2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 怎樣研究拋體運(yùn)動章末檢測試卷 滬科版必修2.doc

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第1章 怎樣研究拋體運(yùn)動 章末檢測試卷(一) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分) 1．一質(zhì)點(diǎn)在某段時間內(nèi)做曲線運(yùn)動，則在這段時間內(nèi)(　　) A．速度一定在不斷改變，加速度也一定不斷改變 B．速度可以不變，但加速度一定不斷改變 C．質(zhì)點(diǎn)不可能在做勻變速運(yùn)動 D．質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度方向一定是曲線上該點(diǎn)的切線方向 答案　D 解析　物體做曲線運(yùn)動的條件是合力的方向與速度方向不在同一直線上，故速度方向時刻改變，所以曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，其加速度不為零，但加速度可以不變，例如平拋運(yùn)動，就是勻變速運(yùn)動．故A、B、C錯誤．曲線運(yùn)動的速度方向時刻改變，質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度方向一定是曲線上該點(diǎn)的切線方向，故D正確． 2．斜拋運(yùn)動與平拋運(yùn)動相比較，相同的是(　　) A．都是勻變速曲線運(yùn)動 B．平拋是勻變速曲線運(yùn)動，而斜拋是非勻變速曲線運(yùn)動 C．都是加速度逐漸增大的曲線運(yùn)動 D．平拋運(yùn)動是速度一直增大的運(yùn)動，而斜拋是速度一直減小的曲線運(yùn)動 答案　A 解析　平拋運(yùn)動與斜拋運(yùn)動的共同特點(diǎn)是它們都以一定的初速度拋出后，只受重力作用．合外力為G＝mg，根據(jù)牛頓第二定律可以知道平拋運(yùn)動和斜拋運(yùn)動的加速度都是恒定不變的，大小為g，方向豎直向下，都是勻變速運(yùn)動．它們不同的地方就是平拋運(yùn)動是水平拋出、初速度的方向是水平的，斜拋運(yùn)動有一定的拋射角，可以將它分解成水平分速度和豎直分速度，也可以將平拋運(yùn)動看成是特殊的斜拋運(yùn)動(拋射角為0)．平拋運(yùn)動和斜拋運(yùn)動初速度的方向與加速度的方向不在同一條直線上，所以它們都是勻變速曲線運(yùn)動，B、C錯，A正確．平拋運(yùn)動的速率一直在增大，斜拋運(yùn)動的速率可能先減小后增大，也可能一直增大，D錯． 3．一物體在光滑的水平桌面上運(yùn)動，在相互垂直的x方向和y方向上的分運(yùn)動速度隨時間變化的規(guī)律如圖1所示．關(guān)于物體的運(yùn)動，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．物體做速度逐漸增大的曲線運(yùn)動 B．物體運(yùn)動的加速度先減小后增大 C．物體運(yùn)動的初速度大小是50 m/s D．物體運(yùn)動的初速度大小是10 m/s 答案　C 解析　由題圖知，x方向的初速度沿x軸正方向，y方向的初速度沿y軸負(fù)方向，則合運(yùn)動的初速度方向不在y軸方向上；x軸方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，加速度為零，y軸方向的分運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，加速度沿y軸方向，所以合運(yùn)動的加速度沿y軸方向，與合初速度方向不在同一直線上，因此物體做曲線運(yùn)動．根據(jù)速度的合成可知，物體的速度先減小后增大，故A錯誤．物體運(yùn)動的加速度等于y軸方向的加速度，保持不變，故B錯誤；根據(jù)題圖可知物體的初速度為：v0＝＝ m/s＝50 m/s，故C正確，D錯誤，故選C. 4. 如圖2所示，細(xì)繩一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端穿過一張CD光盤的中央光滑小孔后拴著一個橡膠球，橡膠球靜止時，豎直懸線剛好挨著水平桌面的邊沿．現(xiàn)將CD光盤按在桌面上，并沿桌面邊緣以速度v勻速移動，移動過程中，CD光盤中央小孔始終緊挨桌面邊線，當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為θ時，小球上升的速度大小為(　　) 圖2 A．vsin θ B．vcos θ C．vtan θ D．