高中物理魯科版第二章能的轉(zhuǎn)化與守恒3能量守恒定律 2023版學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)10

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是()A．合運(yùn)動(dòng)的位移為分運(yùn)動(dòng)位移的矢量和B．合運(yùn)動(dòng)的位移一定比其中的一個(gè)分位移大C．合運(yùn)動(dòng)的速度一定比其中的一個(gè)分速度大D．合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)【解析】位移是矢量，其運(yùn)算滿(mǎn)足平行四邊形定則，A正確；合運(yùn)動(dòng)的位移可大于分位移，也可小于分位移，還可等于分位移，B錯(cuò)誤，同理可知C錯(cuò)誤；合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，D錯(cuò)誤．【答案】A2.(多選)如圖3-1-6所示，物體在恒力F作用下沿曲線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使它所受的力反向，大小不變．即由F變?yōu)椋璅.在此力作用下，物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是()圖3-1-6A．物體不可能沿曲線(xiàn)Ba運(yùn)動(dòng)B．物體不可能沿直線(xiàn)Bb運(yùn)動(dòng)C．物體不可能沿曲線(xiàn)Bc運(yùn)動(dòng)D．物體不可能沿原曲線(xiàn)由B返回A【解析】物體受力方向與速度方向不在同一條直線(xiàn)上時(shí)，物體將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．力的方向指向軌跡彎曲的一側(cè)，AB曲線(xiàn)向下彎曲，說(shuō)明力F沿某一方向指向AB彎曲一側(cè)；若換成－F，其方向指向另一側(cè)，故曲線(xiàn)要向上彎曲，物體可能沿Bc運(yùn)動(dòng)；如果物體在B點(diǎn)不受力，從B點(diǎn)開(kāi)始沿Bb方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；如果物體受力不變，則物體可能沿Ba做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．故此時(shí)只有可能沿曲線(xiàn)Bc運(yùn)動(dòng)．【答案】ABD3．(多選)兩個(gè)互相垂直的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，初速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2，它們的合運(yùn)動(dòng)軌跡()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732072】A．如果v1＝v2＝0，那么軌跡一定是直線(xiàn)B．如果v1≠0，v2≠0，那么軌跡一定是曲線(xiàn)C．如果a1＝a2，那么軌跡一定是直線(xiàn)D．如果eq\f(a1,a2)＝eq\f(v1,v2)，那么軌跡一定是直線(xiàn)【解析】判斷合運(yùn)動(dòng)是直線(xiàn)還是曲線(xiàn)，看合初速度與合加速度是否共線(xiàn)．【答案】AD4．一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬150m、水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船()A．能到達(dá)正對(duì)岸B．渡河的時(shí)間可能少于50sC．以最短時(shí)間渡河時(shí)，它沿水流方向的位移大小為200mD．以最短位移渡河時(shí)，位移大小為150m【解析】因?yàn)樾〈陟o水中的速度小于水流速度，所以小船不能到達(dá)正對(duì)岸，故A錯(cuò)誤；當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間t＝eq\f(d,v船)＝50s，故渡河時(shí)間不能少于50s，故B錯(cuò)誤；以最短時(shí)間渡河時(shí)，沿水流方向位移x＝v水t＝200m，故C正確；當(dāng)v船與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)渡河位移最短，設(shè)此時(shí)船頭與河岸的夾角為θ，則cosθ＝eq\f(3,4)，故渡河位移s＝eq\f(d,cosθ)＝200m，故D錯(cuò)誤．【答案】C5．(多選)一物體在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)，在相互垂直的x方向和y方向上的分運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖3-1-7所示．關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732073】圖3-1-7A．物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為50m/sD．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/s【解析】由v-t圖象可以看出，物體在x方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在y方向上做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；物體的初速度大小為v0＝eq\r(302＋402)m/s＝50m/s，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．【答案】AC6．如圖3-1-8所示，物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別與跨過(guò)定滑輪的輕繩連接(不計(jì)繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦)在用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，則()圖3-1-8A．物體A也做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．繩子拉力始終等于物體A所受重力C．繩子對(duì)A物體的拉力逐漸增大D．繩子對(duì)A物體的拉力逐漸減小【解析】將B物體的速度vB進(jìn)行分解如圖所示，則vA＝vBcosα，α減小，vB不變，則vA逐漸增大，說(shuō)明A物體在豎直方向上做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)A由牛頓第二定律T－mg＝ma，可知繩子對(duì)A的拉力T＞mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；運(yùn)用外推法：若繩子無(wú)限長(zhǎng)，B物體距滑輪足夠遠(yuǎn)，即當(dāng)α→0時(shí)，有vA→vB，這表明，物體A在上升的過(guò)程中，加速度必定逐漸減小，繩子對(duì)A物體的拉力逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確．