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考点巩固卷19 抛体运动
建议用时:50 分钟
考点序号
考点
题型分布
考点1
平抛运动
2 单选+3 多选+1 解答
考点2
斜抛运动
2 单选+1 多选+2 解答
考点3
类平抛运动
2 单选+3 多选
考点01:平抛运动(2 单选+3 多选+1 解答)
一、单选题
1.(2023·河北·统考模拟预测)物体a 在距地面高度为
处以初速度
做平抛运动,距a 的抛出点水平距
离为且等高的物体b 同时开始无初速度下落,两物体在空中相遇。两物体可看做质点,不考虑空气阻力,
则以下说法正确的是( )
A.如果增大物体a 的初速度
,则ab 在空中不能相遇
B.如果增大物体a 的初速度
,则ab 在空中一定相遇
C.如果物体b 的竖直初速度不是零,则ab 在空中可以相遇
D.如果物体b 的水平初速度不是零,则ab 在空中不能相遇
【答案】B
【详解】AB.ab 在空中相遇是因为在竖直方向上两物体都是自由落体运动,在相同的时间内竖直位移相同,
相遇时a 的水平位移为;如果增大物体a 的初速度
,a 在水平位移为所用的时间变短,但ab 的竖直位
移相同,所以ab 在空中一定相遇,故B 正确,A 错误;
C.如果物体b 的竖直初速度不是零,则ab 在相同的时间内竖直位移不相同,ab 在空中不能相遇,故C 错
误;
D.如果物体b 的水平初速度不是零,且水平方向相向而行,ab 在水平位移的代数和为,所用的时间变
短,ab 的竖直位移相同,ab 在空中一定相遇,故D 错误。
故选B。
2.(2023·广东茂名·茂名市电白区电海中学校考一模)如图所示,投壶是古代士大夫宴饮时的一种投掷游
戏,也是一种礼仪。其规则是:在离壶一定距离处将箭水平抛出,箭若落至壶内则为成功。某次投壶游戏
中,箭落至图中A 点,为使下次投中,游戏者可以( )
1
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A.仅增大抛出速度
B.仅增大抛出高度
C.同时增大抛出速度和高度
D.同时减小抛出速度和高度
【答案】D
【详解】由于箭落在壶的后方,说明箭的水平位移太大,要使箭投中应减小水平位移。设箭平抛运动的初
速度为
,抛出点离桶的高度为h,水平位移为x,则平抛运动的时间为
水平位移为
由题可知,要使水平位移减小,则当减小初速度或减小抛出点的高度。
故选D。
二、多选题
3.(2023·山东聊城·统考三模)如图所示,竖直墙MN、PQ 间距为,竖直线OA 到两边墙面等距。从离
地高度一定的O 点垂直墙面以初速度
水平抛出一个小球,小球与墙上B 点、C 点各发生一次弹性碰撞后
恰好落在地面上的A 点。设B 点距地面高度为
,C 点距地面高度为
,所有摩擦和阻力均不计。下列说
法正确的是( )
2
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A.下落
和
所用时间
B.
