2024-2025學年新教材高中物理單元素養(yǎng)評價二含解析魯科版必修2

PAGE15-單元素養(yǎng)評價(二)(第2章)(60分鐘·60分)一、選擇題(本題共9小題，每小題3分，共27分。)1.(2024·廣州高一檢測)如圖所示，乒乓球從斜面上滾下，它以肯定的速度沿直線運動，在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑)，當乒乓球經(jīng)過筒口時，對著乒乓球橫向吹氣，則關(guān)于乒乓球的運動，下列說法中正確的是 ()A.乒乓球?qū)⑵x原有的運動路徑，但不能進入紙筒B.乒乓球?qū)⒈３衷械乃俣确较蚪又斑MC.乒乓球肯定能沿吹氣方向進入紙筒D.只有用力吹氣，乒乓球才能沿吹氣方向進入紙筒【解析】選A。當乒乓球經(jīng)過筒口時，對著球橫向吹氣，兵乓球沿著原方向做勻速直線運動的同時也會沿著吹氣方向做加速運動，實際運動是兩個運動的合運動；故肯定不會進入紙筒，要提前吹才會進入紙筒，故A正確，B、C、D錯誤，故選A。2.彈道導彈是指在火箭發(fā)動機推力作用下按預(yù)定軌道飛行，關(guān)閉發(fā)動機后按自由拋體軌跡飛行的導彈，如圖所示。若關(guān)閉發(fā)動機時導彈的速度是水平的，不計空氣阻力，則導彈從今時起水平方向的位移 ()A.只由水平速度確定B.只由離地高度確定C.由水平速度、離地高度共同確定D.與水平速度、離地高度都沒有關(guān)系【解析】選C。不計空氣阻力，關(guān)閉發(fā)動機后導彈水平方向的位移x=v0t=v0，可以看出水平位移由水平速度、離地高度共同確定，則C正確，A、B、D錯誤。3.(2024·煙臺高一檢測)某人騎自行車以10m/s的速度在大風中向東行駛，他感到風正以同樣大小的速率從北方吹來，事實上風的速度是 ()A.14m/s，方向為北偏西45°B.14m/s，方向為南偏西45°C.10m/s，方向為正北D.10m/s，方向為正南【解析】選A。如圖所示，人的速度為v人，風的速度為v風，在人的行駛方向上感覺不到風，說明風在人的行駛方向上與人同速，僅感覺到從北方吹來的風，則v人=v風sinθ，v=v風cosθ，tanθ==1，θ=45°，v風=v人≈14m/s，則A正確，B、C、D錯誤。4.(2024·湛江高一檢測)2024年5月3日，CBA總決賽第四戰(zhàn)實力強大的廣東男籃擊敗新疆隊，時隔6年再度奪得CBA總冠軍。競賽中一運動員將籃球從地面上方B點以速度v0斜向上拋出，恰好垂直擊中籃板上A點。若該運動員后撤到C點投籃，還要求垂直擊中籃板上A點，運動員需 ()A.減小拋出速度v0，同時增大拋射角θB.增大拋出速度v0，同時增大拋射角θC.減小拋射角θ，同時減小拋射速度v0D.減小拋射角θ，同時增大拋射速度v0【解析】選D。籃球垂直擊中籃板上A點，其逆過程就是平拋運動，當水平速度越大時，水平方向位移越大，拋出后落地速度越大，與水平面的夾角則越小。若水平速度減小，水平方向位移越小，則落地速度變小，但與水平面的夾角變大。若該運動員后撤到C點投籃，還要求垂直擊中籃板上A點，只有增大拋射速度v0，同時減小拋射角θ，才能仍垂直打到籃板上A點，故D正確，A、B、C錯誤。故選D。5.有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍?，F(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力。圖中①為A的運動軌跡，則B的運動軌跡是 ()A.①B.②C.③D.④【解析】選A。不計空氣阻力的狀況下，兩球沿同一方向以相同速率拋出，其運動軌跡是相同的，則A正確，B、C、D錯誤。【加固訓練】如圖所示，在地面的A點用彈弓以vA的速度射出一石子，方向與水平地面成θ角，石子落在樓頂上的B點，此時石子的速度為vB，不計阻力，以下說法正確的是 ()A.若在B點以與vB大小相等、方向相反的速度投出石子，則石子將落在A點B.若在B點以與vA大小相等，與vB方向相反的速度投出石子，則石子將落在A點C.若在B點以與vB大小相等、方向相反的速度投出石子，則石子將落在A點的右側(cè)D.若在B點以與vA大小相等，與vB方向相反的速度投出石子，則石子將落在A點的右側(cè)【解析】選A。假如沒有樓頂?shù)淖钃酰舆\動的軌跡將是如圖所示的拋物線，石子在C點落地，這條拋物線關(guān)于過頂點的直線PQ對稱，即石子經(jīng)過兩側(cè)的對稱點時，速度大小相等，即vC與vA大小相等，vB與vD大小相等。則A正確，B、C、D錯誤。6.如圖所示，物體A以速度v沿桿勻速下滑，A用細繩通過定滑輪拉物體B，當繩與水平夾角為θ時，B的速度為 ()A.vsinθB.vcosθC.D.【解析】選A。將A物體的速度按圖示兩個方向分解，如圖所示：由繩子速率v繩=vsinθ，而繩子速率等于物體B的速率，則有物體B的速率vB=v繩=vsinθ。故A正確，B、C、D錯誤，故選A。7.如圖所示，在足夠長的斜面上的A點，以水平速度v0拋出一個小球，不計空氣阻力，它落到斜面上所用的時間為t1；若將此球改用2v0拋出，落到斜面上所用時間為t2，則t1與t2之比為 ()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3D.1∶4【解析】選B。因小球落在斜面上，所以兩次位移與水平方向的夾角相等，由平拋運動規(guī)律知tanθ==，所以=。則B正確，A、C、D錯誤?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示，P、Q和M、N分別是坐標系x軸與y軸上的兩點，Q為OP的中點，N為OM的中點，a、b、c表示三個可視為質(zhì)點的物體做平拋運動的軌跡，a、b拋出點的位置相同，a、c落點的位置相同，以va、vb、vc表示三個物體平拋的初速度，ta、tb、tc表示三個物體平拋運動的時間，則有 ()A.va∶vb=1∶2 B.vb∶vc=∶4C.ta∶tb=1∶ D.ta∶tb=2∶1【解析】選B。三個物體都做平拋運動，在豎直方向上是自由落體運動，由h=gt2解得t=，可知下落的時間之比為ta∶tb∶tc=∶∶1，由x=v0t解得v0=，可知水平方向上物體的初速度之比va∶vb∶vc=2∶1∶2，故B正確，A、C、D錯誤；故選B。8.如圖所示，P是水平面上的圓弧凹槽，從高臺邊B點以某速度v0水平飛出的小球，恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧軌道的左端A點沿圓弧切線方向進入軌道。O是圓弧的圓心，θ1是OA與豎直方向的夾角，θ2是BA與豎直方向的夾角，則 ()A.=2 B.tanθ1tanθ2=2C.=2 D.=2【解析】選B。由題意知：tanθ1==，tanθ2===。由以上兩式得：tanθ1tanθ2=2，則B正確，A、C、D錯誤。9.如圖所示，斜面上a、b、c三點等距，小球從a點正上方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】選A。過b點作一水平線MN，分別過a點和c點作出MN的垂線交MN于a′、c′點，由幾何關(guān)系得：a′b=bc′，作出小球以初速度v拋出落于c點的軌跡如圖中虛線Odc所示，必交b、c′之間的一點d，設(shè)a′、b間的距離為x，a′、d間的距離為x′，則探討小球從拋出至落至MN面上的運動可知，時間相同，x<x′<2x，故v0<v<2v0，選項A正確，B、C、D錯誤。二、試驗題(5分)10.(2024·三亞高一檢測)某同學用圖甲所示裝置做“探究平拋運動的特點”的試驗，依據(jù)試驗結(jié)果在坐標紙上描繪出了小球水平拋出后的運動軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標紙丟失了一部分，剩余部分如圖乙所示。圖乙中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10m，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等(重力加速度g取9.8m/s2)。完成下列填空：(1)設(shè)P1、P2和P3的橫坐標分別為x1、x2和x3，縱坐標分別為y1、y2和y3，從圖乙中可讀出|y1-y2|=________m，|y1-y3|=_______m，|x1-x2|=_____________m。

