2022屆高考物理聯(lián)考模擬匯編專題十二拋體運動含解析20211120129

PAGEPAGEPAGE6拋體運動1．(多選)如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點。兩球運動的最大高度相同，空氣阻力不計，則()A．B的加速度比A的大B．B的飛行時間比A的長C．B在最高點的速度比A在最高點的大D．B在落地時的速度比A在落地時的大解析：選CD兩球在空中的加速度都為重力加速度g，選項A錯誤；由于兩球運動的最大高度相同，則在空中飛行的時間相同，選項B錯誤；B球的射程大，則水平方向的分速度大，在最高點的速度大，選項C正確；兩球運動的最大高度相同，則豎直分速度相同，由于B球的水平分速度大，則B球拋出時的速度大，落地時的速度也大，選項D正確。2．(多選)在地面上方高為H處某點將一小球水平拋出，不計空氣阻力，則小球在隨后(落地前)的運動中()A．初速度越大，小球落地的瞬時速度與豎直方向的夾角越大B．初速度越大，落地瞬間小球重力的瞬時功率越大C．初速度越大，在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量越大D．無論初速度為何值，在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量總是相同的解析：選AD設(shè)小球落地瞬間速度的方向與豎直方向的夾角為α，根據(jù)tanα＝eq\f(v0,vy)＝eq\f(v0,\r(2gH))知，初速度越大，小球落地瞬間速度與豎直方向的夾角越大，故A正確。根據(jù)P＝mgvy＝mgeq\r(2gH)知，落地時小球重力的瞬時功率與初速度無關(guān)，故B錯誤。平拋運動的加速度不變，在相等的時間間隔內(nèi)速度的改變量相同，與初速度無關(guān)，故C錯誤，D正確。3．（江蘇高考)某彈射管每次彈出的小球速度相等。在沿光滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球。忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的()A．時刻相同，地點相同 B．時刻相同，地點不同C．時刻不同，地點相同 D．時刻不同，地點不同解析：選B彈射管自由下落，兩只小球始終處于同一水平面，因此同時落地。水平方向的分運動為勻速直線運動，且速度相等，但兩只小球彈出后在空中運動的時間不相等，所以水平位移不相等，落地點不同。4．如圖所示，在同一平臺上的O點水平拋出的三個物體，分別落到a、b、c三點，則三個物體運動的初速度va、vb、vc和運動的時間ta、tb、tc的關(guān)系分別是()A．va>vb>vcta>tb>tc B．va<vb<vcta＝tb＝tcC．va<vb<vcta>tb>tc D．va>vb>vcta<tb<tc解析：選C三個物體下落的高度ha>hb>hc，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，知ta>tb>tc，根據(jù)xa<xb<xc，x＝vt知，a的水平位移最短，時間最長，則速度最小；c的水平位移最長，時間最短，則速度最大，所以有va<vb<vc。故C正確，A、B、D錯誤。5．(2021·周口七校聯(lián)考)如圖所示，一質(zhì)點做平拋運動先后經(jīng)過A、B兩點，到達A點時速度方向與豎直方向的夾角為60°，到達B點時速度方向與水平方向的夾角為45°。質(zhì)點運動到A點與質(zhì)點運動到B的時間之比是()A.eq\f(1,3) B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(2,3) D．條件不夠，無法求出解析：選B設(shè)初速度大小為v0，將A、B兩點的速度分解，在A點：tan(90°－60°)＝eq\f(vAy,v0)＝eq\f(gtA,v0)，在B點：tan45°＝eq\f(vBy,v0)＝eq\f(gtB,v0)，由以上兩式可求得：eq\f(tA,tB)＝eq\f(tan30°,tan45°)＝eq\f(\r(3),3)，故選項B正確。6．如圖，斜面AC與水平方向的夾角為α，在A點正上方與C等高處水平拋出一小球，其速度垂直于斜面落到D點，則CD與DA的比為()A.eq\f(1,tanα) B.eq\f(1,2tanα)C.eq\f(1,tan2α) D.eq\f(1,2tan2α)解析：選D設(shè)小球水平方向的速度為v0，將D點的速度進行分解，水平方向的速度等于平拋運動的初速度，通過幾何關(guān)系求解，得豎直方向的末速度為v2＝eq\f(v0,tanα)，設(shè)該過程用時為t，則DA間水平距離為v0t，故DA＝eq\f(v0t,cosα)；CD間豎直距離為eq\f(v2t,2)，故CD＝eq\f(v2t,2sinα)，得eq\f(CD,DA)＝eq\f(1,2tan2α)，故D正確。