的速度为，竖直分速度为，下列公式能用来计算该物体在空中运动时间的是( )
A. B. C. D.
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。
11. 大多数男同学小时候都打过弹子（或玻璃球）。张明小朋友在楼梯走道边将一颗质量为的弹子沿水平方向弹出，不计阻力，弹子滚出走道后，直接落到“”台阶上，如图所示，设各级台阶宽、高都为，则他将弹子打出的最大速度是______，最小速度是______取。
12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛________________________．
图乙是实验取得的数据，其中点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为____________
在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________，小球运动到点的竖直分速度为________，平抛运动初位置的坐标为________（如图丙所示，以点为原点，水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，
四、计算题：本题共3小题，13题12分，14题12分，15题14分，共38分。
13. 如图所示，斜面体固定在水平面上，，长为，长为。将小球从点以初速度水平抛出，恰好落在水平地面上的点，长为。不计空气阻力，重力加速度。
求初速度的大小；
从边上另一点图中未画出）以同样的初速度将小球水平抛出，小球也恰好落在点，求点离水平地面的高度。
14. 如图所示，斜面体固定在地面上，小球从点静止下滑．当小球开始下滑的同时，另一小球从点正上方的点水平抛出，两球同时到达斜面底端的处．已知斜面光滑，长度，斜面倾角，不计空气阻力．求：
取，，）
小球从点滑到点所需要的时间；
小球抛出时初速度的大小．
15. 如图所示，是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，规定经过圆心水平向右为轴的正方向．在圆心正上方距盘面高为处有一个正在间断滴水的容器，从时刻开始随传送带沿与轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为已知容器在时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水．求：
每一滴水经多长时间落到盘面上？
要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘转动的角速度应为多大？
第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离．
答案解析
【答案】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10.
11. ； 。
12. 水平；初速度相同；；；；
13. 解：根据得，平抛运动的时间
则初速度
过点作边的垂线，垂足为，
设，，
根据三角形相似有：，
解得：，
设的长度为，由题意，
设从点平抛小球的落地时间为，
水平方向有：
竖直方向有：
联立以上式可解得：，舍去
则点离水平地面的高度
14. 解：小球从斜面上下滑的加速度为，
由牛顿第二定律有：
设小球从点滑到点所需要的时间为，
根据运动学公式有：
联立解得：
小球做平抛运动，设抛出速度为，则：
由几何关系知：
依题意有：
解得：．
15. 解：水滴在竖直方向做自由落体运动，则有
，
解得：；
分析题意知：在相邻两滴水的下落时间内，圆过的角度应为、、，由得，角速度为
；
第二滴水落在圆盘上的水平位移
第三滴水在圆盘上的水平位移为
当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的两侧时两点间的距离最大，为
【解析】
1. 解：速度方向是切线方向，合力方向是指向小球轨迹弯曲的方向，两者不共线，球在做曲线运动。根据曲线运动的受力与轨迹之间的关系可知，小球的轨迹处于速度的切线方向与受力的方向之间，即轨迹在与之间，只有轨迹符合题意。由图可知，与之间的夹角为锐角，所以力对小球做正功，小球的动能增大，速度增加。
故ACD错误，B正确
故选：。
速度方向是切线方向，合力方向是指向弯曲的方向，两者不共线，球在做曲线运动，据此判断曲线运动的轨迹即可．
本题关键找出小球的速度方向和受力方向，结合曲线运动的轨迹处于速度的切线方向与受力的方向之间，从而判断出小球做曲线运动的轨迹是解题的关键．
2. 【分析】
根据速度图象判断物体在轴方向做匀加速直线运动，轴做匀速直线运动．根据位移图象的斜率求出轴方向的速度，再将两个方向的合成，求出初速度．质点的合力一定，做匀变速运动．轴的合力为零．根据斜率求出轴方向的合力，即为质点的合力．合力沿轴方向，而初速度方向既不在轴，也不在轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直。
本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，类似平抛运动，中等难度。
【解答】
A.轴方向初速度为，轴方向初速度，质点的初速度。故A错误，
B.轴方向的加速度，质点的合力故B正确，
C.轴方向的合力恒定不变，轴做匀速直线运动，合力为零，则质点的合力恒定不变，做匀变速曲线运动。故C错误，
D.合力沿轴方向，而初速度方向既不在轴，也不在轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直。故D错误。
