格物学 力学抛体运动的规律

平抛运动中的临界问题-抛体运动的规律知识点月考进阶选择题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率48.0%

2025-06-25
平抛运动中的临界问题-抛体运动的规律知识点月考进阶选择题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率48.0%
1、['平抛运动中的临界问题']

正确率40.0%套圈游戏是一项趣味活动.如图所示,某次游戏中,一小孩从距地面高$$h_{1}=0. 4 5 \mathrm{m}$$处水平抛出半径$${{r}{=}{{0}{.}{1}}{m}}$$的圆环(圆环面始终水平),套住了距圆环前端水平距离为$${{x}{=}{{1}{.}{2}}{m}}$$、高度$$h_{2}=0. 2 5 \mathrm{m}$$的竖直细圆筒$${{.}{g}}$$取$${{1}{0}{{m}{/}{s}^{2}}{,}}$$小孩抛出圆环的速度可能是(

C

A.$${{4}{.}{3}{{m}{/}{s}}}$$

B.$${{4}{.}{6}{{m}{/}{s}}}$$

C.$${{6}{.}{5}{{m}{/}{s}}}$$

D.$${{7}{.}{5}{{m}{/}{s}}}$$

2、['平抛运动与斜面相结合的问题', '平抛运动中的临界问题']

正确率40.0%横截面为直角三角形的两个相同的斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示,它们的竖直边长都是底边长的一半.现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右做平抛运动,最后落在斜面上,其落点分别是$${{a}}$$、$${{b}}$$、$${{c}}$$.下列判断正确的是(

D

A.落在$${{a}}$$点的小球落在斜面上的速度方向与斜面平行

B.三小球比较,落在$${{c}}$$点的小球飞行时间最长

C.三小球比较,落在$${{b}}$$点的小球飞行过程速度变化最快

D.无论小球抛出时初速度有多大,落到斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直

3、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率60.0%在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球$${{A}}$$、$${{B}}$$、$${{C}}$$,它们离地面的高度分别为$${{3}{h}}$$、$${{2}{h}}$$和$${{h}}$$,当小车遇到障碍物$${{P}}$$时,立即停下来,三个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上,如图所示.下列说法正确的是(

C

A.三个小球落地的时间差与车速有关

B.三个小球落地点的间隔距离满足$${{L}_{1}{=}{{L}_{2}}}$$

C.三个小球落地点的间隔距离满足$${{L}_{1}{<}{{L}_{2}}}$$

D.三个小球落地点的间隔距离满足$${{L}_{1}{>}{{L}_{2}}}$$

4、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率60.0%如图所示,从高$${{H}}$$处的$${{A}}$$点先后平抛两个小球$${{1}}$$和$${{2}}$$,球$${{1}}$$刚好直接越过竖直挡板$${{M}{N}}$$落在水平地面上的$${{B}}$$点,球$${{2}}$$则与地面碰撞两次后,刚好越过竖直挡板$${{M}{N}}$$,也落在$${{B}}$$点.设球$${{2}}$$每次与水平地面的碰撞都是弹性碰撞,空气阻力可忽略.则竖直挡板$${{M}{N}}$$的高度$${{h}}$$是(

A

A.$${\frac{5} {9}} H$$

B.$$\frac{4} {7} H$$

C.$${\frac{3} {5}} H$$

D.$${\frac{4} {5}} H$$

5、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用', '合运动与分运动的概念和性质']

正确率40.0%如图所示,一网球运动员将球在边界处正上方水平向右击出,球刚好过网落在图示位置(不计空气阻力$${{)}}$$,数据如图所示,重力加速度为$${{g}}$$,则下列说法中正确的是

B

A.击球点高度$${{h}_{1}}$$与球网高度$${{h}_{2}}$$之间的关系为$$h_{1}=2 h_{2}$$

B.任意增加击球高度,只要击球初速度合适,球一定能落在对方界内

C.任意降低击球高度(仍大于$${{h}_{2}{)}}$$,只要击球初速度合适,球一定能落在对方界内

D.若保持击球高度不变,球的初速度$${{υ}_{0}}$$只要不大于$${\frac{s} {h_{1}}} \sqrt{2 g h_{1}},$$球一定落在对方界内

6、['平抛运动中的临界问题']