7．(北京高考)根據(jù)高中所學知識可知，做自由落體運動的小球，將落在正下方位置。但實際上，赤道上方200m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處。這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比?，F(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球()A．到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零B．到最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零C．落地點在拋出點東側(cè)D．落地點在拋出點西側(cè)解析：選D將小球的豎直上拋運動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運動。上升階段，隨著小球豎直分速度的減小，其水平向西的“力”逐漸減小，因此水平向西的加速度逐漸減小，到最高點時減小為零，而水平向西的速度達到最大值，故A、B錯誤。下降階段，隨著小球豎直分速度的變大，其水平向東的“力”逐漸變大，水平向東的加速度逐漸變大，小球的水平分運動是向西的變減速運動，根據(jù)對稱性，小球落地時水平向西的速度減小為零，所以落地點在拋出點西側(cè)，故C錯誤、D正確。8．(全國卷Ⅲ)在一斜面頂端，將甲、乙兩個小球分別以v和eq\f(v,2)的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的()A．2倍 B．4倍C．6倍 D．8倍解析：選A畫出小球在斜面上運動軌跡，如圖所示，可知：x＝vt，x·tanθ＝eq\f(1,2)gt2則x＝eq\f(2tanθ,g)·v2，即x∝v2甲、乙兩球拋出速度為v和eq\f(v,2)，則相應(yīng)水平位移之比為4∶1，由相似三角形知，下落高度之比也為4∶1，由自由落體運動規(guī)律得，落在斜面上豎直方向速度之比為2∶1，由落至斜面時的速率v斜＝eq\r(vx2＋vy2)可得落至斜面時速率之比為2∶1。9．如圖所示是研究平拋運動的實驗裝置，正方形白紙ABCD貼在方木板上，E、F、H是對應(yīng)邊的中點，P是EH的中點。金屬小球從傾斜軌道上由靜止開始下滑，從F點開始做平拋運動，恰好從C點射出。以下說法正確的是()A．小球的運動軌跡經(jīng)過P點B．小球的運動軌跡經(jīng)過PH之間某點C．若將小球在軌道上的釋放高度降低eq\f(3,4)，小球恰好由E點射出D．若將小球在軌道上的釋放高度降低eq\f(3,4)，小球恰好由BE中點射出解析：選C小球從F點開始做平拋運動，其軌跡是拋物線，則過C點做速度的反向延長線一定與水平位移交于FH的中點，而延長線又經(jīng)過P點，所以軌跡一定經(jīng)過PE之間某點，故A、B錯誤；設(shè)正方形白紙的邊長為2h，則平拋運動的水平位移x＝2h，時間t＝eq\r(\f(2h,g))，初速度v＝eq\r(2gh)，若將小球在軌道上的釋放高度降低eq\f(3,4)，則到達F點的速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄磛′＝eq\f(\r(2gh),2)，平拋運動時間不變，水平位移變?yōu)閤′＝h，小球恰好由E點射出，故C正確，D錯誤。10．(2021·廣州調(diào)研)如圖所示，A、B兩球用兩段不可伸長的細繩連接于懸點O，兩段細繩的長度之比為1∶2。現(xiàn)讓兩球同時從懸點O處以一定的初速度分別向左、向右水平拋出，至連接兩球的細繩伸直所用時間之比為1∶eq\r(2)。若兩球的初速度大小的比值eq\f(vA,vB)＝k，則k應(yīng)滿足的條件是()A．k＝eq\f(\r(2),2) B．k＞eq\f(\r(2),2)C．k＝eq\f(1,2) D．k＞eq\f(\r(2),4)解析：選A設(shè)與A、B兩球相連的繩的長度分別為l和2l，當與A球相連的繩繃直時，有x＝vAt，y＝eq\f(1,2)gt2，x2＋y2＝l2，解得vA＝eq\f(\r(l2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(gt2,2)))2),t)，同理對B球有vB＝eq\f(\r(2l2－\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(g\r(2)t2,2)))2),\r(2)t)，求得k＝eq\f(vA,vB)＝eq\f(\r(2),2)，A正確。