2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題4.2平拋運(yùn)動(dòng)精練含解析

PAGEPAGE1專題4.2平拋運(yùn)動(dòng)1．(2024·廣西桂林一中期末)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度方向與水平方向的夾角θ的正切tanθ隨時(shí)間t的變更圖象中，正確的是()【答案】B【解析】tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(gt,v0)＝eq\f(g,v0)t，eq\f(g,v0)為定值，tanθ與t成正比，故B正確。2．(2024·山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)在地面上方某一點(diǎn)將一小球以肯定的初速度沿水平方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則小球在隨后的運(yùn)動(dòng)中()A．速度和加速度的方向都在不斷變更B．速度與加速度方向之間的夾角始終減小C．在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速率的變更量相等D．在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動(dòng)能的變更量相等【答案】B【解析】由于物體做平拋運(yùn)動(dòng)，故物體只受重力作用，加速度不變，速度的大小和方向時(shí)刻在變更，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)某時(shí)刻速度與豎直方向夾角為θ，則tanθ＝eq\f(v0,vy)＝eq\f(v0,gt)，隨著時(shí)間t的變大，故tanθ變小，則θ變小，故選項(xiàng)B正確；依據(jù)加速度定義式a＝eq\f(Δv,Δt)＝g，則Δv＝gΔt，即在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速度的變更量相等，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)能定理，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動(dòng)能的變更量等于重力的功，即WG＝mgh，而平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)豎直方向上的位移不相等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．(2024·福建三明一中期中)如圖1所示，甲、乙兩小球從豎直平面內(nèi)的半圓軌道的左端A起先做平拋運(yùn)動(dòng)，甲球落在軌道最低點(diǎn)D，乙球落在D點(diǎn)右側(cè)的軌道上。設(shè)甲、乙兩球的初速度分別為v甲、v乙，在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t甲、t乙，則下列推斷正確的是()圖1A．t甲＝t乙 B．t甲＜t乙C．v甲＞v乙 D．v甲＜v乙【答案】D【解析】依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由下落高度確定，乙球下落高度小于甲，故t乙＜t甲，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；水平位移x＝vt，而x乙＞x甲，t乙＜t甲，所以v甲＜v乙，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。4．(2024·河南洛陽(yáng)一中期中)“套圈”是嬉戲者站在界線外將圓圈水平拋出，套中前方水平地面上的物體。某同學(xué)在一次“套圈”嬉戲中，從P點(diǎn)以某一速度水平拋出的圓圈越過(guò)了物體正上方落在地面上(如圖2所示)。為套中物體，下列做法可行的是(忽視空氣阻力)()圖2A．從P點(diǎn)正前方，以原速度水平拋出B．從P點(diǎn)正下方，以原速度水平拋出C．從P點(diǎn)正上方，以原速度水平拋出D．從P點(diǎn)正上方，以更大速度水平拋出【答案】B【解析】由于拋出的圓圈做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，圓圈在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x＝vt，解得x＝veq\r(\f(2h,g))，由題意圓圈越過(guò)了物體正上方落在地面上，欲使圓圈套中物體，應(yīng)減小水平方向的位移。若從P點(diǎn)的正前方以原速度水平拋出，則圓圈仍落在物體的前方，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；降低圓圈拋出點(diǎn)的高度以原速度水平拋出，圓圈的運(yùn)動(dòng)時(shí)間削減，則圓圈可能套中物體，選項(xiàng)B正確；假如增加拋出點(diǎn)的高度，欲使圓圈套中物體，則應(yīng)減小水平拋出時(shí)的速度，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。5．(2024·廣東深圳中學(xué)期末)A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個(gè)點(diǎn)，AB＝BC＝CD，E點(diǎn)在D點(diǎn)的正上方，與A等高，從E點(diǎn)水平拋出質(zhì)量相等的兩個(gè)小球，球1落在B點(diǎn)，球2落在C點(diǎn)，關(guān)于球1和球2從拋出到落在斜面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()圖3A．球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶1B．球1和球2動(dòng)能增加量之比為1∶3C．球1和球2拋出時(shí)初速度之比為2eq\r(2)∶1D．球1和球2運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度之比為1∶2【答案】C【解析】因?yàn)锳C＝2AB，則A、C的高度差是A、B高度差的2倍，依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，解得球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶eq\r(2)，故A錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)能定理得mgh＝ΔEk，知球1和球2動(dòng)能增加量之比為1∶2，故B錯(cuò)誤；球1的水平距離是球2的水平距離的2倍，結(jié)合x＝v0t，解得初速度之比為2eq\r(2)∶1，故C正確；平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力，加速度為g，故兩球的加速度相同，故D錯(cuò)誤。