高一下册物理 期末精选单元达标训练题(Word版 含答案)
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高一下册物理期末精选单元达标训练题(Word版含答案)
一、第五章抛体运动易错题培优(难)
1
.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()
A.gR B.2gR C.3gR D.2gR
【答案】C
【解析】
小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,
则由2
1
sin
2
y gt Rα
==,得
2sin
R
t
g
α
=,竖直方向的分速度为
2sin
y
v gt gRα
==,水平方向的分速度为
22
(2)(2sin)42sin
v gR gR gR gR
αα
=-=-,又
00
tan y
v gt
v v
α==,而2
00
1
2
tan
2
gt gt
v t v
β==,所以tan2tan
αβ
=,物体沿水平方向的位移为2cos
x Rα
=,又0
x v t
=,联立以上的方程可得
3
v gR
=,C正确.
2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()
A 6m/s 22m/s v <<
B .22m/s 3.5m/s v <≤
C 2m/s 6m/s v <<
D 6m/s 23m/s v <<
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2
112
h gt =
,得 1880.4s 0.32s 10
d t g ⨯=
== 水平位移14x d = 则平抛的最大速度
1112m/s 0.32
x v t =
== 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2
212
h gt =
,得 260.24s d
t g
=
= 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度
2226m/s 0.24
x v t =
== 所以速度范围
6m/s 22m/s v <<
故A 正确。 故选A 。 【点睛】
对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。
3.一个半径为R 的空心球固定在水平地面上,球上有两个与球心O 在同一水平面上的小孔A 、B ,且60AOB ∠=︒2
gR
设水流出后做平抛运动,重力加速度g ,则两孔流出的水的落地点间距离为(
) A .R B .3R C .2R D .23R
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
水做平抛运动,竖直方向上有
212
R gt =
解得运动时间
2R
t g
=
水平方向上有
022
gR R
x v t R g
==
= 则两落地点距圆心在地面投影点的距离为2R ,与圆心在地面投影点的连线夹角为60︒,两落地点和圆心在地面投影点组成等边三角形,根据几何知识可知,两落地点间距为
2R ,选项C 正确,ABD 错误。 故选C 。
4.如图所示,竖直墙MN ,小球从O 处水平抛出,若初速度为v a ,将打在墙上的a 点;若初速度为v b ,将打在墙上的b 点.已知Oa 、Ob 与水平方向的夹角分别为α、β,不计空气阻力.则v a 与v b 的比值为( )
A .
sin sin α
β
B .
cos cos β
α
C tan tan α
β
D tan tan β
α
【答案】D 【解析】
根据平抛运动知识可知:
2
12tan 2a a a
gt
gt v t v α== ,则2tan a a v t g α= 同理可知:2tan b b v t g
β
=
由于两次运动水平方向上的位移相同,根据s
vt = 解得:tan tan a b v v β
α
=
,故D 正确;ABC 错误; 故选D
5.如图所示是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P 点正上方某一位置Q 处以某一初速度水平向左抛出一个小球A ,小球恰好能垂直落在斜坡上,运动时间为1t ;小球B 从Q 处自由下落,下落至P 点的时间为2t 。不计空气阻力,12:t t 等于( )
A .1:2
B .1:2
C .1:3
D .1:3
【答案】D 【解析】 【分析】
小球做平抛运动时,小球A 恰好能垂直落在斜坡上,可知竖直分速度与水平分初速度的关系。根据分位移公式求出竖直分位移和水平分位移之比,然后根据几何关系求解出的自由落体运动的位移并求出时间。 【详解】
小球A 恰好能垂直落在斜坡上,如图
由几何关系可知,小球竖直方向的速度增量
10y v gt v == ①
水平位移
01x v t = ②
竖直位移
2
112
A h gt =
③ 由①②③得到:211122
A h gt x =
= 由几何关系可知小球B 作自由下落的高度为:
2
23122
B A h h x x gt =+=
= ④