vcot θ 答案　A 解析　由題意可知，懸線與光盤交點(diǎn)參與兩個運(yùn)動，一是逆著線的方向運(yùn)動，二是垂直于線的方向運(yùn)動，則合運(yùn)動的速度大小為v， 由數(shù)學(xué)三角函數(shù)關(guān)系有：v線＝vsin θ，而線的速度大小即為小球上升的速度大小，故A正確，B、C、D錯誤． 5．如圖3所示，小朋友在玩一種運(yùn)動中投擲的游戲，目的是在運(yùn)動中將手中的球投進(jìn)離地面高3 m的吊環(huán)，他在車上和車一起以2 m/s的速度向吊環(huán)運(yùn)動，小朋友拋球時手離地面的高度為1.2 m，當(dāng)他在離吊環(huán)的水平距離為2 m時將球相對于自己豎直上拋，球剛好沿水平方向進(jìn)入吊環(huán)，他將球豎直向上拋出的速度是(g取10 m/s2)(　　) 圖3 A．2.8 m/s B．4.8 m/s　C．6.8 m/s D．8.8 m/s 答案　C 解析　小球的運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動，題中球恰好沿水平方向進(jìn)入吊環(huán)，說明小球進(jìn)入吊環(huán)時豎直上拋分運(yùn)動恰好到達(dá)最高點(diǎn)，則運(yùn)動時間為t＝，由上升高度Δh＝v豎t－gt2，得v豎＝6.8 m/s，選項C正確． 6．如圖4所示為足球球門，球門寬為L.一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))．球員頂球點(diǎn)的高度為h，足球做平拋運(yùn)動(足球可看成質(zhì)點(diǎn))，則(　　) 圖4 A．足球位移的大小x＝ B．足球初速度的大小v0＝ C．足球初速度的大小v0＝ D．足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan θ＝ 答案　B 解析　足球位移大小為x＝＝，A錯誤；根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有：h＝gt2，＝v0t，解得v0＝，B正確，C錯誤；足球初速度方向與球門線夾角正切值tan θ＝＝，D錯誤． 7．(多選)以初速度v0＝20 m/s從100 m高臺上水平拋出一個物體(g取10 m/s2，不計空氣阻力)，則(　　) A．2 s后物體的水平速度為20 m/s B．2 s后物體的速度方向與水平方向成45角 C．每1 s內(nèi)物體的速度變化量的大小為10 m/s D．每1 s內(nèi)物體的速度大小的變化量為10 m/s 答案　ABC 解析　水平拋出的物體做平拋運(yùn)動，水平方向速度不變，vx＝v0＝20 m/s，A項正確；2 s后，豎直方向的速度vy＝gt＝20 m/s，所以tan θ＝＝1，則θ＝45，B項正確；每1 s內(nèi)物體的速度的變化量的大小為Δv＝gΔt＝10 m/s，所以C項正確；物體的運(yùn)動速度大小為，相同時間內(nèi)，其變化量不同，D項錯誤． 8．(多選)一條船要在最短時間內(nèi)渡過寬為100 m的河，已知河水的流速v1與船離河岸的距離x變化的關(guān)系如圖5甲所示，船在靜水中的速度v2與時間t的關(guān)系如圖乙所示，則以下判斷中正確的是(　　) 圖5 A．船渡河的最短時間是20 s B．船運(yùn)動的軌跡可能是直線 C．船在河水中的加速度大小為0.4 m/s2 D．船在河水中的最大速度是5 m/s 答案　AC 解析　船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直時渡河時間最短，即t＝ s＝20 s，A正確；由于水流速度變化，所以合速度變化，船頭始終與河岸垂直時，運(yùn)動的軌跡不可能是直線，B錯誤；船在最短時間內(nèi)渡河t＝20 s，則船運(yùn)動到河的中央時所用時間為10 s，水的流速在x＝0到x＝50 m之間均勻增加，則a1＝ m/s2＝0.4 m/s2，同理x＝50 m到x＝100 m之間a2＝ m/s2＝－0.4 m/s2，則船在河水中的加速度大小為0.4 m/s2，C正確；船在河水中的最大速度為v＝ m/s＝ m/s，D錯誤． 9．(多選)物體做平拋運(yùn)動的軌跡如圖6所示，O為拋出點(diǎn)，物體經(jīng)過點(diǎn)P(x1，y1)時的速度方向與水平方向的夾角為θ，則下列結(jié)論正確的是(　　) 圖6 A．tan θ＝ B．tan θ＝ C．物體拋出時的速度為v0＝x1 D．物體經(jīng)過P點(diǎn)時的速度vP＝ 答案　BCD 解析　tan θ＝＝，豎直位移y1＝gt2，水平位移x1＝v0t，則gt＝，v0＝，所以tan θ＝＝＝＝，B正確，A錯誤；物體拋出時的速度v0＝，而t＝，所以v0＝＝x1，C正確；物體豎直方向上的速度為vy＝，所以經(jīng)過P點(diǎn)時的速度vP＝＝，D正確． 