6．(2024·河北石家莊二中檢測(cè))如圖4所示，甲球從O點(diǎn)以水平速度v1拋出，落在水平地面上的A點(diǎn)。乙球從O點(diǎn)以水平速度v2拋出，落在水平地面上的B點(diǎn)反彈后恰好也落在A點(diǎn)。已知乙球在B點(diǎn)與地面碰撞反彈后瞬間水平方向的分速度不變，豎直方向的分速度方向相反、大小不變，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是()圖4A．由O點(diǎn)到A點(diǎn)，甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間與乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等B．甲球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的水平位移是乙球由O點(diǎn)到B點(diǎn)水平位移的3倍C．v1∶v2＝3∶1D．v1∶v2＝2∶1【答案】BC【解析】依據(jù)題意和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由O點(diǎn)到A點(diǎn)，甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間是乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間的eq\f(1,3)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；甲球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的水平位移是乙球由O點(diǎn)到B點(diǎn)水平位移的3倍，選項(xiàng)B正確；甲球從O點(diǎn)到A點(diǎn)，乙球從O點(diǎn)到B點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，由x＝vt可知，甲、乙水平速度之比為v1∶v2＝3∶1，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。7．(2024·浙江紹興一中一中期中)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行試驗(yàn)．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)，自由下落，關(guān)于該試驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有()A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球應(yīng)同時(shí)落地C．應(yīng)變更裝置的高度，多次試驗(yàn)D．試驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】依據(jù)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和獨(dú)立性特點(diǎn)可知，兩球應(yīng)同時(shí)落地，為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)變更裝置的高度，多次做試驗(yàn)，選項(xiàng)B、C正確；平拋運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此試驗(yàn)只能說(shuō)明A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．(2024·安徽馬鞍山二中期中)如圖所示，A、B兩個(gè)位置上安裝有兩個(gè)平拋彈射器，彈射器先后向右水平彈射小球a、b，兩個(gè)球恰好以相同的速度方向落在水平地面的同一C點(diǎn)上(C點(diǎn)沒(méi)有畫出)．已知A、B兩點(diǎn)到地面的高度之比為94.a、b兩個(gè)小球的初速度之比為()A．3：2B．9：4C．8：27D．不能確定【答案】A【解析】由平拋規(guī)律，h＝eq\f(1,2)gt2，vy＝gt，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(\r(2gh),v0)，所以v0＝eq\f(\r(2gh),tanθ)，即a、b兩小球的初速度之比為3：2，故選項(xiàng)A正確．9．(2024·江蘇無(wú)錫一中期中)將一小球以水平速度v0＝10m/s從O點(diǎn)向右拋出，經(jīng)1.73s小球恰好垂直落到斜面上的A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g＝10m/s2，B點(diǎn)是小球做自由落體運(yùn)動(dòng)在斜面上的落點(diǎn)，如圖所示，以下推斷正確的是()A．斜面的傾角是60°B．小球的拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度約是15mC．若將小球以水平速度v′0＝5m/s向右拋出，它肯定落在AB的中點(diǎn)P的上方D．若將小球以水平速度v′0＝5m/s向右拋出，它肯定落在AB的中點(diǎn)P處【答案】C【解析】設(shè)斜面傾角為θ，對(duì)小球在A點(diǎn)的速度進(jìn)行分解有tanθ＝eq\f(v0,gt)，解得θ≈30°，A項(xiàng)錯(cuò)誤；小球距過(guò)A點(diǎn)水平面的距離為h＝eq\f(1,2)gt2≈15m，所以小球的拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度肯定大于15m，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若小球的初速度為v′0＝5m/s，過(guò)A點(diǎn)作水平面，小球落到水平面的水平位移是小球以初速度v0＝10m/s拋出時(shí)的一半，延長(zhǎng)小球運(yùn)動(dòng)的軌跡線，得到小球應(yīng)當(dāng)落在P、A之間，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．10.(2024·遼寧大連八中期中)假如其從高為20m的高處以某一初速度將高爾夫球水平擊出，高爾夫球在空中沿水平方向運(yùn)動(dòng)40m后，恰好落到球洞里．不計(jì)空氣阻力的作用，重力加速度g取10m/s2.則高爾夫球()A．