鲁科版高中物理必修二重点强化卷2

高中物理学习材料
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重点强化卷(二) 平抛运动的规律和应用
(建议用时：60分钟)
一、选择题(共10小题)
1．从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是( )
A ．从飞机上看，物体静止
B ．从飞机上看，物体始终在飞机的后方
C ．从地面上看，物体做平抛运动
D ．从地面上看，物体做自由落体运动
【解析】 在匀速飞行的飞机上释放物体，物体有水平速度，故从地面上看，物体做平抛运动．C 对、D 错；飞机的速度与物体水平方向上的速度相等，故物体始终在飞机的正下方，且相对飞机的竖直位移越来越大，A 、B 错．
【答案】 C
2．(2016·成都高一检测)下列选项所示，关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tan θ随时间t 的变化图象正确的是( )
【导学号：01360099】
【解析】 如图，tan θ＝v y v x
＝gt
v 0
，可见tan θ与t 成正比，选项B 正确．
【答案】 B
3．人站在平台上平抛一小球，球离手时的速度为v1，落地时速度为v2，不计空气阻力，下列选项中能表示出速度矢量的演变过程的是()
【解析】物体做平抛运动时，在水平方向上做匀速直线运动，其水平方向的分速度不变，故选项C正确．
【答案】 C
4．(2016·温州高一检测)某同学站立于地面上，朝着地面正前方的小洞水平抛出一个小球，球出手时的高度为h，初速度为v0，结果球越过小洞，没有进入．为了将球水平抛出后恰好能抛入洞中，下列措施可行的是(不计空气阻力)()
A．保持v0不变，减小h
B．保持v0不变，增大h
C．保持h不变，增大v0
D．同时增大h和v0
【解析】小球水平运动的距离x＝v0t，球越过小洞，没有进入，说明小球水平运动的距离偏大，可以减小t，A对，B错；选项C、D都使小球水平运动的距离变大，C、D错．
【答案】 A
5．物体以初速度v0水平抛出，当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时，则物体抛出的时间是()
【导学号：01360100】
A.v0
g B.
2v0
g C.
4v0
g D.
8v0
g
【解析】物体做平抛运动，其水平方向的位移为：x＝v0t，竖直方向的位移y＝1
2gt
2且y＝2x，
解得：t＝4v0
g，故选项C正确．
【答案】 C
6．某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25 m/s 的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10 m 至15 m 之间．忽略空气阻力，g 取10 m/s 2，球在墙面上反弹点的高度范围是( )
A ．0.8 m 至1.8 m
B ．0.8 m 至1.6 m
C ．1.0 m 至1.6 m
D ．1.0 m 至1.8 m
【解析】 设球从反弹到落地的时间为t ，球在墙面上反弹点的高度为h .球反弹后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动．故1025 s<t <1525 s ．且h ＝1
2gt 2，所以0.8 m<h <1.8 m ，故选项A 正确，B 、C 、D 错误．
【答案】 A
7．(2016·中山高一检测)刀削面是西北人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外．刀削面全凭刀削，因此得名．如图1所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8 m ，最近的水平距离为0.5 m ，锅的半径为0.5 m ．要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度不符合条件的是(g 取10 m/s 2)( )
图1
A ．1.5 m/s
B ．2.5 m/s
C ．3.5 m/s
D ．4.5 m/s
【解析】 由h ＝1
2gt 2得t ＝0.4 s ， v 1＝L
t ＝1.25 m/s ，v 2＝L ＋2R t ＝3.75 m/s ，
所以1.25 m/s ＜v 0＜3.75 m/s.故选D. 【答案】 D
8.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图2中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )
图2
A ．tan θ
B ．2tan θ C.1tan θ
D.12tan θ
【解析】 小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比即为平抛运动合位移方向与水平方向夹角的正切值．小球落在斜面上速度方向与斜面垂直，故速度方向与水平方向夹角为⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θ，
由平抛运动推论：平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值为位移方向与水平方向夹角正切值的2倍，可知：小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为12tan ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π2－θ＝1
2tan θ，D 正确．
【答案】 D
9．(多选)(2014·江苏高考改编)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图3所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时B 球被松开，自由下落．关于该实验，下列说法中正确的有( )
图3
【导学号：01360101】
A ．两球的质量应相等
B ．两球应同时落地
C ．改变装置的高度，多次实验
D ．实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动
【解析】 小锤打击弹性金属片后，A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动．A 球在竖直方向上的运动情况与B 球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地．实验时，需A 、B 两球从同一高度开始运动，对质量没有要求，但两球的初始高度及击打力度应该有变化，实验时要进行3～5次得出结论．本实验不能说明A 球在水平方向上的运动性质，故选项B 、C 正确，选项A 、D 错误．
【答案】BC
10．(多选)如图4所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则()
图4
A．a的飞行时间比b的长
B．b和c的飞行时间相同
C．a的水平速度比b的小
D．b的初速度比c的大
【解析】平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，根据h＝1
2gt
2可知，t
a
＜t b＝t c，选项A错误
而B正确；平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，由x＝v0t＝v02h
g，得v0＝x
g
2h，因x a＞x b，
h a＜h b，所以水平速度v0a＞v0b，选项C错误；因x b＞x c，h b＝h c，所以水平速度v0b＞v0c，选项D正确．
【答案】BD
二、计算题(共2小题)
11．(2016·兰州高一检测)在距离地面5 m处将一个质量为1 kg的小球以10 m/s的速度水平抛出(g取10 m/s2)，问：【导学号：01360102】
(1)小球在空中的飞行时间是多少？
(2)水平飞行的距离是多少？
(3)小球落地时的速度大小．
【解析】设小球在空中运动的时间为t，由平抛运动的规律可知：
(1)h＝1
2gt
2，得t＝
2h
g＝
2×5
10s＝1 s.
(2)x＝v0t＝10×1 m＝10 m.
(3)v y＝gt＝10×1 m/s＝10 m/s
v＝v20＋v2y＝102＋102m/s＝10 2 m/s.
【答案】(1)1 s(2)10 m(3)10 2 m/s
12．如图5所示，一小球从倾角θ为37°的足够长的斜面顶端做平抛运动，初速度为8 m/s，A点
是小球离斜面最远点．
图5
(1)求小球从抛出点到再次落到斜面上的时间．
(2)求A点离斜面的距离．(g取10 m/s2)
【解析】(1)设小球从抛出到落回斜面所用的时间为t，由平抛运动规律得x＝v0t
y＝1
2gt
2
根据平行四边形定则及几何知识得：
tan θ＝y
x
联立以上三式可得：t＝2v0tan 37°
g
则t＝1.2 s.
(2)小球到达离斜面最远点A时，小球的速度平行于斜面向下，如图所示，
在时间t1内小球在垂直于斜面方向做匀减速运动，当垂直于斜面方向的速度为零时，小球在垂直于斜面方向的位移的大小就是A点离斜面的距离．
垂直斜面向上的初速度为v
⊥
＝v0sin θ，
垂直斜面向下的合外力为F＝mg cos θ＝ma，
由运动学公式得
2g cos 37°h m＝(v0sin 37°)2，
代入数值解得：h m＝1.44 m.
【答案】(1)1.2 s(2)1.44 m。