2024-2025學年新教材高中物理第五章拋體運動測評含解析新人教版必修第二冊

PAGE10-第五章測評(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。第1~8題每小題中只有一個選項符合題目要求,第9~12題有多個選項符合題目要求,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.關(guān)于互成角度的兩個初速度為零的勻變速直線運動的合運動,下述說法正確的是()A.肯定是直線運動B.肯定是曲線運動C.可能是直線運動,也可能是曲線運動D.以上都不對解析兩個初速度為零的勻變速直線運動,即物體受到兩個互成角度的恒力作用,做初速度為零的勻加速直線運動,故A選項正確。答案A2.(2024內(nèi)蒙古包頭測評)影視劇中的人物騰空、飛躍及空中武打鏡頭經(jīng)常要通過吊鋼絲(即吊威亞)來實現(xiàn)。若某次拍攝時,將鋼絲繩的一端通過特別材料的設(shè)備系在演員身上,另一端跨過定滑輪固定在大型起重設(shè)備上。起重設(shè)備在將演員豎直加速吊起的同時,沿水平方向勻速移動,使演員從地面“飛躍”至空中。不計空氣阻力,假定鋼絲繩始終保持豎直,則在此過程中,下列推斷正確的是()A.演員做勻變速曲線運動B.演員做直線運動C.演員的速度越來越大D.鋼絲繩的拉力等于演員的重力解析依據(jù)題意,演員在水平方向做勻速運動,豎直方向做加速運動,則可知合力與速度方向不在同始終線上,故演員做曲線運動,但合力不肯定是定值,即加速度不肯定是定值,則演員不肯定做勻變速曲線運動,故選項A、B錯誤;依據(jù)題意,演員水平方向的速度不變,但是豎直方向的速度增大,故合速度增大,故選項C正確;由于演員在豎直方向做加速運動,由牛頓其次定律可知,鋼絲繩的拉力大于演員的重力,故選項D錯誤。答案C3.(2024湖北八校聯(lián)考)從離地面h高處釋放A、B、C三個小球,A球自由下落,B球以速度v水平拋出,C球以速度2v水平拋出,則它們落地時間tA、tB、tC的關(guān)系是()A.tA<tB<tC B.tA>tB>tCC.tA<tB=tC D.tA=tB=tC解析平拋運動物體在空中運動時間僅與高度有關(guān),與水平方向的初速度大小無關(guān),故tB=tC,而平拋運動的豎直分運動為自由落體運動,所以tA=tB=tC,D正確。答案D4.西班牙某小鎮(zhèn)實行了西紅柿狂歡節(jié),其間若一名兒童站在自家的平房頂上,向?qū)γ婢嚯x他L處的豎直高墻上投擲西紅柿,第一次水平拋出的速度是v0,其次次水平拋出的速度是2v0,兩次拋出的西紅柿均遇到豎直高墻,忽視空氣阻力,則比較前后兩次被拋出的西紅柿在遇到墻時,有()A.運動時間之比是1∶2B.下落的高度之比是2∶1C.下落的高度之比是4∶1D.運動的加速度之比是1∶2解析由平拋運動的規(guī)律得t1∶t2=Lv0∶L2v0=2∶1,故選項A錯誤;h1∶h2=12gt答案C5.如圖所示,斜面上a、b、c三點等距,小球從a點正上方的O點拋出,做初速度為v0的平拋運動,恰落在b點。若小球初速度變?yōu)関,其落點位于c,則()A.v0<v<2v0 B.v=2v0C.2v0<v<3v0 D.v>3v0解析如圖所示,M點和b點在同一水平線上,M點在c點的正上方。依據(jù)平拋運動的規(guī)律,若v=2v0,則小球落到M點,進而落在c點下面,故落在c點的小球的初速度滿意v0<v<2v0。答案A6.如圖所示,將一個小球以速度v水平拋出,小球從拋出到打到斜面上的位移與斜面垂直,斜面與水平方向的夾角為α。那么下列說法正確的是()A.若保持水平速度v不變,斜面與水平方向的夾角α越大,小球的飛行時間越短B.若保持水平速度v不變,斜面與水平方向的夾角α越小,小球的飛行時間越短C.若保持斜面傾角α不變,水平速度v越大,小球的飛行時間越短D.若保持斜面傾角α不變,不管水平速度多大,小球的飛行時間不變解析小球從拋出到打到斜面上的位移與斜面垂直時,位移與豎直方向的夾角為α,有tanα=vt12gt2=2vgt答案A7.如圖甲為直升機搶救傷員的情境,假設(shè)直升機放下繩索吊起傷員后,豎直方向的速度圖像和水平方向的位移圖像分別如圖乙、丙所示,則()A.繩索中拉力可能傾斜向上B.傷員始終處于超重狀態(tài)C.在地面上視察到傷員的運動軌跡是一條傾斜向上的直線D.繩索中拉力先大于重力,后小于重力解析由豎直方向的速度圖像和水平方向的位移圖像可知,傷員在水平方向做勻速運動,在豎直方向上先做勻加速運動后做勻減速運動,繩索中拉力肯定豎直向上,繩索中拉力先大于重力,后小于重力,傷員先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài),在地面上視察到傷員的運動軌跡是一條曲線,選項D正確。