2023新教材高考物理二輪專題復習專題強化訓練4運動的合成與分解平拋運動及類平拋運動

專題強化訓練4運動的合成與分解平拋運動及類平拋運動選擇題(1～7題為單項選擇題，8～10題為多項選擇題)1．[2022·福建押題卷]為了抗擊病毒疫情，保障百姓基本生活，快遞公司采用無人機配送快遞．無人機在某飛行配送過程中，沿水平方向的速度vx，和豎直向上的速度vy，與飛行時間t的關系如圖所示，下列說法正確的是()A．在t1時刻，無人機處于失重狀態(tài)B．在t2時刻，無人機上升至最高點C．在0～t2內，無人機沿直線飛行D．在t2～t3內，無人機做勻變速運動2．[2022·廣東沖刺卷]如圖所示，某趣味游戲中小球從圓柱形水杯口邊緣沿直徑方向水平射入，球與杯壁的碰撞是彈性碰撞，不計空氣阻力．則小球入水前的運動軌跡情景圖可能正確的是()3.如圖所示，兩次渡河時船相對于靜水的速度大小和方向都不變．已知第一次實際航程為A至B，位移為x1，實際航速為v1，所用時間為t1，由于水速增大，第二次實際航程為A至C，位移為x2，實際航速為v2，所用時間為t2則()A．t2>t1，v2＝eq\f(x2v1,x1) B．t2>t1，v2＝eq\f(x1v1,x2)C．t2＝t1，v2＝eq\f(x2v1,x1) D．t2＝t1，v2＝eq\f(x1v1,x2)4.如圖所示，滑板愛好者先后兩次從坡道A點滑出，均落至B點，第二次的滯空時間比第一次長，則()A．兩次滑出速度方向相同B．兩次騰空最大高度相同C．第二次滑出速度一定大D．第二次在最高點速度小5．[2022·北京押題卷]如圖，飛機距離水平地面的高度為H，在水平方向以速度v0勻速飛行，到達山坡底端正上方時釋放一箱質量為m的救援物資，救援物資打在山坡上的A點，A點的高度為h.不考慮空氣阻力的影響，則()A．這箱物資在空中飛行的時間為eq\r(\f(2H,g))B．這箱物資落到A點時的動能為mg(H－h(huán))C.A點距山坡底端的水平距離為v0eq\r(\f(2（H－h(huán)）,g))D．山坡的傾角θ滿足tanθ＝eq\f(v0,h)eq\r(\f(2（H－h(huán)）,g))6．[2022·廣東押題卷]消防車的供水系統(tǒng)主要由水系、輸水管道和水炮組成．如圖，在水平地面上用消防水炮對建筑物上離地高度h＝20m的著火點進行滅火，整個供水系統(tǒng)的效率為60%，假設消防水炮出水口到火點的水平距離x＝30m，水柱的最高處正好到達著火位置，水炮出水的流量是3.6m3/min，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，則()A．從水炮射出的初速度為30m/sB．在著火點水流的速度為30m/sC．空中水柱的水的質量為7200kgD．水泵的輸入功率為31250W7.第24屆冬奧會在我國北京市和河北省張家口市聯(lián)合舉行，激發(fā)了廣大冰雪運動愛好者的興趣．其中，跳臺滑雪比賽中的跳臺由助滑坡、著陸坡、停止區(qū)組成，若著陸坡為傾角37°的斜面，運動員在坡頂以10m/s的初速度水平飛出，最后落回著陸坡．若忽略一切阻力影響，則下列說法正確的是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan56°≈1.5，g取10m/s2)()A.運動員在空中的飛行時間為1.5sB．運動員落到著陸坡時的速率與下落高度成正比C．運動員落在著陸坡上時速度方向與水平方向的夾角為74°D．從飛出開始計時，運動員與著陸坡相距最遠時所需時間與初速度無關8.[2022·湖南押題卷]投壺是從先秦延續(xù)至清末的中國傳統(tǒng)禮儀和宴飲游戲，《禮記傳》中提到：“投壺，射之細也．宴飲有射以樂賓，以習容而講藝也．”如圖所示，甲、乙兩人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壺中時與水平面的夾角分別為37°和53°.已知兩支箭的質量，豎直方向下落高度均相等，忽略空氣阻力、箭長、壺口大小等因素的影響(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)，下列說法正確的是()A.甲、乙兩人所射箭的初速度大小之比為16∶9B.甲、乙兩人所射箭落入壺口時的速度大小之比為3∶4C．甲、乙兩人投射位置與壺口的水平距離之比為9∶16D．甲、乙兩人所射箭落入壺口時的動能之比為16∶99.如圖所示，投球游戲中，某同學將皮球從地面上方O處水平拋出，第一次皮球直接落入墻角A處的空框，第二次皮球與地面發(fā)生一次碰撞后恰好落入A處空框．