在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是4sB．被擊出時(shí)的水平速度大小是20m/sC．落入球洞前瞬間豎直方向的速度大小是15m/sD．落入球洞前瞬間的速度大小是20eq\r(2)m/s【答案】BD【解析】由h＝eq\f(1,2)gt2得，t＝eq\r(\f(2h,g))＝2s，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由v0＝eq\f(x,t)得，v0＝eq\f(40,2)m/s＝20m/s，故選項(xiàng)B正確．vy＝gt＝20m/s，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．v＝eq\r(v\o\al(2,y)＋v\o\al(2,0))＝20eq\r(2)m/s，故選項(xiàng)D正確．11．(2024·吉林省試驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，某網(wǎng)球手在邊界A處正上方B點(diǎn)將球水平向右擊出，球恰好過(guò)網(wǎng)C落在D處，已知AB高h(yuǎn)1＝1.8m，x＝18.3m，CD＝9.15m，網(wǎng)高為h2，不計(jì)空氣阻力，則()A．球網(wǎng)上邊緣的高度h2＝1mB．若保持擊球位置、高度和擊球方向不變，球剛被擊出時(shí)的速率為60m/s，球肯定能落在對(duì)方界內(nèi)C．隨意增加擊球高度，只要擊球初速度合適，球肯定能落在對(duì)方界內(nèi)D．隨意降低擊球高度(仍高于h2)，只要擊球初速度合適，球肯定能落在對(duì)方界內(nèi)【答案】ABC【解析】由h1－h(huán)2＝eq\f(1,2)gt2，x＝vt，h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，x＋x/2＝vt1，聯(lián)立解得：球網(wǎng)上邊緣的高度h2＝1m，t1＝0.6s，A項(xiàng)正確．若保持擊球位置、高度和擊球方向不變，球剛被擊出時(shí)的速率為60m/s，球水平位移x＝60×0.6m＝36m，小于2x，所以球肯定能落在對(duì)方界內(nèi)，B項(xiàng)正確．隨意增加擊球高度，只要擊球初速度合適，球肯定能落在對(duì)方界內(nèi)，C項(xiàng)正確．隨意降低擊球高度(仍高于h2)，球可能不能過(guò)網(wǎng)，球不能落在對(duì)方界內(nèi)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．12．(2024·遼寧葫蘆島高級(jí)中學(xué)模擬)如圖為湖邊一傾角為30°的大壩的橫截面示意圖，水與大壩的交點(diǎn)為O.一人站在A點(diǎn)處以速度v0沿水平方向扔小石子，已知AO＝40m，g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是()A．若v0＝18m/s，則石塊可以落入水中B．若石塊能落入水中，則v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越大C．若石塊不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角越大D．若石塊不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角越小【答案】A【解析】若石塊恰能落到O點(diǎn)，則xcos30°＝v0t，xsin30°＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝2s，v0＝17.32m/s，所以若v0＝18m/s，則石塊可以落入水中；因?yàn)槭瘔K落水的時(shí)間均為2s，落到水中的豎直速度均為10m/s，所以若石塊能落入水中，則v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越??；依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，若石塊不能落入水中，則落到斜面上時(shí)速度方向與水平方向的夾角α滿意tanα＝2tan30°＝eq\f(2\r(3),3)，即α為定值，而落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角等于α－30°，也為定值．選項(xiàng)A正確．13．(2024·河北衡水中學(xué)模擬)如圖5所示，將一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從地面上方的O點(diǎn)(O點(diǎn)未畫出)以肯定的初速度水平向右拋出，當(dāng)將豎直擋板分別置于地面上的M、N、P點(diǎn)時(shí)，小球分別擊中擋板上的A、B、C三點(diǎn)，已知MN＝NP＝d，A、B兩點(diǎn)間的高度差為h，B、C兩點(diǎn)間的高度差為2h，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。則()圖5A．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間為eq\r(\f(2h,g))B．小球的初速度大小為deq\r(\f(g,h))C．O、A兩點(diǎn)的高度差為eq\f(1,8)hD．O點(diǎn)距地面的高度為4h【答案】BC【解析】由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律Δx＝aT2可知，小球在豎直方向上有h＝gT2，其中T為小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間，解得T＝eq\r(\f(h,g))，A錯(cuò)誤；小球的初速度大小v0＝eq\f(d,T)＝deq\r(\f(g,h))，B正確；設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度大小為v1，則到達(dá)B點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度大小為v2＝v1＋gT，由eq\f(v1＋v2,2)T＝h，解得v1＝eq\f(\r(gh),2)，設(shè)O、A兩點(diǎn)的高度差為h′，則有veq\o\al(2,1)＝2gh′，解得h′＝eq\f(1,8)h，C正確；由于無(wú)法確定A點(diǎn)(B點(diǎn)或C點(diǎn))離地面的高度，所以無(wú)法確定O點(diǎn)離地面的高度，D錯(cuò)誤。14．(2024·天津新華中學(xué)模擬)如圖6所示，放置在豎直平面內(nèi)的內(nèi)壁光滑的彎管AB，是依據(jù)某質(zhì)點(diǎn)以水平初速度大小v0做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡制成的，A端為拋出點(diǎn)，B端為終止點(diǎn)，A、B的水平距離為d?