故选B。
3. 【分析】
分别对、物体速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及沿着绳子方向速度大小相等，可知两物体的速度大小关系。
考查学会对物体进行运动的分解，涉及到平行四边形定则与三角函数知识，同时本题的突破口是沿着绳子的方向速度大小相等。
【解答】
对物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为
对物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为
由于沿着绳子方向速度大小相等，所以则有
因此，故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 解：经过时间，角为，则的长度为，则杆上点绕点的线速度。
将小环的速度沿杆方向和垂直于杆方向分解，垂直于杆上分速度等于点绕点的线速度，则小环的速度，当随着时间的延长，小环的速度的大小不断变大。故B正确，、、D错误。
故选：。
将小环的速度沿杆方向和垂直于杆方向分解，根据转动的角度求出杆上点的线速度，根据平行四边形定则求出点的速度．
解决本题的关键知道小环沿方向的速度是合速度，它在垂直杆方向上的分速度等于点绕点转动的线速度．
5. 【分析】排球做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动；乙球员做竖直上抛运动，下降过程是自由落体运动；根据运动的合成与分解的方法并结合运动学公式列式分析即可。
【解答】
排球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
排球运动到防守球员位置的过程的时间为：，
该段时间排球下降的距离为：，
此时排球离地高度为：，故防守球员在网前直立不动拦不到，
防守球员起跳拦网高度为，
跳起的高度，
竖直上抛运动中下降时间与上升时间相等，故有，
防守球员的最高点到的位置位移为，则从最高点下落到位置的时间为，
假设球运动到防守队员位置时，防守队员恰好上升到位置，则球员从起跳到上升到所用时间为，
这种情况防守队员是在朱婷击球后时刻起跳；
假设球运动到防守队员位置时，防守队员恰好下降到位置，则球员从起跳到下降到所用时间为，
这种情况防守队员是在朱婷击球前时刻起跳；
综上，防守队员只要在朱婷击球时刻之前的与之后的这一时间段内击球，就能防守成功。
本题球员防守失败，所以起跳时刻一定在这个时间段之外，只有符合题意．
故选A．
6. 【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，抓住分运动与合运动具有等时性，先求出水平位移为和的时间比，从而知道下落和下落所用的时间比，根据自由落体运动的规律求出击球点高度与球网高度之间的关系；保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，从而求出初速度的范围；当降低击球的高度，低于某一个高度，速度大会出界，速度小会触网。增加击球高度，只要速度合适，球能落在对方界内。
本题考查平抛运动的临界问题，关键掌握平抛运动的规律，抓住临界情况，运用运动学规律进行求解。
【解答】
A、因为，根据平抛运动的时间由竖直高度决定，则有：，，
由水平方向上做匀速直线运动运动，可得：，，联立解得：，落点距离网的水平距离为，故A错误；
B、球从到，竖直方向上有：，水平方向上有：，联立解得：，故B错误；
C、任意降低击球高度仍大于，会有一临界情况，此时球刚好接触网又刚好压界，则有：，解得，若小于该临界高度，速度大会出界，速度小会触网，故C正确；
D、若保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，根据，得，则平抛的最大速度，，得，平抛运动的最小速度，故D错误。
故选：。
7. 【分析】
根据竖直方向的运动规律求出落到坑内点时和到达点时竖直方向的速度，再根据平抛运动的规律求解水平方向的速度，由此求解动能之比。
本题主要是考查平抛运动的规律和动能的计算公式，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
【解答】
设落到坑内点时竖直方向的速度为，则有：
根据平抛运动的规律可得：
解得：
则有：
同理，设摩托车恰能越过坑到达点时竖直方向的速度为，则有：
根据平抛运动的规律可得：
解得：
则有：
所以，故B正确、ACD错误。
故选：。
8. 【分析】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍。
小球落在斜面上，根据竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间，结合初速度和公式求出水平位移之比。根据位移时间公式求出下落的高度之比。
【解答】
根据得，运动的时间，因为初速度之比为：，则运动的时间之比为：，根据知，水平位移之比为：，故AB正确；
C.根据知，运动的时间之比为：，则、下落的高度之比为：，故C错误；
D.初速度之比为：，则运动的时间之比为：，竖直方向的分速度：，可知竖直方向的分速度之比也是：，所以、两球落到斜面上的速度大小之比为：故D错误。
故选AB。
9. 【分析】
削出的小面做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移的范围求出平抛运动初速度的范围，从而确定速度的大小。平抛运动的时间有高度决定。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
