新教材物理人教版提升訓(xùn)練第五章拋體運動水平測試卷

第五章水平測試卷本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．下列與曲線運動有關(guān)的敘述，正確的是()A．物體做曲線運動時，速度方向一定時刻改變B．物體運動速度改變，它一定做曲線運動C．物體做曲線運動時，加速度一定變化D．物體做曲線運動時，有可能處于平衡狀態(tài)答案A解析做曲線運動的物體的速度方向沿軌跡的切線方向，是不斷變化的，故A正確；物體速度發(fā)生變化，不一定是曲線運動，如變速直線運動，故B錯誤；物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上，它的加速度不一定變化，如平拋運動，故C錯誤；物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上，速度方向一定改變，一定是變速運動，不可能處于平衡狀態(tài)，故D錯誤。2．一質(zhì)點做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變，則()A．質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B．質(zhì)點速度的方向可能總是與該恒力的方向垂直C．質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D．質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變答案C解析質(zhì)點原來做勻速直線運動，說明所受合力為0，當(dāng)對其施加一恒力后，恒力的方向與原來運動的速度方向關(guān)系不確定，則質(zhì)點可能做直線運動，也可能做曲線運動，但加速度的方向一定與該恒力的方向相同，故A錯誤，C正確；當(dāng)恒力與初速度垂直時，物體做曲線運動，運動方向變化，恒力方向不變，速度與恒力將不再垂直，故B錯誤；根據(jù)Δv＝aΔt，加速度不變，單位時間內(nèi)速度變化量不變，而不是速率的變化量不變，故D錯誤。3．如圖甲所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方，現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運動的同時，一支鉛筆從三角板直角邊的最下端，由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運動，下列關(guān)于鉛筆尖的運動及其留下的痕跡的判斷中，正確的有()A．筆尖留下的痕跡可以是一條如圖乙所示的拋物線 B．筆尖留下的痕跡可以是一條傾斜的直線 C．在運動過程中，筆尖運動的速度方向始終保持不變 D．在運動過程中，筆尖運動的加速度方向始終保持不變答案D解析由題可知，鉛筆尖既隨三角板向右做勻速運動，又沿三角板直角邊向上做勻加速運動，其運動軌跡是向上彎曲的拋物線，故A、B錯誤；在運動過程中，筆尖運動的速度方向是軌跡的切線方向，時刻在變化，故C錯誤；筆尖水平方向的加速度為零，豎直方向的加速度豎直向上，則根據(jù)運動的合成規(guī)律可知，筆尖運動的加速度方向始終豎直向上，保持不變，故D正確。4．關(guān)于平拋運動的敘述，下列說法不正確的是()A．平拋運動是一種在恒力作用下的曲線運動B．平拋運動的速度方向與恒力方向的夾角保持不變C．平拋運動的速度大小是時刻變化的D．平拋運動的速度方向與加速度方向的夾角一定越來越小答案B解析平拋運動只受重力作用，故A正確；平拋運動是曲線運動，速度時刻在變化，由v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)知合速度在增大，C正確；加速度方向豎直向下，設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為θ，有tanθ＝eq\f(v0,vy)＝eq\f(v0,gt)，因t增大，所以tanθ變小，θ變小，故D正確，B錯誤。5．如圖所示，某同學(xué)將一小球水平拋出，最后球落在了正前方小桶的左側(cè)，不計空氣阻力。為了能將小球拋進桶中，他可采取的辦法是()A．保持拋出點高度不變，減小初速度大小B．保持拋出點高度不變，增大初速度大小C．保持初速度大小不變，降低拋出點高度D．減小初速度大小，同時降低拋出點高度答案B解析設(shè)小球平拋運動的初速度為v0，拋出點離桶的高度為h，水平位移為x，則平拋運動的時間為：t＝eq\r(\f(2h,g))，水平位移為：x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，由上式分析可知，要增大水平位移x，可保持拋出點高度h不變，增大初速度v0，故B正確，A錯誤；由上述分析可知，要增大水平位移x，可保持初速度v0大小不變，增大拋出點高度h，故C錯誤；減小初速度大小v0，同時降低拋出點高度h，水平位移一定減小，D錯誤。6．以初速度v0水平拋出一個物體，經(jīng)過時間t物體的速度大小為v，則經(jīng)過時間2t，物體速度大小的表達(dá)式正確的是()A．v0＋2gt B．v＋gtC.eq\r(v\o\al(2,0)＋2gt2) D.eq\r(v\o\al(2,0)＋2gt2)答案C解析經(jīng)過時間t，在豎直方向上的分速度vy＝gt，物體的速度大小v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)。經(jīng)過時間2t，在豎直方向上的分速度vy′＝2gt，根據(jù)平行四邊形定則，物體的速度大小v′＝eq\r(v\o\al(2,0)＋2gt2)，故C正確，A、B、D錯誤。7．