高中物理人教版2019必修二第五章抛体运动单元卷B卷（含解析）
一、单选题
1．广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后，下列说法正确的是（ ）
A．羚羊处于平衡状态 B．猎豹做匀变速运动
C．羚羊经过C点时的加速度最大 D．猎豹经过D点时受到的合外力最大
2．某一物体在三个恒力共同作用下做匀速直线运动，某一时刻突然撤去。关于撤去后，下列说法正确的是（ ）
A．物体一定改做匀变速曲线运动
B．任意相等时间内速率的变化量一定相等
C．物体有可能沿着的方向做匀减速直线运动
D．物体有可能沿着的方向做匀加速直线运动
3．如图为弹球游戏装置的简化示意图，两块平行挡板竖直固定在水平面上，右侧挡板下端有一小孔B，小亮将弹性小球自右侧挡板顶端A以一定的水平速度向左抛出，小球经两个挡板多次碰撞最终恰好从B飞出，游戏获胜。已知两挡板的间距为L，A、B的高度差为h，小球直径略小于小孔的内径，小球与挡板碰撞前后的水平和竖直分速度大小均不变，且不与水平面相碰，重力加速度取g。则小球抛出时的速度v和它与两挡板碰撞总次数N分别为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽度为a。在船下水点A的下游距离为b处是瀑布，为了使小船渡河安全（不掉到瀑布里去） ，则（ ）
A．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为
B．小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河时间也最短
C．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
D．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
5．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，则此时下列说法正确的是（ ）
A．货车的速度等于
B．货车对地面的压力等于货车的重力
C．缆绳中的拉力小于
D．货物处于超重状态
6．如图是内燃机中一种传动装置，车轮和滑块上分别设置可以绕轴A、B转动的轻杆，O轴固定。工作时高压气体驱动活塞在汽缸中做往复运动，再通过连杆驱动滑块在斜槽中做往复运动，最终驱动车轮做角速度为ω的匀速圆周运动。已知轻杆OA长度为L，运动到图示位置时AB、BC垂直，那么此时活塞的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．有一条两岸平直且平行的河流，河水流速恒定，大小为v1，一条小船在河上横渡，已知船在静水中的速度大小为v2，第一次过河时船头始终指向与河岸垂直的方向，第二次过河时行驶路线与河岸垂直，若v1、v2均不变，试求第一次过河与第二次过河所用时间的比值为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．平面内质量为的物体沿、方向的运动图像分别如图1、2所示，其中沿方向的图像为顶点在原点的抛物线。关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体加速度大小为
B．物体做匀变速曲线运动
C．物体做变加速直线运动
D．时物体速度最小，大小为
9．如图所示，传送带固定在水平地面上，倾角为30°，顶端A点与底端B点相距24m，顺时针转动的速率为v=3.5m/s。将一可视为质点的小物块从O点以的初速度水平向右抛出，恰好落到A点且速度方向沿传送带向下。已知传送带的转轮很小，小物块与传送带间的动摩擦因数为，g取10m/s2，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。下列正确的是（ ）
A．小物块落到A点时的速度大小是6m/s
B．O点到水平地面的竖直高度是12.45m
C．小物块从A点运动到B点所用的时间为4s
D．小物块从A点运动到B点所用的时间为5.5s
10．自由式滑雪U型比赛场地可简化为如图甲所示的模型：滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道连接而成，轨道的倾角为θ。某次腾空时，运动员（视为质点）以大小为v的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘AD的夹角为90°-θ，腾空后沿轨道边缘AD上的N点进入轨道，腾空过程（从M点运动到N点的过程）的左视图如图乙所示。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是。（ ）
A．运动员腾空过程中处于超重状态
B．运动员腾空过程中离开AD的最大距离为
C．运动员腾空的时间为
D．M、N两点的距离为
三、实验题
11．某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进，获得了老师的肯定。他们的实验装置如图所示，实验步骤如下：
①安装好器材，将斜槽轨道的末端调整水平；
②在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近；
③使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹A；