故選D.【答案】D7．(多選)下列圖中實(shí)線(xiàn)為河岸，河水的流動(dòng)方向如圖中v的箭頭所示，虛線(xiàn)為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實(shí)際航線(xiàn)．則其中可能正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732074】【解析】靜水速度垂直于河岸，根據(jù)平行四邊形定則知，合速度的方向偏向下游，故A正確；當(dāng)船頭偏上游時(shí)，若船靜水中速度與水流速度的合速度垂直河岸，會(huì)出現(xiàn)這種軌跡，故B正確；因船頭垂直河岸，又存在水流，因此不可能出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)軌跡，合速度不可能垂直河岸，故C錯(cuò)誤；船頭的指向?yàn)殪o水速度的方向，靜水速度的方向與水流速度的合速度的方向，應(yīng)偏向下游，故D錯(cuò)誤．【答案】AB8．由于暴雪，在阿勒泰地區(qū)有多人被困．為營(yíng)救被困人員，新疆軍區(qū)派出直升機(jī)，用直升機(jī)空投救援物資時(shí)，直升機(jī)可以停留在離地面100m的空中不動(dòng)，設(shè)投出的物資離開(kāi)直升機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落，無(wú)風(fēng)時(shí)落地速度為5m/s.若直升機(jī)停留在離地面100m高處空投物資，由于風(fēng)的作用，使降落傘和物資以1m/s的速度勻速水平向北運(yùn)動(dòng)，求：(1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)物資落地時(shí)速度的大?。?3)物資在下落過(guò)程中水平方向移動(dòng)的距離．【解析】如圖所示，物資的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看作是豎直方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．(1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等．所以t＝eq\f(h,vy)＝eq\f(100,5)s＝20s.(2)物資落地時(shí)，vy＝5m/s，vx＝1m/s，由平行四邊形定則得v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(12＋52)m/s＝eq\r(26)m/s.(3)物資水平方向的位移大小為s＝vxt＝1×20m＝20m.【答案】(1)20s(2)eq\r(26)m/s(3)20m[能力提升]9．有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v的大河．小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線(xiàn)與河岸垂直．去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為()\f(kv,\r(k2－1)) \f(v,\r(1－k2))\f(kv,\r(1－k2)) \f(v,\r(k2－1))【解析】設(shè)大河寬度為d，小船在靜水中的速度為v0，則去程渡河所用時(shí)間t1＝eq\f(d,v0)，回程渡河所用時(shí)間t2＝eq\f(d,\r(v\o\al(2,0)－v2)).由題知eq\f(t1,t2)＝k，聯(lián)立以上各式得v0＝eq\f(v,\r(1－k2)).選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．【答案】B10．如圖3-1-9所示，當(dāng)小車(chē)A以恒定速度v向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，則對(duì)于物體B來(lái)說(shuō)(忽略繩子質(zhì)量)，下列說(shuō)法正確的是 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732075】圖3-1-9A．勻加速上升B．勻速上升C．B物體受到的拉力大于B物體受到的重力D．B物體受到的拉力等于B物體受到的重力【解析】小車(chē)A與物體B由同一條繩子連接且一起運(yùn)動(dòng)，則有小車(chē)速度沿繩子方向的分速度大小等于B上升的速度．小車(chē)向左的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使車(chē)與滑輪間的繩子拉長(zhǎng)；二是增大繩子與豎直方向間的夾角．故可將小車(chē)的速度分解為沿繩子方向的速度v1和垂直于繩子方向的速度v2，物體B的速度即為v1，v1＝vcosθ，小車(chē)A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)θ減小，cosθ增大，即v1變大，即物體B向上做變加速運(yùn)動(dòng)，拉力F>mg，故C選項(xiàng)正確. 【答案】C11．如圖3-1-10所示，一條小船位于200m寬的河中央A點(diǎn)處，從這里向下游100eq\r(3)m處有一危險(xiǎn)的急流區(qū)，當(dāng)時(shí)水流速度為4m/s，為使小船避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)沿直線(xiàn)到達(dá)對(duì)岸，小船在靜水中的速度至少為()圖3-1-10\f(4\r(3),3)m/s \f(8\r(3),3)m/sC．2m/s D．4m/s【解析】如圖所示，小船剛好避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，設(shè)小船合運(yùn)動(dòng)方向與水流方向的夾角為θ，tanθ＝eq\f(\f(d,2),s)＝eq\f(\r(3),3)，所以θ＝30°，當(dāng)船頭垂直合運(yùn)動(dòng)方向渡河時(shí)，小船在靜水中的速度最小，可以求出小船在靜水中最小速度為2m/s，C正確．【答案】C12．質(zhì)量m＝2kg的物體在光滑的平面上運(yùn)動(dòng)，其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)如圖3-1-11所示，求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732076】圖3-1-9(1)物體的初速度；(2)物體受的合外力的大??；(3)t＝8s時(shí)物體的速度；(4)前4s內(nèi)物體的位移大?。窘馕觥?1)由圖可知vx0＝3m/s，vy0＝0所以v0＝3m/s方向沿x軸正方向．(2)由圖可知，x方向沒(méi)有加速度，y