正确率40.0%如图,窗子上$${、}$$下边沿间的高度$${{H}{=}{{1}{.}{6}}{m}}$$,墙的厚度$${{d}{=}{{0}{.}{4}}{m}}$$,某人在离墙壁距离$$L=1. 4 m.$$距窗子上沿$${{h}{=}{{0}{.}{2}}{m}}$$处的$${{P}}$$点,将可视为质点的小物件以$${{υ}}$$的速度水平抛出,小物件直接穿过窗口并少在水平地面上,取$$g=1 0 m / s^{2}$$。则$${{υ}}$$的最小速度是



C

A.$$2. 1 m / s$$

B.$$2. 3 m / s$$

C.$${{3}{m}{/}{s}}$$

D.$${{7}{m}{/}{s}}$$

7、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率40.0%如图所示为四分之一圆柱体$${{O}{A}{B}}$$的竖直截面,半径为$${{R}}$$,在$${{B}}$$点上方的$${{C}}$$点水平抛出一个小球,小球轨迹恰好在$${{D}}$$点与圆柱体相切,$${{O}{D}}$$与$${{O}{B}}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$,则$${{C}}$$点到$${{B}}$$点的距离为$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{R} {4}$$

B.$$\frac{3 R} {4}$$

C.$$\frac{R} {2}$$

D. $${{R}}$$

8、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率60.0%乒乓球运动员为了训练会在球台上安装发球机,如图所示为一乒乓球发球机,发球机头距球台$${{O}}$$点高度一定,并向正前方依次水平射出速度不同的乒乓球(不考虑乒乓球的旋转和空气阻力$${{)}}$$.现有一乒乓球以初速度$${{v}}$$被发出后不在球网左侧的球台反弹并恰好越过球网,那么另一个初速度大于$${{v}}$$的乒乓球被发出后

A

A.一定能越过球网

B.一定不能越过球网

C.也只能恰好越过球网

D.以上均有可能

9、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率19.999999999999996%一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是$${{0}{.}{4}{m}}$$,一小球以水平速度$${{v}}$$飞出,欲打在第四级台阶上,则$${{v}}$$的取值范围是

A

A.$$\sqrt6 m / s < v < 2 \sqrt2 m / s$$

B.$$2 \sqrt{2} m / s < v \leqslant3. 5 m / s$$

C.$$\sqrt{2} m / s < v < \sqrt{6} m / s$$

D.$$2 \sqrt{2} m / s < v < 2 \sqrt{6} m / s$$

10、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用']

正确率80.0%刀削面是北方人喜欢的面食之一,因其风味独特,驰名中外,刀削面全凭刀削,因此得名。如图所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片便水平飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为$${{0}{.}{8}{m}}$$,最近的水平距离为$${{0}{.}{5}{m}}$$,锅的半径为$${{0}{.}{5}{m}}$$,要想使削出的面片落入锅中,则面片的水平速度不能是下列选项中的哪些?$${{(}{)}}$$

D

A.$$1. 5 \mathrm{m / s}$$

B.$${{3}{m}{/}{s}}$$

C.$$3. 7 \mathrm{m / s}$$

D.$${{4}{m}{/}{s}}$$

1. 解析:

首先计算圆环下落时间差。圆环抛出高度 $$h_1 = 0.45 \mathrm{m}$$,套住细圆筒高度 $$h_2 = 0.25 \mathrm{m}$$,竖直位移差 $$\Delta h = h_1 - h_2 = 0.2 \mathrm{m}$$。由自由落体公式 $$\Delta h = \frac{1}{2} g t^2$$,解得 $$t = \sqrt{\frac{2 \Delta h}{g}} = 0.2 \mathrm{s}$$。

水平距离 $$x = 1.2 \mathrm{m}$$,圆环半径 $$r = 0.1 \mathrm{m}$$,因此水平位移范围需满足 $$x - r \leq v t \leq x + r$$,即 $$1.1 \leq v \times 0.2 \leq 1.3$$,解得 $$5.5 \leq v \leq 6.5 \mathrm{m/s}$$。

选项中只有 C 选项 $$6.5 \mathrm{m/s}$$ 符合要求,故选 C。

2. 解析:

斜面竖直边长为底边一半,设斜面倾角为 $$\theta$$,则 $$\tan \theta = \frac{1}{2}$$。

平抛运动落在斜面上的时间 $$t$$ 满足 $$\tan \theta = \frac{\frac{1}{2} g t^2}{v_0 t} = \frac{g t}{2 v_0}$$,即 $$t = \frac{2 v_0 \tan \theta}{g}$$。

选项分析:

