高中物理一轮复习： 高热考点强化训练 与“体育类、生活类”相关的平抛运动（解析版）

2021 年高考物理一轮复习考点全攻关 专题（28）高热考点强化训练 与“体育类、生活类”相关的平抛运动（解析版）　 一、选择题（共 10 小题，每题 6 分，满分 60 分） 1.如图所示，A、B 两小球从相同高度同时水平抛出，在空中相遇时两球下落的高度为 h，若两球的抛出速 度都变为原来的 2 倍，则两球从抛出到相遇下落的高度为 A． B． C．h D．2h 【答案】B 2．如图所示，一个倾角为 37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端正上方的 O 点将一小球以速度 v0=3 m/s 的速度水平抛出，经过一段时间后，小球垂直斜面打在 P 点处。（小球可视为质点，重力加速度 g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则 A．小球击中斜面时的速度大小为 5 m/s B．小球击中斜面时的速度大小为 4 m/s C．小球做平抛运动的水平位移是 1.6 m D．小球做平抛运动的竖直位移是 1 m 【答案】A 解析 小球的速度方向与斜面垂直，根据平行四边形定则有 ，解得 ， 小球击中斜面时的速度大小为： ，A 正确，B 错误；小球运动的时间： ， 可 知 水 平 位 移 ： ， 竖 直 位 移 ：，CD 错误。 3．如图所示，一小球从地面上方某点水平向右抛出，落到水平地面上。若仅将小球抛出点的距地高度增加 为原来的 2 倍，不计空气阻力，则下列关于这段运动的说法正确的是 A．时间等于原来的 2 倍 B．水平位移的大小等于原来的 2 倍 C．落地时速度的大小等于原来的 倍 D．落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于原来的 倍 【答案】D 落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于原来的 倍，选项 D 正确。 4.如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从 O 点水平飞出，经过 3 s 落到斜坡上的 A 点。 已知 O 点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角 θ＝37°，不计空气阻力(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2)。则运动员落到斜坡上时速度方向与水平方向的夹角 φ 满足(　　) A．tan φ＝1.33 B．tan φ＝1.44 C．tan φ＝1.50 D．tan φ＝2.00 【答案】C 解析　运动员落到斜坡上的瞬间，对其速度进行分解，如图所示。竖直分速度 vy＝gt，与水平分速度 v0 的 比值 tan φ＝vy v0＝gt v0；竖直分位移 y＝1 2gt2，与水平分位移 x＝v0t 的比值 tan θ＝y x＝ gt 2v0，可见 tan φ＝2tan θ＝1.50，选项 C 正确。 5．如图所示，乒乓球的发球器安装在足够大的水平桌面上，可绕竖直转轴 OO′转动，发球器 O′A 部分水平 且与桌面之间的距离为 h，O′A 部分的长度也为 h.重力加速度为 g.打开开关后，发球器可将乒乓球从 A 点以 初速度 v0 水平发射出去， 2gh≤v0≤2 2gh.设发射出去的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球可视为质点， 空气阻力不计．若使该发球器绕转轴 OO′在 90°的范围内来回缓慢地水平转动，持续发射足够长时间后，乒 乓球第一次与桌面碰撞区域的面积 S 是(　　) A．2πh2 B．3πh2 C．4πh2 D．8πh2 【答案】C 解析　设乒乓球做平抛运动的时间为 t，则 t＝ 2h g .当速度最大时，水平位移具有最大值 xmax＝vmaxt＝2 2gh× 2h g ＝4h，当速度最小时，水平位移具有最小值 xmin＝vmint＝ 2gh× 2h g ＝2h，其中 vmax、vmin 为 v0 的最大值和 最小值，又因为发球器 O′A 部分长度也为 h，故乒乓球的落点距竖直转轴距离的范围为 3h≤x≤5h，乒乓球第 一次与桌面碰撞区域是一个圆心角为90°的宽度为2h的环形带状区域，其面积为S＝ 1 4×π[(5h)2－(3h)2]＝4πh2， 故选项 A、B、D 错误，C 正确． 6．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过 球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是(　　) A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 【答案】C 解析　由题意知，两个乒乓球均做平抛运动，则根据 h＝1 2gt2 及 v2y＝2gh 可知，乒乓球的运动时间、下降的 高度及竖直方向速度的大小均与水平速度大小无关，故选项 A、B、D 均错误；由发出点到球网的水平位移 相同时，速度较大的球运动时间短，在竖直方向下落的距离较小，可以越过球网，故选项 C 正确。 7．中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里．如图 4 所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为 h，与锅沿的水平距 离为 L，锅的半径也为 L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为 g， 则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是(　　) A．运动的时间都相同 B．速度的变化量都相同 C．落入锅中时，最大速度是最小速度的 3 倍 D．若初速度为 v0，则 L g 2h