C.仅将间距加倍而仍在两墙中央O 点平抛,小球不会落在A 点
D.仅将初速度
增为
(
为正整数),小球一定落在A 点
【答案】BD
【详解】A.小球与墙发生弹性碰撞,水平方向的速度大小不变,下落
和
过程中的水平方向的路程之
和之比为
故下落
和
所用时间
A 错误;
B.设小球从开始运动到与墙上B 点相撞所用时间为
,由题意可知
,
故
B 正确;
C.整个运动过程中小球水平方向运动的路程为
,若仅将间距加倍而仍在两墙中央O 点平抛,小球将与
3
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墙壁碰撞一次后仍落在中点A 点,C 错误;
D.仅将初速度
增为
(
为正整数),高度不变则下落的时间不变,则小球水平方向的路程为
小球从中点O 抛出,则小球一定落在A 点,D 正确。
故选BD。
4.(2023·广东·模拟预测)某同学想研究篮球弹跳的规律,假设有两个连续台阶高度同为h,该同学从第
一个台阶的顶部边缘以某一速度
将质量为m 的篮球水平向右抛出,篮球恰好落在第一个台阶边缘的A 点
处弹起后刚好落在第二个台阶的边沿B 处,假设小球与台阶发生的是弹性碰撞(碰撞前后速度的水平分量
方向不变,竖直分量反向),不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.篮球在A 点处发生碰撞时合力对它的冲量大小为
B.在A 点处台阶弹力对篮球所做的功为0
C.两台阶的宽度之比是
D.如果直接将篮球水平抛出至B 点,则抛出的初速度应该为
【答案】ABC
【详解】A.若小球在A 处发生弹性碰撞,则其水平分速度不变,竖直分速度反向,设竖直向下为正方向,
故由动量定理可得
A 正确;
B.A 点处碰撞瞬间,由于台阶施加的弹力没有产生位移,故台阶弹力做功为0,B 正确;
C.由平抛运动规律可知,下落至A 台阶处的时间为
4
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在A 处反弹后,做斜抛运动,上升的最大高度与抛出的初始位置等高,上升过程时间
下降过程时间
台阶宽度为两个过程的水平位移,由于水平速度不变,则两台阶的宽度之比为
C 正确;
D.若直接抛出到B 点,由平抛运动规律可知时间为原来的
倍,水平位移为原来的
倍,故平抛
初速度应为原来的
,即
,D 错误。
故选ABC。
5.(2023·湖北·校联考模拟预测)如图所示,水平放置的平行金属板电容器带等量异号电荷,电容器的电
容为C,两极板的长度均为L,板间距离也为L,
是两板之间的中线,一质量为m、电荷量为q 的带正
电小球从M 板左侧与M 板等高的A 点以某一速度水平向右抛出,恰好从O 点进入电场,然后从N 板的右
边缘离开电场,不考虑极板边缘效应,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球到达O 点的速度大小为
B.M 板带正电
5
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C.平行板电容器所带电荷量为
D.小球到达N 板时的速度大小为
【答案】AD
【详解】A.带电小球从A 点运动到O 点做平抛运动,则有
,
解得
,
带电小球到达O 点的速度
故A 正确;
B.小球进入电场后设加速度为a,小球恰好从N 板的右边缘离开电场,则有
,
解得小球在电场中的加速度
可知小球受到电场力方向向上,由于小球带正电,则M 板带负电,故B 错误;
C.根据牛顿第二定律可得
带入数值,解得两极板的电压
所以平行板电容器所带的电荷量
故C 错误;
6
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D.带电小球到达N 板右边缘时,设竖直方向的分速度为
,则有
代入数据得
水平速度为
所以带电小球到达N 板时的速度大小为
,故D 正确。
故选AD。
三、解答题
6.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测)如图所示的是竖直面内小球做平抛运动时频闪照片
的一部分,其中O、A、B、C 是四个连续的频闪位置。取小球位于O 点时的球心位置为坐标原点建立直角
坐标系,经测量得到B 点的坐标为
,C 点的纵坐标为
,重力加速度为g。求:
(1)频闪周期T;
(2)该平抛小球的水平速度大小
;
(3)该小球抛出点
的位置坐标
。
【答案】(1)
;(2)
;(3)
【详解】(1)设小球过O 点时速度的竖直分量为
,则有
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,
,
解得
(2)对B 点分析,水平方向有
解得
(3)对O 点分析,设小球从抛出点运动至O 点的时间为
,则有
所以
,
解得
,
即
点的位置坐标为
。
考点02:斜抛运动(2 单选+1 多选+2 解答)
一、单选题
1.(2023·浙江·高考真题)如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O 点抛出沿轨迹
运动,
其中P 是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小
( )
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A.O 点最大
B.P 点最大
C.Q 点最大
D.整个运动过程保持不变