11．(2021·濟寧二模)用如圖甲所示的水平—斜面裝置研究平拋運動。一物塊(可視為質(zhì)點)置于粗糙水平面上的O點，O點與斜面頂端P點的距離為s。每次用水平拉力F，將物塊由O點從靜止開始拉動，當物塊運動到P點時撤去拉力F。實驗時獲得物塊在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如圖乙所示的圖像。若物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，斜面與水平地面之間的夾角θ＝45°，g取10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求O、P間的距離s。(保留兩位有效數(shù)字)解析：根據(jù)牛頓第二定律，在OP段有F－μmg＝ma，又2as＝vP2，由平拋運動規(guī)律和幾何關(guān)系有物塊的水平射程x＝vPt，物塊的豎直位移y＝eq\f(1,2)gt2，由幾何關(guān)系有y＝xtanθ，聯(lián)立以上各式可以得到x＝eq\f(2vP2tanθ,g)，解得F＝eq\f(mg,4stanθ)x＋μmg。由題圖乙知μmg＝5，eq\f(mg,4stanθ)＝10，代入數(shù)據(jù)解得s＝0.25m。答案：0.25m12．如圖所示，一名運動員在參加跳遠比賽，他騰空過程中離地面的最大高度為L，成績?yōu)?L。假設(shè)跳遠運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為αA．tanα＝2 B．tanα＝1C．tanα＝eq\f(1,2) D．tanα＝eq\f(1,4)解析：選B騰空過程中離地面的最大高度為L，從最高點到落地過程中，做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律，L＝eq\f(1,2)gt2，解得：t＝eq\r(\f(2L,g))，運動員在空中最高點的速度即為運動員起跳時水平方向的分速度，根據(jù)分運動與合運動的等時性，則水平方向的分速度為：vx＝eq\f(2L,t)＝eq\r(2gL)，根據(jù)運動學公式，在最高點豎直方向速度為零，那么運動員落到地面時的豎直分速度為：vy＝gt＝eq\r(2gL)，運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角的正切值為：tanα＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(\r(2gL),\r(2gL))＝1，故B正確，A、C、D錯誤。13．據(jù)悉，我國已在陜西省西安市的閻良機場建立了一座航空母艦所使用的滑跳式甲板跑道，用來讓飛行員練習在航空母艦上的滑跳式甲板起飛。如圖所示的AOB為此跑道縱截面示意圖，其中AO段水平，OB為拋物線，O點為拋物線的頂點，拋物線過O點的切線水平，OB的水平距離為x，豎直高度為y。某次訓(xùn)練中，觀察戰(zhàn)機(視為質(zhì)點)通過OB段時，得知戰(zhàn)機在水平方向做勻速直線運動，所用時間為t，則戰(zhàn)機離開B點的速率為()A.eq\f(x,t) B.eq\f(y,t)C.eq\f(\r(x2＋y2),t) D.eq\f(\r(x2＋4y2),t)解析：選D戰(zhàn)機的運動軌跡是拋物線，當水平方向做勻速直線運動時，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，則戰(zhàn)機到達B點時的水平分速度大小vx＝eq\f(x,t)，豎直分速度大小vy＝eq\f(2y,t)，合速度大小為v＝eq\r(vx2＋vy2)＝eq\f(\r(x2＋4y2),t)，選項D正確。14．(2021·長沙模擬)風洞實驗室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風力。如圖所示，在風洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標系。質(zhì)量m＝0.5kg的小球以初速度v0＝0.40m/s從O點沿x軸正方向運動，在0～2.0s內(nèi)受到一個沿y軸正方向、大小F1＝0.20N的風力作用；小球運動2.0s后風力方向變?yōu)檠貀軸負方向、大小變?yōu)镕2＝0.10N(圖中未畫出)。試求：(1)2.0s末小球在y軸方向的速度大小和2.0s內(nèi)運動的位移大??；(2)風力F2作用多長時間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同。解析：(1