答案D8.如圖所示,某人向豎直墻壁MN水平投擲飛鏢,O點為拋出點,落在墻上時飛鏢的速度與豎直墻壁夾角為α,已知飛鏢的初速度為v0,飛鏢所受空氣阻力不計,則關(guān)于飛鏢落到A點時的豎直速度vy和O點到墻壁之間的距離L,下列所給數(shù)據(jù)正確的是()A.vy=v0sinα B.vy=vC.L=v02g解析把飛鏢在A點速度分解得vy=v0tanα,由vy=gt得t=v0gtan答案C9.(2024江蘇宿遷期末)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方向上的分速度隨時間變更的規(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是50m/sD.物體運動的初速度大小是10m/s解析由圖像可知物體在x方向做勻速直線運動,合力為零,在y方向物體做勻變速直線運動,所以物體做勻變速曲線運動,A正確,B錯誤;在t=0時,vx大小為30m/s,vy大小為40m/s,所以v=vx2答案AC10.(2024福建漳州八校聯(lián)考)如圖所示,假如以速度v1在高空水平勻速直線飛行的轟炸機,攻擊海面某處以速度v2(v1>v2)同向勻速航行的“敵艦”,第一次投彈時,炸彈在“敵艦”的前方爆炸,若二者再次處在與第一次投彈時相同的相對位置,欲投彈擊中“敵艦”,你認為應有的合理調(diào)整為(不計空氣阻力)()A.適當減小轟炸機的初速度,拋出點高度不變B.適當增大轟炸機的初速度,拋出點高度不變C.轟炸機初速度不變,適當降低投彈的高度D.轟炸機初速度不變,適當增大投彈的高度解析炸彈被投出后做平拋運動,以“敵艦”為參考系,則炸彈水平初速度為v0=v1-v2,豎直方向上,由h=12gt2得t=2hg,水平方向位移x=v0t=(v1-v2)2hg。第一次投彈時,炸彈在“敵艦”的前方爆炸,說明炸彈相對“敵艦”的水平位移x偏大。適當減小轟炸機的初速度,拋出點的高度不變,炸彈飛行時間不變,由x=v0t=(v1-v2)2hg知,炸彈相對“敵艦”的水平位移x減小,可擊中“敵艦”,故A正確;適當增大轟炸機的初速度,拋出點的高度不變,炸彈飛行時間不變,由x=v0t=(v1-v2)2答案AC11.人在距地面高h、離靶面距離L處,將質(zhì)量為m的飛鏢以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如圖所示。只變更m、h、L、v0四個量中的一個,可使飛鏢投中靶心的是()A.適當減小v0 B.適當提高hC.適當減小m D.適當減小L解析適當提高h,可使飛鏢投中靶心,選項B正確;由Δh=12gt2,L=v0t,聯(lián)立得Δh=gL22v0答案BD12.如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為m,水的阻力恒為Ff,當輕繩與水平面的夾角為θ時,船的速度為v,此時人的拉力大小為F,則此時()A.人拉繩行走的速度為vcosθB.人拉繩行走的速度為vC.船的加速度為FD.船的加速度為F解析船的速度產(chǎn)生了兩個效果:一是滑輪與船間的繩縮短,二是繩繞滑輪轉(zhuǎn)動,因此將船的速度進行分解如圖所示,人拉繩行走的速度v人=vcosθ,選項A正確,選項B錯誤;繩對船的拉力等于人拉繩的力,即繩的拉力大小為F,與水平方向成θ角,因此Fcosθ-Ff=ma,得a=Fcos答案AC二、試驗題(本題共2小題,共12分)13.(6分)為了探討平拋物體的運動,可做下面的兩個試驗。先做如圖甲所示試驗,用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時A球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面,該試驗說明;再做如圖乙所示的試驗,將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi),最下端水平。把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑道2與光滑水平板平滑連接,則將視察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,該試驗說明。