【答案】A
【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,小石子在O 点时速度斜向上方,此时速度最大,空气
阻力斜向下方最大,上升过程与竖直方向夹角最小,故此时空气阻力分解在竖直方向最大,根据牛顿第二
定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。
故选A。
2.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)链球是利用双手投掷的竞远项目,运动员两手握着链
球上铁链的把手,经过3~4 圈加速旋转,带动链球旋转,最后链球脱手而出,整个过程可简化为某倾斜平
面内的加速圆周运动和脱离后的斜抛运动,如图所示。某次训练中链球脱手时速度
的方向与水平面成
角,忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.链球做加速圆周运动过程中,合力的方向指向圆心
B.链球做加速圆周运动过程中,向心力不断增大
C.若其他条件不变仅改变
,则当
增大时,链球斜抛过程中动量的变化率变大
D.若其他条件不变仅改变
,则
时,链球落地点离脱手点水平距离最远
【答案】B
【详解】A.若链球做匀速圆周运动,则合力提供向心力,方向指向圆心,所以链球做加速圆周运动过程
中,合力的方向不指向圆心,故A 错误;
B.链球做加速圆周运动过程中,向心力
,不断增大,故B 正确;
C.链球斜抛过程中动量的变化率为
所以当
增大时,链球斜抛过程中动量的变化率不变,故C 错误;
D.若链球在水平面做斜抛运动,则有
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联立可得
当
,水平位移最大;但该模型竖直高度与
也有关,根据斜抛运动规律可知并非
时,链球落
地点离脱手点水平距离最远,故D 错误;
故选B。
二、多选题
3.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考一模)第24 届冬季奥林匹克运动会,即2022 年北京冬季奥
运会,是由我国举办的国际性奥林匹克赛事,于2022 年2 月4 日开幕,2 月20 日闭幕。某滑雪场滑道的示
意图如图所示,某运动员从助滑道某位置由静止开始下滑,到达O 点时起跳,沿与水平方向成
角
的方向跳入空中,恰从B 点沿与竖直方向成
角的方向落在下方雪道上。已知O、B 两点的高度差为
35m,重力加速度
,运动员在空中运动时可视为质点,忽略空气阻力的作用.
。下
列说法正确的是( )
A.运动员起跳后瞬间的速度大小为30m/s
B.运动员在空中运动的时间为6s
C.O、B 两点间的水平距离为120m
D.运动员落到B 点时的速度大小为30m/s
【答案】AC
【详解】AB.设运动员的起跳速度为v,在空中运动的时间为t,运动员起跳后在空中做斜上抛运动,在竖
直方向上有
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在B 点的速度关系为
解得
A 正确,B 错误;
C.在水平方向做匀速直线运动有
C 正确;
D.在B 点有
D 错误;
故选AC。
三、解答题
4.(2023·江苏·统考高考真题)如图所示,滑雪道AB 由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为
45°。平台BC 与缓冲坡CD 相连。若滑雪者从P 点由静止开始下滑,恰好到达B 点。滑雪者现从A 点由静止
开始下滑,从B 点飞出。已知A、P 间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为
,重力加速度为
g,不计空气阻力。
(1)求滑雪者运动到P 点的时间t;
(2)求滑雪者从B 点飞出的速度大小v;
(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD 上,求平台BC 的最大长度L。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)
【详解】(1)滑雪者从A 到P 根据动能定理有
根据动量定理有
联立解得
(2)由于滑雪者从P 点由静止开始下滑,恰好到达B 点,故从P 点到B 点合力做功为0,所以当从A 点下
滑时,到达B 点有
(3)当滑雪者刚好落在C 点时,平台BC 的长度最大;滑雪者从B 点飞出做斜抛运动,竖直方向上有
水平方向上有
联立可得
5.(2023·山东·统考高考真题)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快
速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能,设置储能电容器的工作电压可获得所需的
灭火弹出膛速度。如图乙所示,若电磁炮正对高楼,与高楼之间的水平距离
,灭火弹出膛速度
,方向与水平面夹角
,不计炮口离地面高度及空气阻力,取重力加速度大小
,
。
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(1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H;
(2)已知电容器储存的电能
,转化为灭火弹动能的效率
,灭火弹的质量为
,电容
,电容器工作电压U 应设置为多少?