如圖所示，在距河面高度h＝20m的岸上有人用長繩拴住一條小船，開始時繩與水面的夾角為30°。人以恒定的速率v＝3m/s拉繩，使小船靠岸，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，那么()A．5s時繩與水面的夾角為60°B．5s時小船前進了15mC．5s時小船的速率為4m/sD．5s時小船到岸邊的距離為15m答案D解析設(shè)開始時小船距岸邊為L，則L＝eq\f(h,tan30°)＝20eq\r(3)m,5s時人拉繩端移動位移為x＝vt＝3×5m＝15m，設(shè)5s時小船前進了x′，繩與水面的夾角為θ，由幾何關(guān)系得sinθ＝eq\f(h,2h－x)＝0.8，解得θ＝53°，A錯誤；由tanθ＝eq\f(h,L－x′)，解得x′≈19.64m，B錯誤；由v船cosθ＝v可得5s時小船的速率為v船＝5m/s，C錯誤；5s時小船到岸邊的距離為L－x′＝eq\f(h,tanθ)＝15m，D正確。8．如圖所示的兩個斜面，傾角分別為37°和53°，在頂點兩個小球A、B以同樣大小的初速度分別向左、向右水平拋出，小球都落在斜面上，若不計空氣阻力，則A、B兩個小球平拋運動的時間之比為()A．1∶1 B．4∶3C．16∶9 D．9∶16答案D解析小球落在斜面上時，位移與水平方向的夾角等于斜面的傾角θ，則：tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)，所以時間t＝eq\f(2tanθv0,g)，則A、B兩個小球平拋運動的時間之比：eq\f(t1,t2)＝eq\f(tan37°,tan53°)＝eq\f(9,16)，故D正確。9．下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線。則其中可能正確是()答案AB解析A選項中，船在靜水中的速度垂直于河岸，合速度的方向偏向下游，且過河時間最短，故A正確；B選項中，根據(jù)平行四邊形定則知，合速度的方向可能正好垂直河岸，過河的位移最小，故B正確；C選項中，合速度的方向偏向下游，因此不可能出現(xiàn)圖中的現(xiàn)象，故C錯誤；D選項中，船頭的指向為船在靜水中速度的方向，與流水速度的合速度的方向不可能是圖示虛線方向，故D錯誤。10．一物體在光滑的水平桌面上運動，在相互垂直的x方向和y方向上的分運動速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。關(guān)于物體的運動，下列說法正確的是()A．物體做曲線運動B．物體做直線運動C．物體運動的初速度大小為50m/sD．物體運動的初速度大小為10m/s答案AC解析由v-t圖像可以看出，物體在x方向上做勻速直線運動，在y方向上做勻變速直線運動，故物體做曲線運動，A正確，B錯誤；物體的初速度大小為v0＝eq\r(302＋402)m/s＝50m/s，C正確，D錯誤。11．如圖所示，在斜面頂端a處以速度va水平拋出一小球，經(jīng)過時間ta恰好落在斜面底端P處；今在P點正上方與a等高的b處以速度vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時間tb恰好落在斜面的中點Q處。若不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是()A．va＝2vb B．va＝eq\r(2)vbC．ta＝2tb D．ta＝eq\r(2)tb答案BD解析從b處拋出的小球落在斜面的中點，知從a、b兩處拋出的兩球下降的高度之比為2∶1，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2知，t＝eq\r(\f(2h,g))，則時間之比為eq\f(ta,tb)＝eq\r(2)，即ta＝eq\r(2)tb；又因為兩小球的水平位移之比為2∶1，則由x＝v0t，得va＝eq\r(2)vb，故B、D正確，A、C錯誤。12．民族運動會上有一直線側(cè)向騎射項目如圖所示，運動員騎在沿直線奔跑的馬上，彎弓放箭射擊跑道外側(cè)的固定目標(biāo)。假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為v1，運動員靜止時射出的弓箭速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d。要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時間最短(不考慮空氣阻力的影響)，則()A．運動員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(dv2,v1)B．運動員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(d\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)C．箭射到固定目標(biāo)的最短時間為eq\f(d,v2)D．箭射到固定目標(biāo)的最短時間為eq\f(d,\r(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1)))答案BC解析當(dāng)箭垂直于馬運動方向發(fā)射時，運動時間最短，最短時間t＝eq\f(d,v2)，故C正確，D錯誤；時間最短時，箭在沿馬運動方向上的位移x＝v1t＝eq\f(v1d,v2)，所以放箭處離目標(biāo)的距離為s＝eq\r(d2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1d,v2)))2)＝eq\f(d,v2)eq\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2))，A錯誤，B正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題共2小題，共12分)13．