四川省成都市航天中学抛体运动单元测试卷(解析版)

一、第五章抛体运动易错题培优（难）1．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动，v x和v y恒定，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，A项正确．2．甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s和3m/s，两船从同一渡口过河，已知甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同。

则水的流速为（）A．3m/s B．3.75m/s C．4m/s D．4.75m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意，甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，可知，甲乙实际速度方向一样，如图所示可得tan v v θ=水甲cos v v θ=乙水两式相乘，得3sin =5v v θ=乙甲 则3tan =4v v θ=水甲，解得v 水=3.75m/s ，B 正确，ACD 错误。

故选B 。

3．如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v 匀速运动,当光盘由A 位置运动到图中虚线所示的B 位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球A ．竖直方向速度大小为cos v θB ．竖直方向速度大小为sin v θC ．竖直方向速度大小为tan v θD ．相对于地面速度大小为v 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v ，由数学三角函数关系，则有：sin v v v θ==球线，而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故B正确，AC错误；球相对于地面速度大小为()22sinv v vθ'=+，故D错误．【点睛】对线与CD光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有逆着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为CD光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解．4．如图所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为30°和60°，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4【答案】C【解析】【分析】【详解】A球在空中做平抛运动，落在斜面上时，有212tan302A AA Agty gtx vt v︒===解得2tan30Avtg︒=同理对B有2tan60Bvtg︒=由此解得:tan30:tan601:3A Bt t=︒︒=故选C。

5．一个半径为R的空心球固定在水平地面上，球上有两个与球心O在同一水平面上的小孔A、B，且60AOB∠=︒2gR设水流出后做平抛运动，重力加速度g，则两孔流出的水的落地点间距离为（）A．R B3R C．2R D．23R【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】水做平抛运动，竖直方向上有212R gt =解得运动时间2Rt g=水平方向上有022gR Rx v t R g=== 则两落地点距圆心在地面投影点的距离为2R ，与圆心在地面投影点的连线夹角为60︒，两落地点和圆心在地面投影点组成等边三角形，根据几何知识可知，两落地点间距为2R ，选项C 正确，ABD 错误。

故选C 。

6．如图所示，一根长木杆ab 两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO 上，已知杆与水平地面之间的夹角为θ=53°，a 点到地面的距离为12m 。

从竖直墙壁上距地面8m 的c 点以水平速度v 0射出一颗小石子，小石子运动的轨迹恰好与ab 杆相切（重力加速度g 取10m/s 2，sin53°=0.8，cos53°=0.6），则小石子射出时的水平初速度为（ ）A ．10m/sB ．5C 352D 3102m/s 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向，如图所示在垂直于杆的运动方向上10sin 0.8v v v θ==在垂直于杆的方向的加速度1cos 0.6g g g θ==由题可知，减速到零时的，恰好与杆相碰，则211cos 2v ac g θ=整理得035m/s v =故选B 。

7．质量为0.2kg 的物体，其速度在x ，y 方向的分量v x ，v y ，与时间的关系如图所示，已知x ．y 方向相互垂直，则（ ）A ．0~4s 内物体做直线运动B ．4~6s 内物体的位移为25mC ．0~4s 内物体的位移为12mD ．0~6s 内物体一直做曲线运动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A ． 0~4s 内，在x 方向做匀速运动，在y 方向做匀加速运动，因此物体做匀变速曲线运动运动，A 错误；B ．由图象与时间轴围成的面积等于物体的位移，4~6s 内，在x 方向物体的位移为2m ，在y 方向物体的位移为4m ，物体位移为2225m+=x yB正确；C．0~4s内，在x方向物体的位移为4m，在y方向物体的位移为12m，物体位移为22410m+=x yC错误；D．将4~6s内物体运动倒过来，相当于初速度为零，在x方向和y方向加速度都恒定，即物体加速度恒定，因此在这段时间内物体做初速度为零的匀加速直线运动，因此原题中在这段时间内物体做匀减速度直线运动，最终速度减为零，D错误。

故选B。

8．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下，当小车匀速向右运动时，绳中拉力()．A．大于A所受的重力B．等于A所受的重力C．小于A所受的重力D．先大于A所受的重力，后等于A所受的重力【答案】A【解析】【详解】绳与小车的结点向右匀速运动，此为合运动，可把它按如图所示进行分解．其中v1为绳被拉伸的速度，v1＝v cos θA上升的速度v A与v1大小相等，即v A＝v1＝v cos θ随着车往右运动，θ角减小，故v A增大，即A物体加速上升，加速度竖直向上，由牛顿第二定律得，绳中拉力T＝mg＋ma＞mg故A正确，BCD错误。