10.(多選)跳臺滑雪是奧運(yùn)比賽項目之一，利用自然山形建成的跳臺進(jìn)行，某運(yùn)動員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到斜面雪坡上，如圖7所示，若斜面雪坡的傾角為θ，飛出時的速度大小為v0，不計空氣阻力，運(yùn)動員飛出后在空中的姿勢保持不變，重力加速度為g，則(　　) 圖7 A．如果v0不同，該運(yùn)動員落到雪坡時的位置不同，速度方向也不同 B．如果v0不同，該運(yùn)動員落到雪坡時的位置不同，但速度方向相同 C．運(yùn)動員在空中經(jīng)歷的時間是 D．運(yùn)動員落到雪坡時的速度大小是 答案　BC 解析　運(yùn)動員落到雪坡上時，初速度越大，落點(diǎn)越遠(yuǎn)；位移與水平方向的夾角為θ，設(shè)速度與水平方向的夾角為α，則有tan α＝2tan θ，所以初速度不同時，落點(diǎn)不同，但速度方向與水平方向的夾角相同，故選項A錯誤，B正確；由平拋運(yùn)動規(guī)律可知x＝v0t，y＝gt2，且tan θ＝，可解得t＝，故選項C正確；運(yùn)動員落到雪坡上時，速度v＝＝v0，故選項D錯誤．故本題選B、C. 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共8分) 11．(8分)未來在一個未知星球上用如圖8甲所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律．懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動．現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝．在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運(yùn)動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示．a(chǎn)、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時間間隔是0.10 s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為1∶4，則： 圖8 (1)由以上信息，可知a點(diǎn)________(選填“是”或“不是”)小球的拋出點(diǎn)． (2)由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為________m/s2. (3)由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是________m/s. (4)由以上及圖信息可以算出小球在b點(diǎn)時的速度是________m/s. 答案　(1)是　(2)8　(3)0.8　(4) 解析　(1)豎直方向上，由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動經(jīng)過連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移之比為1∶3∶5可知，a點(diǎn)為拋出點(diǎn)． (2)由ab、bc、cd水平距離相同可知，a到b、b到c運(yùn)動時間相同，設(shè)為T，在豎直方向有Δh＝gT2，T＝0.10 s，可求得g＝8 m/s2. (3)由兩位置間的時間間隔為0.10 s，水平距離為8 cm，x＝v0t，得小球平拋的初速度v0＝0.8 m/s. (4)b點(diǎn)豎直分速度為ac間的豎直平均速度，根據(jù)速度的合成求b點(diǎn)的合速度，vyb＝ m/s＝0.8 m/s，所以vb＝＝ m/s. 三、計算題(本題共4小題，共52分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 12．(12分)如圖9所示，斜面體ABC固定在地面上，小球p從A點(diǎn)靜止下滑．當(dāng)小球p開始下滑時，另一小球q從A點(diǎn)正上方的D點(diǎn)水平拋出，兩球同時到達(dá)斜面底端的B處．已知斜面AB光滑，長度l＝2.5 m，斜面傾角θ＝30.不計空氣阻力，g取10 m/s2，求： 圖9 (1)小球p從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的時間． (2)小球q拋出時初速度的大?。? 