(6分)用頻閃照相技術(shù)拍下的兩小球運動的頻閃照片如圖所示。拍攝時，光源的頻閃頻率為10Hz，a球從A點水平拋出的同時，b球自B點開始下落，背景的小方格為相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不計阻力。(1)根據(jù)照片顯示的信息，下列說法中正確的是()A．只能確定b球的運動是自由落體運動B．不能確定a球沿豎直方向的運動是自由落體運動C．只能確定a球沿水平方向的運動是勻速直線運動D．可以斷定a球的運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成(2)根據(jù)照片信息可求出a球的水平速度大小為________m/s；當(dāng)a球與b球運動了________s時它們之間的距離最小。答案(1)D(2)10.2解析(1)因為照片上相鄰兩次閃光的時間間隔相等，知a球在相等時間間隔的水平位移相等，知a球在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上的運動規(guī)律與b球運動規(guī)律相同，知a球在豎直方向上做自由落體運動，故D正確，A、B、C錯誤。(2)根據(jù)Δy＝gT2＝10×0.01m＝0.1m，所以2L＝0.1m，所以平拋運動的初速度v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(0.1m,0.1s)＝1m/s。因為兩球在豎直方向上都做自由落體運動，所以豎直方向上距離恒定，當(dāng)小球a運動到與b在同一豎直線上時，距離最短，則t＝eq\f(4L,v0)＝eq\f(0.2,1)s＝0.2s。14．(6分)在做“研究平拋物體的運動”這一實驗時，圖a是研究平拋運動的實驗裝置圖，圖b是實驗后在白紙上作的軌跡圖線。(1)固定斜槽軌道時應(yīng)注意使__________________________。(2)若已知從拋出點下降高度為h時，水平距離為x，重力加速度為g，則計算小球平拋初速度的公式為v0＝________。(3)根據(jù)圖b給出的數(shù)據(jù)，圖中O點為拋出點，可計算出v0＝________m/s。(g取10m/s2)答案(1)斜槽末端水平(2)xeq\r(\f(g,2h))(3)1.62解析(1)固定斜槽軌道時應(yīng)注意使斜槽末端水平。(2)若已知從拋出點下降高度為h時，水平距離為x，重力加速度為g，則x＝v0t；h＝eq\f(1,2)gt2，則小球平拋初速度的公式為：v0＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,2h))。(3)平拋運動的時間為：t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×19.6×10－2,10))s＝0.198s，則初速度為v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.32,0.198)m/s＝1.62m/s。三、計算題(本題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15．(6分)如圖所示，一條小船位于200m寬的河正中A點處，從這里向下游100eq\r(3)m處有一危險區(qū)，當(dāng)時水流速度為4m/s，為了使小船避開危險區(qū)沿直線到達(dá)對岸，小船在靜水中的速度至少是多少？答案2m/s解析小船速度最小且使小船避開危險區(qū)，必使小船的合速度方向如圖所示，tanθ＝eq\f(100,100\r(3))＝eq\f(\r(3),3)，θ＝30°，故v船＝v水sin30°＝4×eq\f(1,2)m/s＝2m/s。16．(10分)在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖所示，P點處有一個微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為h的探測屏AB豎直放置，離P點的水平距離為L，上端A與P點的高度差也為h(不計空氣阻力，已知重力加速度為g)。(1)若微粒打在探測屏AB的中點，求微粒在空中飛行的時間；(2)求能被探測屏探測到的微粒的初速度范圍。答案(1)eq\r(\f(3h,g))(2)Leq\r(\f(g,4h))≤v≤Leq\r(\f(g,2h))解析(1)由題意可知，微粒在空中做平拋運動，打在探測屏AB中點的微粒滿足eq\f(3,2)h＝eq\f(1,2)gt2解得t＝eq\r(\f(3h,g))。(2)當(dāng)微粒打在探測屏B點時，初速度為v1＝eq\f(L,t1)，豎直方向有2h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)解得v1＝Leq\r(\f(g,4h))同理，當(dāng)微粒打在探測屏A點時，初速度為v2＝eq\f(L,t2)，豎直方向有h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，解得v2＝Leq\r(\f(g,2h))所以能被屏探測到的微粒初速度范圍是：Leq\r(\f(g,4h))≤v≤Leq\r(\f(g,2h))。17．(12分)如圖所示，起重機將重物吊運到高處的過程中經(jīng)過A、B兩點，重物的質(zhì)量m＝500kg，A、B間的水平距離d＝10m。重物自A點起，沿水平方向做vx＝1.0m/s的勻速運動，同時沿豎直方向做初速度為零、加速度a＝0.2m/s2的勻加速運動，忽略吊繩的質(zhì)量及空