已知皮球與地面碰撞前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，不計空氣阻力，則()A.第一次拋出的初速度是第二次拋出初速度的3倍B．兩次拋出皮球過程人對球做的功一樣多C．皮球入框瞬間，第二次重力的功率等于第一次D.從投出到入框，第二次皮球重力勢能的減少量比第一次多10.[2022·河北卷]如圖，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以O為圓心、R1和R2為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉動的角速度均可調節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應的花盆中．依次給內圈和外圈上的盆栽澆水時，噴水嘴的高度、出水速度及轉動的角速度分別用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示．花盆大小相同，半徑遠小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力．下列說法正確的是()A.若h1＝h2，則v1∶v2＝R2∶R1B．若v1＝v2，則h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))C．若ω1＝ω2，v1＝v2，噴水嘴各轉動一周，則落入每個花盆的水量相同D．若h1＝h2，噴水嘴各轉動一周且落入每個花盆的水量相同，則ω1＝ω2專題強化訓練4運動的合成與分解平拋運動及類平拋運動1．解析：由題圖可知，在t1時刻，無人機水平方向做勻速直線運動，豎直方向勻加速上升，則無人機的加速度豎直向上，故無人機處于超重狀態(tài)，故A錯誤；在t2時刻，無人機豎直向上的速度達到最大，但不是最高點，后面還在勻減速上升，故B錯誤；在0～t2內，無人機的初速度和加速度不共線，所以無人機做曲線運動，故C錯誤；在t2～t3內，無人機水平方向做勻減速直線運動，則水平加速度恒定，豎直方向勻減速上升，豎直加速度恒定，則無人機的合加速度恒定，故無人機做勻變速運動，故D正確．答案：D2．解析：若小球不與杯壁相碰，則做完整的平拋運動直至落水，A正確；若小球與杯壁相碰，由于碰撞是彈性碰撞，可知小球在水平方向往返速度大小不變，故向右運動時間與向左運動時間相等，小球在豎直方向做自由落體運動，相同時間的位移比應為h1∶h2＝1∶3對比題圖可知，B、C、D錯誤．答案：A3．解析：設河寬為d，船自身的速度為v，與河岸上游的夾角為θ，對垂直河岸的分運動，過河時間t＝eq\f(d,vsinθ)則t1＝t2對兩次的合運動，過河時間相等t＝eq\f(x1,v1)＝eq\f(x2,v2)解得v2＝eq\f(v1x2,x1)，故選C.答案：C4．解析：對運動員運動分析可知，從坡道A點滑出后，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做豎直上拋運動，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性，即上升時間等于下降時間，由題知第二次的滯空時間比第一次長，所以第二次下降時間大于第一次，由h＝eq\f(1,2)gt2知，第二次騰空最大高度大于第一次，又因為兩次水平位移相等，所以兩次位移角不同，即兩次滑出速度方向不相同，故A、B錯誤；因為第二次下降時間大于第一次，且兩次水平位移相等，由x＝vxt知，第二次滑出后水平分速度小于第一次，即第二次在最高點速度?。钟蓈y＝gt可知，第二次滑出后豎直分速度大于第一次，所以第二次滑出速度不一定大，故C錯誤，D正確．答案：D5．解析：由H－h(huán)＝eq\f(1,2)gt2可得這箱物資在空中飛行的時間為t＝eq\r(\f(2（H－h(huán)）,g))，故A錯誤；不考慮空氣阻力的影響，只有重力做功，所以有Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝mg（H－h(huán)）可得Ek＝mg（H－h(huán)）＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，故B錯誤；A點距山坡底端的水平距離即為物資的水平位移，則有x＝v0t＝v0eq\r(\f(2（H－h(huán)）,g))，故C正確；山坡的傾角θ滿足tanθ＝eq\f(h,x)＝eq\f(h,v0)eq\r(\f(g,2（H－h(huán)）))，故D錯誤．