④将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹B；
⑤将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，在白纸上留下痕迹C；
⑥测出A、B间的距离，B、C间的距离。
已知当地重力加速度为g，则关于这个实验，回答下列问题：
（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是 ；
（2）每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是 ；
（3）小球做平抛运动的初速度 （用x、、、g表示）。
12．如图是研究平抛运动的实验装置示意图．在竖直平面内固定有圆弧形轨道，小球A沿轨道滚下离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，导致被电磁铁吸住的小球B开始自由下落．实验前，保证轨道末端水平，并使小球B的初始高度与小球A被抛出时高度一致，均为H．
（1）通过观察A、B两小球是否同时落地，可以研究小球A在竖直方向的运动规律，为了获得令人信服的证据，下列说法正确的是( )
A．有必要在其他条件不变的情况下，改变高度H，多次重复实验
B．有必要在其他条件不变的情况下，改变小球A在轨道上被释放的初始位置，多次重复实验
C．必须选用非常光滑的轨道，多次重复实验
（2）在得到平抛运动在竖直方向运动的规律后，继续利用该装置研究平抛运动在水平方向的运动规律．具体操作如下：保持其他条件不变，在轨道末端距离地面分别为H、4H、9H位置进行实验，分别测量小球A抛出点与落地点的水平距离x1、x2、x3，若三个距离满足关系：x1: x2:x3= ，则可初步判断平抛物体在水平方向的分运动为匀速直线运动．
四、解答题
13．风洞是研究空气动力学的重要设备。如图所示，两水平虚线间为风洞区域，高H=0.8m，若物体进入该区域将受到恒定的水平风力作用。现从风洞区域下边界上的O点将一质量为m=0.1kg的小球以初速度v0=5m/s竖直向上抛出，小球最后落在风洞区域下边界的P点，OP=2m。若不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求小球从O点抛出到落回P点的过程中：
（1）在风洞内、外运动的时间之比；
（2）风洞中风力F的大小。
14．如图，斜坡与水平地面夹角为α（），军事训练中火炮炮位在斜坡底部O点，向斜坡上发射炮弹，炮弹发射速度大小为v0，方向为与斜面成α角向上，恰好命中斜坡上A点处的目标，火炮口离地高度可忽略，炮弹可视为质点，不计空气阻力。重力加速度为g。求：
（1）炮弹运行过程中离开斜坡的最大距离；
（2）炮弹沿斜坡方向的射程。
15．如图所示，倾角、高的斜面体固定在水平地面上，小球从斜面体顶端A点以的初速度水平向右抛出。空气阻力忽略不计，重力加速度，，。求：
（1）小球落在斜面上的位置；
（2）若在小球水平抛出的同时，解除斜面固定并使斜面体在水平地面上由静止开始向右做加速度的匀加速直线运动，则小球能否落在斜面上？若能，请求出小球落在斜面上的位置。
参考答案：
1．D
【详解】AB.由题意知羚羊做曲线运动，所受合外力指向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，猎豹做加速度不断变化，不是匀变速运动，故AB错误；
CD.羚羊、猎豹的速度大小不变，D点的弯曲程度最大，对应的半径最小，向心加速度最大，故C错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．若速度方向与方向在同一条直线上，撤去后物体做直线运动，故A错误；
B．由
可知，任意相等时间内速度的变化量一定相等，物体做直线运动还是曲线运动不确定，所以速率变化量不一定相等，故B错误；
C．若速度方向与方向同向，撤去后物体做匀减速直线运动，故C正确；
D．若速度方向与方向反向，撤去后物体沿着的反方向做匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】小球在两平行挡板间的运动可分解为水平方式的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，设运动总时间为t，则水平方向、竖直方向分别有
，（）
联立可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
4．D
【详解】A．当小船船头垂直河岸渡河，时间最短，最短时间为
且必须小于或等于
故A错误；
B．小船轨迹垂直河岸渡河，位移最小，大小为a，但船头必须指向上游，合速度小于船在静水中速度，渡河时间不是最短，故B错误；
CD．小船沿轨迹AB运动，船在静水中的速度最小时，速度方向与AB垂直，可得
故C错误，D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．将货车的速度进行正交分解，其分解成沿着缆绳方向与垂直缆绳方向，如图所示：
由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等，故
则货车运动的速度
故A错误；
B．由于货车受到缆绳的拉力，货车的对地面的压力小于货车的重力，故B错误；
CD．因不变，减小，由上式知，货箱向上运动的速度增大，货箱和货物整体向上做加速运动，处于超重状态，由牛顿第二定律知缆绳中的拉力大于，故C 错误，D正确。