故选A．9．如图所示，在一倾角为ϕ的斜面底端以一额定速率0v发射物体，要使物体在斜面上的射程最远，忽略空气阻力，那么抛射角θ的大小应为（）A．42πϕ-B．4πϕ-C．42πϕ+D．4πϕ+【答案】C【解析】【分析】【详解】以平行于斜面为x轴，垂直于斜面为y轴，发射点为原点，建立平面直角坐标系，由运动学方程得()()221cos sin21sin cos02x v t g ty v t g tθϕϕθϕϕ⎧=-⋅-⋅⎪⎪⎨⎪=-⋅-⋅=⎪⎩解得()22sin2sincosvxgθϕϕϕ--=⋅显然当42πϕθ=+时()2max1sinvxgϕ=+。

故选C。

10．如图所示，在竖直平面内坐标系中的第一象限内有沿x轴正方向的恒定风力，将质量为0.1kgm=小球以初速度4m/sv=从O点竖直向上抛出，到达最高点的位置为M点，落回x轴时的位置为N（图中没有画出），若不计空气阻力，坐标格为正方形，g取210m/s，则（）A ．小球在M 点的速度大小为5m/sB ．位置N 的坐标为(120)，C ．小球到达N 点的速度大小为410m/sD ．风力大小为10N 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．设正方形的边长为0s ，小球竖直方向做竖直上抛运动有01v gt =解得10.4s t =0122v s t =水平方向做匀加速直线运动有10132v s t =解得小球在M 点的速度大小为16m/s v =选项A 错误；B ．由竖直方向运动的对称性可知，小球再经过1t 到达x 轴，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，位置N 的坐标为（12，0），选项B 正确；C ．到N 点时竖直分速度大小为04m/s v =，水平分速度1212m/s x N v a t v ===水平小球到达N 点的速度大小为2220410m/s x v v v =+=选项C 正确； D ．水平方向上有11v at =解得215m/s a =水平所以风力大小1.5NF ma==水平选项D错误。

故选BC 。

11．如图所示，船停在平静的河水中，人在岸上拉船，人匀速向左的速度为v，则（）A．船在河中做匀速直线运动，速度也为vB．船在河中做匀减速直线运动C．船在河中做加速度增加的加速直线运动D．斜绳与水平成30时，2:3v v=人船【答案】CD【解析】【分析】【详解】AB．由题意知，船的速度方向水平向左。

现在将船的速度分解到两个方向，沿着绳子向上的1v和垂直于绳子向下的2v，其中1v v=则根据几何关系可知cos cosv vvθθ==人船随着人向左拉绳子，船也在水平向左运动，θ角逐渐变大，则可知v船逐渐增大，所以船在河中做加速运动，所以AB错误；C．由AB选项分析可知，船在河中做加速运动。

设河岸高为h，传到岸边的绳长为l，岸到船的距离为x，则由数学知识推导为cosvvθ=船2v lω=，2tanv vθ=由加速度的定义式可得2223d()d sin sincosd d cos cosvv v vat t lθθθωθθ===⋅=又由几何关系可得sin hl θ=，cos x lθ= 得223v h a x=所以当船在河中向左运动时，x 逐渐减小，a 逐渐增大，则船在河中做加速度增加的加速直线运动，所以C 正确； D ．由AB 选项分析可知cos v v θ=人船 则当30θ=时2:v v =人船所以D 正确。

故选CD 。

12．静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S 的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t ，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力，以下说法正确的是（ ） A ．水流射出喷嘴的速度为2tan θgtB ．空中水柱的水的体积为22tan Sgt θC ．水流落地时位移大小为22sin gt θD ．水流落地时的速度为2cot θgt【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，则有200tan 22y gt gtx v t v θ===故02tan gtv θ=故A 错误； B ．空中水柱的水量202tan Sgt Q Sv t θ==故B正确；C．水流落地时，竖直方向位移212h gt=，根据几何关系得，水流落地时位移大小为2sin2sinh gtsθθ==故C正确；D．水流落地时，竖直方速度v y=gt，则水流落地时的速度22214(tan)2tanygtv v vθθ=+=+故D错误。