解：、平抛运动的时间有高度决定，小面落入锅中的过程中，下落高度都相同，根据可知，下落时间都相同，古A正确；
B、速度的变化量可知，加速度相同，下落时间也相同，故速度的变化量都相同，故B正确；
、根据得，，水平位移的范围：，根据得，初速度的范围为：
由动能定理得：
联立解得：，，显然落入锅中时，最大速度不是最小速度的倍，故C错误，D正确；
故选ABD。
10. 解：、，根据得：故A正确．
B、在竖直方向上平均速度，所以物体在空中运动的时间为：故B正确．
C、根据得：故C正确．
D、落地时的速度与初速度不在同一条直线上，不能相减．故D错误．
故选：．
求出竖直方向上的分速度，根据求出运动的时间．或根据求出运动的时间．或求出竖直方向上的平均速度，根据求出运动的时间．
解决本题的关键知道平抛运动在竖直方向上做匀加速直线运动可以根据落地速度在竖直方向上的分速度或高度去求运动的时间．
11. 解：要小球落到“”台阶上，一个临界点是小球刚好飞出“”台阶边缘；另一个临界点是小球刚好飞不出“”台阶的边缘。
由平抛运动的规律：对第一种情况：
解得：
对第二种情况：
解得：
小球滚出走道后，直接落到“”台阶上，抓住两个临界情况，一个临界点是小球刚好飞出“”台阶边缘；另一个临界点是小球刚好飞不出“”台阶的边缘。结合平抛运动的规律求出速度大小的范围。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住临界情况，结合运动学公式进行求解。
12. 【分析】
本题考查探究平抛运动的特点，有一定难度。
掌握探究平抛运动的特点实验的相关规范。
将平抛运动看成沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合实验数据进行求解。
将平抛运动看成沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据实验数据并结合匀变速运动的相关规律进行求解。
【解答】
平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；
每次让小球从同一位置由静止释放，小球下落高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度。
平抛运动可看成沿水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动，由、联立，代入，、，可得小球做平抛运动的初速度。
由题图丙可知从到及从到时，小球在水平方向通过的位移大小相等，由于水平方向为匀速直线运动故所用时间相同，设小球从抛出点到点运动时间为，从点到点及点到点运动时间均为，则由自由落体运动的规律有，，联立两式可得，由题图丙可知，，代入，解得，小球从点到点时水平位移为，由于水平方向做匀速直线运动，故，在竖直方向上做匀加速直线运动，故小球在点的竖直分速度等于小球从点到点时竖直方向的平均速度，为；则小球从抛出点运动到点时所经过的时间，故平抛运动初位置的水平坐标，竖直坐标，所以平抛运动初位置的坐标为。
13. 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合几何关系，以及运动学公式灵活求解。
根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度的大小；
根据水平位移和竖直位移的关系，结合运动学公式求出运动的时间，从而得出点离水平地面的高度。
解：根据得，平抛运动的时间
则初速度
过点作边的垂线，垂足为，
设，，
根据三角形相似有：，
解得：，
设的长度为，由题意，
设从点平抛小球的落地时间为，
水平方向有：
竖直方向有：
联立以上式可解得：，舍去
则点离水平地面的高度
14. 小球在斜面上匀加速下滑，由牛顿第二定律求得加速度，再由运动学位移时间公式求得小球从点滑到点的时间；
小球抛出做平抛运动，水平位移大小等于，两球运动时间相等，由球水平方向做匀速直线运动，即可求出抛出时初速度的大小．
本题是匀加速直线运动和平抛运动的综合，既要分别研究两个小球的运动情况，更要抓住它们运动的关系，如同时性、位移关系等．
解：小球从斜面上下滑的加速度为，
由牛顿第二定律有：
设小球从点滑到点所需要的时间为，
根据运动学公式有：
联立解得：
小球做平抛运动，设抛出速度为，则：
由几何关系知：
依题意有：
解得：．
15. 水滴滴下后做平抛运动，根据竖直方向自由落体即可求出时间．根据圆周运动的周期性，可分析得出使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上的条件，当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的两侧时两点间的距离最大．利用水平距离间关系可求出。
本题难点在于分析距离最大的条件：同一直径的两个端点距离最大，运用数学知识，解决物理问题的能力是高考考查的内容之一。
解：水滴在竖直方向做自由落体运动，则有
，
解得：；
分析题意知：在相邻两滴水的下落时间内，圆过的角度应为、、，由得，角速度为
；
第二滴水落在圆盘上的水平位移
第三滴水在圆盘上的水平位移为
当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的两侧时两点间的距离最大，为
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第五章 抛体运动 期中考试热身卷-2022-2023高一下学期物理人教版（2019）必修二册（含解析）