【答案】(1)60m;(2)
【详解】(1)灭火弹做斜向上抛运动,则水平方向上有
竖直方向上有
代入数据联立解得
(2)根据题意可知
又因为
联立可得
考点3:类平抛运动(2 单选+3 多选)
一、单选题
1.(2023·湖北·模拟预测)如图所示,在光滑的水平面内建立xOy 坐标,质量为m 的小球以某一速度从O
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点出发后,受到一平行于y 轴方向的恒力作用,恰好通过A 点,已知小球通过A 点的速度大小为v0,方向
沿x 轴正方向,且OA 连线与Ox 轴的夹角为30°,则( )
A.恒力的方向一定沿y 轴正方向
B.恒力在这一过程中所做的功为
C.恒力在这一过程中的冲量大小为
D.小球从O 点出发时的动能为
【答案】C
【详解】A.小球受到恒力作用做匀变速曲线运动,利用逆向思维法,小球做类平抛运动。由此可判断恒
力方向一定沿y 轴负方向,故A 错误;
D.由几何关系可得
所以小球经过坐标原点时,沿y 轴方向的分速度为
沿x 轴方向的速度仍为v0,小球从O 点出发时的动能为
故D 错误;
B.恒力在这一过程中所做的功为
故B 错误;
C.恒力在这一过程中的冲量大小
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故C 正确。
故选C。
2.(2023·河南濮阳·统考一模)我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家,探测器在环绕火星
表面飞行时周期是T。火星表面气体非常稀薄可近似认为真空,在火星表面附近以初速度v0水平抛出一个
物体,测得抛出点距火星表面高度为h,落到火星表面时物体的水平位移为x,已知引力常量为G,下列说
法正确的是( )
A.物体在火星表面附近做平抛运动的加速度大小是
B.火星的半径是
C.火星的质量是
D.火星的密度是
【答案】C
【详解】AB.设物体在火星表面附近做类平抛运动的时间为t,水平方向
竖直方向
联立得
同时由探测器在环绕火星表面飞行时周期是T,可得加速度为
联立得
AB 错误;
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C.在火星表面有
即
解得
C 正确;
D.火星的密度
D 错误。
故选C。
二、多选题
3.(2023·山东德州·德州市第一中学统考三模)如图所示是一儿童游戏机的简化示意图,光滑游戏面板倾
斜放置,长度为8R 的AB 直管道固定在面板上,A 位于斜面底端,AB 与底边垂直,半径为R 的四分之一圆
弧轨道BC 与AB 相切于B 点,C 点为圆弧轨道最高点(切线水平),轻弹簧下端固定在AB 管道的底端,
上端系一轻绳。现缓慢下拉轻绳使弹簧压缩,后释放轻绳,弹珠经C 点水平射出,最后落在斜面底边上的
位置D(图中未画出),且离A 点距离最近。假设所有轨道均光滑,忽略空气阻力,弹珠可视为质点。直
管AB 粗细不计。下列说法正确的是( )
A.弹珠脱离弹簧的瞬间,其动能达到最大
B.弹珠脱离弹簧的瞬间,其机械能达到最大
C.A、D 之间的距离为
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D.A、D 之间的距离为
【答案】BD
【详解】A.弹珠与弹簧接触向上运动过程,对弹珠分析可知,弹珠先向上做加速度减小的加速运动,后
做加速度方向反向,大小减小的减速运动,可知,弹簧弹力与重力沿斜面的分力恰好抵消时,合力为0 弹
珠的动能达到最大,此时弹簧处于压缩状态,A 错误;
B.弹珠脱离弹簧之前,弹簧处于压缩,弹簧对弹珠做正功,因此弹珠脱离弹簧的瞬间,弹珠的机械能达
到最大,B 正确;
CD.弹珠飞出后做类平抛运动,沿斜面方向有
可知弹珠落地D 的时间为一定值,水平方向有
可知,弹珠飞出速度越小,距离A 点越近,由于弹珠做圆周运动,若恰能越过C,则此时有
解得
C 错误,D 正确。
故选BD。
4.(2023·山东聊城·统考一模)我国正在攻关的