答案：C6．解析：水從炮口射出后，做斜拋運動，由于水到達著火點，剛好處于最高點，故可逆向視作平拋運動，設水在最高點的速度大小為vx，由平拋運動規(guī)律可知水在空中運動的時間為t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×20,10))s＝2s則水平射出時水平方向的分速度大小為：vx＝eq\f(x,t)＝eq\f(30,2)m/s＝15m/s豎直方向的分速度大小為vy＝gt＝20m/s則水射出時的初速度大小為v0＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(x))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))＝25m/s，故A、B錯誤；由題意結合前面的分析可得空中水的質量為m＝eq\f(3.6,60)×2×1.0×103kg＝120kg，C錯誤；水炮對水做功的功率為：P′＝eq\f(\f(1,2)mv2,t)＝eq\f(\f(1,2)×120×252,2)W＝18750W，所以水泵的輸入功率為P＝eq\f(P′,60%)＝eq\f(18750,0.6)W＝31250W，D正確．答案：D7．解析：由題意得，運動員起跳點后的騰空飛行可簡化為平拋運動，由平拋運動規(guī)律有，水平方向x＝v0t，豎直方向h＝eq\f(1,2)gt2，由題意可知tan37°＝eq\f(h,x)，解得t＝eq\f(2v0tan37°,g)＝1.5s，A正確；運動員從水平飛出至落到著陸坡時，由動能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))解得運動員落到著陸坡時的速率為v＝eq\r(2gh＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)))與下落高度不成正比，B錯誤；設運動員落在著陸坡上時速度與水平方向的夾角為θ，則有tanθ＝2tan37°解得θ≈56°，C錯誤；當運動員做平拋運動的速度方向與著陸坡平行時，運動員與著陸坡相距最遠，有tan37°＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(gt,v0)，所需時間為t＝eq\f(v0tan37°,g)即其與初速度成正比，D錯誤．答案：A8．解析：甲、乙兩人射箭高度相同，兩支箭在空中的運動時間相同，落入壺口時豎直方向的速度vy相同．設箭尖插入壺中時與水平面的夾角為θ，箭射出時的初速度為v0，則tanθ＝eq\f(vy,v0)即v0＝eq\f(vy,tanθ)兩支箭射出的初速度大小之比為tan53°∶tan37°＝16∶9，A正確；設箭尖插入壺中時的速度大小為v，則vsinθ＝vy，即v＝eq\f(vy,sinθ)，兩支箭落入壺口時的速度大小之比為4∶3，B錯誤；因兩支箭在空中的運動時間相同，甲、乙兩人投射位置與壺口的水平距離之比，即初速度大小之比等于16∶9，C錯誤；由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，兩支箭落入壺口時的動能之比為16∶9，D正確．答案：AD9．解析：設拋出點距離地面的高度為h，下落時間為t，則有h＝eq\f(1,2)gt2設第一次拋出去的速度為v1，則水平位移與拋出速度關系x＝v1t第二次拋出去的速度為v2，則水平位移與拋出速度關系x＝v2·3t聯(lián)立可知v1＝3v2，第一次拋出的初速度是第二次拋出初速度的3倍，A正確；由動能定理可知，人對球做的功等于球被拋出時的動能，兩次拋出時的速度不同，被拋出時的動能不同，故人對球做的功不一樣，B錯誤；皮球入框瞬間，重力的功率為P＝mgvy＝mgeq\r(2gh)兩次落入框時豎直方向的分速度大小相同，第二次重力的功率等于第一次，C正確．從投出到入框，同一皮球兩次高度的變化相同，故兩次皮球重力勢能的減少量一樣多，D錯誤．答案：AC10．解析：根據(jù)平拋運動的規(guī)律，h＝eq\f(1,2)gt2，R＝vt解得R＝veq\r(\f(2h,g))可知若h1＝h2，則v1∶v2＝R1∶R2若v1＝v2，則h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，A錯誤，B正確；若ω1＝ω2，則噴水嘴