A. 落在 $$a$$ 点时速度方向不可能与斜面平行,错误。

B. 落在 $$c$$ 点的小球初速度最大,飞行时间最长,正确。

C. 速度变化快慢由加速度决定,三小球相同,错误。

D. 平抛运动瞬时速度不可能与斜面垂直,正确。

故选 D。

3. 解析:

三个小球同时从不同高度水平抛出,落地时间由高度决定,与车速无关,A 错误。

落地时间差为 $$\Delta t_1 = \sqrt{\frac{6h}{g}} - \sqrt{\frac{4h}{g}}$$,$$\Delta t_2 = \sqrt{\frac{4h}{g}} - \sqrt{\frac{2h}{g}}$$,显然 $$\Delta t_1 > \Delta t_2$$,因此水平位移差 $$L_1 > L_2$$,D 正确。

4. 解析:

球 1 直接越过挡板,水平位移为 $$x$$,竖直位移为 $$H - h$$,飞行时间 $$t_1 = \sqrt{\frac{2(H - h)}{g}}$$,初速度 $$v_1 = \frac{x}{t_1}$$。

球 2 弹性碰撞两次,水平位移为 $$3x$$,竖直位移为 $$H - h$$,飞行时间 $$t_2 = \sqrt{\frac{2H}{g}}$$,初速度 $$v_2 = \frac{3x}{t_2}$$。

由于两球初速度相同,联立解得 $$h = \frac{4}{5} H$$,故选 D。

5. 解析:

由平抛运动规律,击球高度 $$h_1$$ 与球网高度 $$h_2$$ 的关系可通过时间推导,但题目未给出具体数据,无法直接得出 $$h_1 = 2 h_2$$,A 不一定正确。

B 选项正确,增加高度可延长飞行时间,调整初速度可使球落在界内。

C 选项错误,降低高度可能使球无法过网。

D 选项正确,初速度不超过 $$\frac{s}{h_1} \sqrt{2 g h_1}$$ 可保证球落在界内。

故选 B、D。

6. 解析:

小物件从 $$P$$ 点抛出,窗口高度 $$H = 1.6 \mathrm{m}$$,上沿距 $$P$$ 点 $$h = 0.2 \mathrm{m}$$,因此竖直位移范围为 $$0.2 \mathrm{m}$$ 到 $$1.8 \mathrm{m}$$。

水平位移范围为 $$L = 1.4 \mathrm{m}$$ 到 $$L + d = 1.8 \mathrm{m}$$。

最小速度对应最大时间,即下落 $$1.8 \mathrm{m}$$ 时间 $$t = \sqrt{\frac{2 \times 1.8}{10}} = 0.6 \mathrm{s}$$,水平位移 $$1.4 \mathrm{m}$$,因此 $$v_{\text{min}} = \frac{1.4}{0.6} \approx 2.3 \mathrm{m/s}$$,故选 B。

7. 解析:

小球轨迹与圆柱相切于 $$D$$ 点,$$OD$$ 与 $$OB$$ 夹角 $$60^\circ$$,几何分析可得 $$C$$ 点到 $$B$$ 点距离为 $$\frac{R}{4}$$,故选 A。

8. 解析:

初速度大于 $$v$$ 的乒乓球水平位移更大,飞行时间更长,一定能越过球网,故选 A。

9. 解析:

第四级台阶宽度 $$1.6 \mathrm{m}$$,高度 $$1.6 \mathrm{m}$$。平抛运动需满足:

水平位移 $$1.2 \mathrm{m} \leq v t \leq 1.6 \mathrm{m}$$,竖直位移 $$1.2 \mathrm{m} \leq \frac{1}{2} g t^2 \leq 1.6 \mathrm{m}$$。

解得时间范围 $$0.49 \mathrm{s} \leq t \leq 0.57 \mathrm{s}$$,速度范围 $$2.1 \mathrm{m/s} \leq v \leq 3.3 \mathrm{m/s}$$。

选项中 $$2 \sqrt{2} \approx 2.83 \mathrm{m/s}$$ 符合,故选 A。

10. 解析:

面片水平位移范围 $$0.5 \mathrm{m} \leq x \leq 1.5 \mathrm{m}$$,下落时间 $$t = \sqrt{\frac{2 \times 0.8}{10}} = 0.4 \mathrm{s}$$,速度范围 $$1.25 \mathrm{m/s} \leq v \leq 3.75 \mathrm{m/s}$$。

选项中 $$4 \mathrm{m/s}$$ 超出范围,故选 D。

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