超高速风洞,是研制新一代飞行器的摇篮,它可以
复现40 到100 公里高空、时速最高达10 公里/秒,相当于约30 倍声速的飞行条件。现有一小球从风洞中
的点M 竖直向上抛出,小球受到大小恒定的水平风力,其运动轨迹大致如图所示,其中M、N 两点在同一
水平线上,O 点为轨迹的最高点,小球在M 点动能为
,在O 点动能为
,不计空气阻力,下列说法正
确的是( )
A.小球所受重力和风力大小之比为
B.小球落到N 点时的动能为
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C.小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为
D.小球从M 点运动到N 点过程中的最小动能为
【答案】BD
【详解】A.根据题意,设风力大小为
,小球的质量为
,小球的初速度为
,
的水平距离为
,
竖直距离为,竖直方向上有
则有
从
到
过程中,由动能定理有
可得
又有
水平方向上,由牛顿第二定律有
由运动学公式有
由于运动时间相等,则
则有
解得
故A 错误;
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B.根据题意可知,小球在水平方向做初速度为0 的匀加速直线运动,由对称性可知,小球从
和从
的运动时间相等,设
的水平距离为
,则有
小球由
过程中,由动能定理有
解得
故B 正确;
C.由功能关系可知,小球机械能的变化量等于风力做功,则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比
为
故C 错误;
D.根据题意可知,小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动,当小球速度方向与合力方向垂直时动能
最小,根据前面分析可知合力与竖直方向的夹角的正切值为
根据速度的合成与分解可得小球从
点运动到
点过程中的最小速度为
则最小动能为
故D 正确。
故选BD。
5.(2023·山东·模拟预测)如图所示,一斜面倾斜角度为53°,斜面末端连接一处于竖直平面的光滑绝缘
半圆轨道,O 为圆心,A、B 为其竖直方向上的直径的上下两端点,现有一个质量为0.4kg,带电荷量
q=+1.0×10-5C 的小球(可视为质点)以初速度v0=10m/s 从斜面上某点垂直斜面方向抛出,小球恰好沿切线
从半圆轨道的最高点A 飞入半圆轨道,已知整个空间存在水平向右的匀强电场,电场强度为E=3×105N/C,
重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
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A.小球从开始到A 点的运动是类平抛运动
B.小球在A 点处的速度大小为12.5m/s
C.小球第一次在半圆轨道上滑行过程中会在某处脱离半圆轨道
D.小球第一次在半圆轨道上滑行过程中对轨道的最大压力大小为33.5N
【答案】AB
【详解】A.小球受到重力和电场力的作用,如图所示
设F 与水平方向夹角为θ
F 与v0垂直,所以小球做类平抛运动,故A 正确;
B.因为小球做类平抛运动,由图可知
故B 正确;
C.如图所示,根据受力情况画出小球运动过程中等效的最低点为C 点,小球到C 点时对轨道的压力最大,
因为在A 点小球恰好能无碰撞飞入半圆轨道,在A 点对轨道的压力为零,所以小球第一次在半圆轨道上滑
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行过程中不会在脱离半圆轨道
故C 错误;
D.在A 点根据牛顿第二定律得
从A 至C 过程中根据动能定理
根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为27N,故D 错误。
故选AB。
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