解析用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時A球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面,知B球豎直方向上的運動規(guī)律與A球相同,即平拋運動豎直方向上做自由落體運動;把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑道2與光滑水平板平滑連接,則將視察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,知球1在水平方向上的運動規(guī)律與球2相同,即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動。答案平拋運動在豎直方向做自由落體運動平拋運動在水平方向做勻速直線運動14.(6分)如圖甲所示,在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個蠟塊,將玻璃管的開口端用膠塞塞緊,然后將這個玻璃管倒置,在蠟塊沿玻璃管上升的同時,將玻璃管水平向右移動。假設(shè)從某時刻起先計時,蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm,玻璃管向右勻加速平移,每1s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。圖乙中,y表示蠟塊豎直方向的位移,x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移,t=0時蠟塊位于坐標原點。(1)請在圖乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的軌跡;(2)玻璃管向右平移的加速度a=m/s2。

解析(1)如圖所示(2)因為Δx=aT2,所以a=ΔxT2=5×10-212m/s答案(1)見解析圖(2)5×10-2三、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.(8分)如圖所示,飛機以恒定的水平速度飛行,距地面高度2000m,在飛行過程中釋放一炸彈,經(jīng)30s飛行員聽到了炸彈著地后的爆炸聲。設(shè)炸彈著地馬上爆炸,不計空氣阻力,聲速為320m/s,求飛機的飛行速度v0。(g取10m/s2)解析炸彈離開飛機后做平拋運動,初速度等于飛機的飛行速度,如圖所示。設(shè)炸彈落地時間為t1,則聲音傳到飛行員的時間t2=t-t1。由平拋運動學問得t1=2hg=由運動的等時性知,炸彈落地時,飛機運動到落地點的正上方B點,故BC=v0t2=v0(t-t1),DC=v(t-t1)=320×(30-20)m=3200m。由幾何關(guān)系(DC)2=(BC)2+h2,代入數(shù)據(jù)得v0=250m/s。答案250m/s16.(10分)某試驗小組依據(jù)“平拋運動規(guī)律”測量玩具手槍的子彈射出槍口的速度,如圖所示,讓子彈從槍口O點水平射出,在飛行途中穿過兩塊豎直平行放置的紙板P、Q,兩板相距為L,P板距槍口的距離為s,測出子彈穿過兩紙板后留下的C、D兩孔間的高度差為h,不計空氣及紙板阻力。求子彈射出槍口的速度v0。解析設(shè)OC間的高度差為h',則h'=12gt12。在水平方向上,同理,可得OD間水平距離,s+L=v02(整理以上各式可得v0=gLh答案gL17.(10分)如圖為湖邊一傾角為θ=37°的大壩的橫截面示意圖,水面與大壩的交點為Q。一人站在P點處以速度v0沿水平方向扔一小球,已知PQ=50m。(g取10m/s2,sin37°=0.6)(1)若要求小球能落到水面,v0最小是多少?(2)若小球不能落到水面上,落到斜面時速度方向與水平面夾角的正切值是多少?解析(1)若小球恰能落到Q點,v0最小,則PQcosθ=v0tPQsinθ=12gt解得v0=16.33m/s。(2)斜面與水平方向夾角θ=37°,若小球落到斜面上時,速度方向與水平方向的夾角為α,則tanθ=1tanα=gt所以:tanα=2tanθ=1.5。答案(1)16.33m/s(2)1.518.(12分)如圖所示,小球從平臺上拋出,正好落在接近平臺的一傾角為α=53°的光滑斜面上并沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)小球水平拋出的初速度v0;(2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s;(3)若斜面頂端高H=20.8m,則小球離開平臺后經(jīng)多長