故选D。
6．B
【详解】A点的线速度为
A点的线速度沿AB水平杆的分速度为
滑块在斜槽中的速度分解为沿BC向上和沿AB水平向左的分速度，滑块沿AB方向的分速度与A点线速度沿AB方向的分速度相等，即
结合图可知活塞的速度等于滑块在斜槽中沿竖直向上的分速度，所以滑块在斜槽中竖直向上的分速度为
故选B。
7．C
【详解】根据题意，设河宽为d，第一次过河时船头始终指向与河岸垂直的方向，则渡河时间为
第二次过河时行驶路线与河岸垂直，此时船的合速度为
渡河时间为
则第一次过河与第二次过河所用时间的比值为
故选C。
8．BD
【详解】A．根据题意可知，在方向上，有
结合图线可得
在方向上，有
所以物体运动的加速度大小为
故A错误；
BC．由于合加速度的方向和合初速度的方向不共线，所以物体做匀变速曲线运动，故C错误，B正确；
D．物体运动的速度大小为
根据二次函数知识可知，当时物体速度最小，其值为
故D正确。
故选BD。
9．AB
【详解】A．设小物块落到A点时的速度大小v1，由题意可得
故A正确；
B．由题意级上述分析可得，物块从到A点时的竖直方向速度为
则从O到A竖直方向的距离为
O点到水平地面的竖直高度为
故B正确；
CD．由上述分析可得，传送带的速度小于物体落到传送带时的速度，故小物块会受到沿着斜面向上的摩擦力，以沿斜面向下为正方向，有
小物块会先减速，后匀速运动，小物块减速运动的时间为
减速运动的距离为
匀速运动的时间为
小物块从A点运动到B点所用的时间为
故CD错误。
故选AB。
10．BCD
【详解】A．加速度方向向上为超重，加速度方向向下为失重，运动员腾空过程中加速度为g，方向竖直向下，运动员一直处于失乘状态，故A错误；
B．运动员在M点时重直AD方向的速度大小
v1 =vsin（90°-θ）
垂直斜面方向加速度大小为
a1=gcosθ
设运动员腾空过程中离开AD的最大的距离为d， 根据匀变速直线运动的规律有
解得
故B正确；
C．可得运动员从M点到离开AD最远的时间
根据对称性可知，运动员腾空的时间
故C正确；
D．运动员在 M点时平行AD方向的速度大小
v2 =vcos（90°-θ）
设运动员在ABCD面内平行AD方向的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有
mgsinθ=ma2
根据匀变速直线运动的规律可知， M、N两点的距离
故D正确。
故选BCD。
11． 保证小球飞出时的初速度水平 保证小球每次做平抛运动的初速度相同
【详解】解：（1）[1] 因是“研究平抛运动”的实验，所以斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是：保证小球飞出时的初速度水平。
（2）[2]每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是：保证小球每次做平抛运动的初速度相同。
（3）[3]因每次移动木板的水平距离相等，小球在水平方向做匀速直线运动，因此小球在水平方向经相等的距离所用时间T相等，小球在竖直方向做自由落体运动，所以在竖直方向则有，即有
解得
小球在水平方向为匀速直线运动，则有小球做平抛运动的初速度为
12． AB 1:2:3
【详解】（1）[1]通过观察A、B两小球是否同时落地，可以研究小球A在竖直方向的运动规律，为了获得令人信服的证据，必须排除特殊性；
A．有必要在其他条件不变的情况下，改变高度H，多次重复实验，从而能否排除高度的影响，故A正确；
B.有必要在其他条件不变的情况下，改变小球A在轨道上被释放的初始位置，多次重复实验，从而能否排除水平初速度的影响，故B正确；
C.轨道是否光滑，不影响球做平抛运动，故C错误；
（2）[2]两次实验小球从斜面同一位置无初速度释放，所以平抛运动的初速度相同，设为，小球在竖直方向上自由落体运动，则有：
解得：
解得：
解得：
若水平方向做匀速直线运动，则有：
解得：
。
13．（1）；（2）1N
【详解】（1）竖直方向只受重力，做竖直上抛运动，竖直向上位移为时，用时为，则有
解得
或
所以到内小球在风洞外，风洞外的时间为
从O到P所用时间为
则小球在风洞内的时间为
则小球在风洞内、外运动的时间之比为
（2）内，水平方向位移为
，
又
内在洞外，水平方向做匀速直线运动，则有
，
内在洞内，则有
，
又
联立解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）以O点为坐标系原点，取平行于OA方向为x轴方向，垂直于斜坡的方向为y轴方向。如图
在此坐标系中，炮弹运动在x方向的初速度为
加速度大小为
炮弹运动在y方向的初速度为
加速度大小为
炮弹在垂直于斜坡方向上做匀减速运动，由可得炮弹运行过程中离开斜坡的最大距离
（2）炮弹运行过程中离开斜坡的最大距离时运动的时间
炮弹在沿斜坡方向上做匀减速运动，炮弹沿斜坡方向的射程
15．（1）B点；（2）能落在斜面上，距A点0.75m。
【详解】（1）设水平位移为x，由平抛运动规律有
，
由几何知识可得
联立并代入已知数据得
，
可得小球落在B点；
（2）如图所示
假设小球能落在斜面上，斜面体运动的位移为，小球做平抛运动竖直位移为，水平位移为，由平抛运动规律有
，，
由几何知识可得
联立并代入已知数据得
所以小球可以落在斜面上
落在斜面上距A点的距离
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