，F(xiàn)將一小球由靜止從A端滑入彎管，經(jīng)時(shí)間t后恰好以v0從B端射出，小球直徑略小于彎管內(nèi)徑，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則()圖6A．v0＝eq\r(gd) B．v0＝eq\r(2gd)C．t＝eq\r(\f(d,g)) D．t＞eq\r(\f(d,g))【答案】AD【解析】某質(zhì)點(diǎn)以初速度v0水平拋出時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，從A到B過(guò)程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0＝eq\f(d,v0)，質(zhì)點(diǎn)的下落高度為h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,0)。小球由靜止從A端起先運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程，依據(jù)動(dòng)能定理得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則有v0＝eq\r(2gh)＝eq\r(2g·\f(1,2)g\f(d2,veq\o\al(2,0)))，解得v0＝eq\r(gd)，故A正確，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)以初速度v0水平拋出的過(guò)程，有t0＝eq\f(d,v0)＝eq\r(\f(d,g))，小球由靜止釋放至運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程，水平方向的平均速度大小肯定小于v0，所以t>t0，即t＞eq\r(\f(d,g))，故C錯(cuò)誤，D正確。15．(2024·湖南雅禮中學(xué)模擬)2024年冬奧會(huì)將在中國(guó)舉辦的消息，吸引了大量愛(ài)好者投入到冰雪運(yùn)動(dòng)中。若跳臺(tái)滑雪競(jìng)賽運(yùn)動(dòng)員從平臺(tái)飛出后可視為平拋運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員甲以肯定的初速度從平臺(tái)飛出，軌跡為圖10中實(shí)線①所示，則質(zhì)量比甲大的運(yùn)動(dòng)員乙以相同的初速度從同一位置飛出，其運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為圖中的()圖10A．① B．② C．③ D．④【答案】A【解析】依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，平拋運(yùn)動(dòng)軌跡只與初速度有關(guān)，與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以質(zhì)量比甲大的運(yùn)動(dòng)員乙以相同的初速度從同一位置飛出時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為圖中的①，選項(xiàng)A正確。1.（2024·浙江杭州高級(jí)中學(xué)模擬）如圖所示，窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0.4m，某人在離墻壁距離L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的初速度水平拋出，要求小物件能干脆穿過(guò)窗口并落在水平地面上，不計(jì)空氣阻力。則可以實(shí)現(xiàn)上述要求的速度大小是()A．2m/sB．4m/sC．8m/sD．10m/s【答案】B【解析】小物件做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好擦著窗子上沿右側(cè)穿過(guò)時(shí)v最大。此時(shí)有L＝vmaxt，h＝eq\f(1,2)gt2，代入數(shù)據(jù)解得vmax＝7m/s；小物件恰好擦著窗口下沿左側(cè)穿過(guò)時(shí)速度v最小，則有H＋h＝eq\f(1,2)gt′2，L＋d＝vmint′，代入數(shù)據(jù)解得vmin＝3m/s，故v的取值范圍是3m/s≤v≤7m/s，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)在一斜面頂端，將甲、乙兩個(gè)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(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的()A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍【答案】A【解析】甲、乙兩球都落在同一斜面上，則隱含做平拋運(yùn)動(dòng)的甲、乙的最終位移方向相同，依據(jù)位移方向與末速度方向的關(guān)系，即末速度方向與水平方向夾角的正切值是位移方向與水平方向夾角的正切值的2倍，可得它們的末速度方向也相同，在速度矢量三角形中，末速度比值等于初速度比值，故A正確。3.(2024·江蘇卷)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(guò)程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球．忽視空氣阻力，兩只小球落到水平地面的()A．時(shí)刻相同，地點(diǎn)相同 B．時(shí)刻相同，地點(diǎn)不同C．時(shí)刻不同，地點(diǎn)相同 D．時(shí)刻不同，地點(diǎn)不同【答案】B【解析】彈出的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。彈射管自由下落，兩只小球始終處于同一水平面，因此兩只小球同時(shí)落地．由h＝eq\f(1,2)gt2知，兩只小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，由x＝vt知水平位移不相等，落地點(diǎn)不同。4.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)在一斜面頂端，將甲、乙兩個(gè)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(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的()A．2倍 B．4倍C．6倍 D．8倍【答案】A【解析】如圖所示，可知：x＝