答案　(1)1 s　(2) m/s 解析　(1)設(shè)小球p從斜面上下滑的加速度為a，由牛頓第二定律得：a＝＝gsin θ① 設(shè)下滑所需時間為t1，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得 l＝at12② 由①②得 t1＝③ 解得t1＝1 s④ (2)對小球q：水平方向位移x＝lcos θ＝v0t2⑤ 依題意得t2＝t1⑥ 由④⑤⑥得 v0＝＝ m/s. 【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動和直線運(yùn)動的物體相遇問題 【題點(diǎn)】平拋運(yùn)動和直線運(yùn)動的物體相遇問題 13．(12分)在一定高度處把一個小球以v0＝30 m/s的速度水平拋出，它落地時的速度大小vt＝50 m/s，如果空氣阻力不計，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)小球在空中運(yùn)動的時間t； (2)小球在平拋運(yùn)動過程中通過的水平位移大小x和豎直位移大小y； (3)小球在平拋運(yùn)動過程中的平均速度大小. 答案　(1)4 s　(2)120 m　80 m　(3)10 m/s 解析　(1)設(shè)小球落地時的豎直分速度為vy，由運(yùn)動的合成可得vt＝，解得vy＝＝ m/s＝40 m/s 小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，有vy＝gt，解得t＝＝ s＝4 s (2)小球在水平方向上的位移為x＝v0t＝304 m＝120 m 小球的豎直位移為y＝gt2＝1042 m＝80 m (3)小球位移的大小為s＝＝ m＝40 m 由平均速度公式可得＝＝ m/s＝10 m/s. 14.(12分)如圖10所示，斜面傾角為θ＝45，從斜面上方A點(diǎn)處由靜止釋放一個質(zhì)量為m的彈性小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，在B點(diǎn)處和斜面碰撞，碰撞后速度大小不變，方向變?yōu)樗剑?jīng)過一段時間在C點(diǎn)再次與斜面碰撞．已知A、B兩點(diǎn)的高度差為h，重力加速度為g，不考慮空氣阻力．求： 圖10 (1)小球在AB段運(yùn)動過程中，落到B點(diǎn)的速度大小； (2)小球落到C點(diǎn)時速度的大小． 答案　(1)　(2) 解析　(1)小球下落過程中，做自由落體運(yùn)動，設(shè)落到斜面B點(diǎn)的速度為v，滿足：v2＝2gh，解得：v＝ (2)小球從B到C做平拋運(yùn)動，設(shè)從B到C的時間為t， 豎直方向：BCsin θ＝gt2 水平方向：BCcos θ＝vt 解得：t＝2 所以C點(diǎn)的速度為vC＝＝ 15．(16分)如圖11所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m＝1.0 kg的小物塊，它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，且與臺階邊緣O點(diǎn)的距離s＝5 m．在臺階右側(cè)固定了一個圓弧擋板，圓弧半徑R＝5 m，今以圓弧圓心O點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系．現(xiàn)用F＝5 N的水平恒力拉動小物塊，已知重力加速度g＝10 m/s2. 圖11 (1)為使小物塊不能擊中擋板，求水平恒力F作用的最長時間； (2)若小物塊在水平臺階上運(yùn)動時，水平恒力F一直作用在小物塊上，當(dāng)小物塊過O點(diǎn)時撤去水平恒力，求小物塊擊中擋板上的位置． 答案　(1) s　(2)x＝5 m，y＝5 m 解析　(1)為使小物塊不會擊中擋板，設(shè)拉力F作用最長時間t1時，小物塊剛好運(yùn)動到O點(diǎn)． 由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1 解得：a1＝2.5 m/s2 勻減速運(yùn)動時的加速度大小為：a2＝μg＝2.5 m/s2 由運(yùn)動學(xué)公式得：s＝a1t12＋a2t22 而a1t1＝a2t2 解得：t1＝t2＝ s (2)水平恒力一直作用在小物塊上，由運(yùn)動學(xué)公式有：v02＝2a1s 解得小物塊到達(dá)O點(diǎn)時的速度為：v0＝5 m/s 小物塊過O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動． 水平方向：x＝v0t 豎直方向：y＝gt2 又x2＋y2＝R2 解得位置為：x＝5 m，y＝5 m