(2)若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運動。利用(1)中讀取的數(shù)據(jù)，求出小球從P1運動到P2所用的時間為__________s，小球拋出后的水平速度為________m/s(均保留兩位有效數(shù)字)。

【解析】(1)由題圖乙知，P1、P2的豎直間隔為6個小格，因此|y1-y2|=0.60m，P1、P3的豎直間隔為16個小格，因此|y1-y3|=1.60m，P1、P2的水平間隔為6個小格，因此|x1-x2|=0.60m。(2)由于P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等，所以P1到P2的時間與P2到P3的時間相等，設(shè)為t。依據(jù)小球在豎直方向做勻變速直線運動，有|y3-y2|-|y2-y1|=gt2，代入數(shù)據(jù)得t≈0.20s。小球拋出后的水平速度vx==m/s=3.0m/s。答案：(1)0.601.600.60(2)0.203.0三、計算題(本題共3小題，共28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)11.(9分)(2024·威海高一檢測)2024年9月，在日本實行的第13屆世界杯賽事中，中國女排11連勝，蟬聯(lián)世界杯冠軍。在發(fā)球過程中，排球的運動可視為平拋運動，若某次將排球以6m/s的速度水平擊出，它落地時的速度大小為10m/s。(不計空氣阻力，g取10m/s2)求：(1)排球在空中運動的時間t。(2)排球運動的水平位移x。(3)排球在空中下落的高度h?！窘馕觥?1)依據(jù)平拋運動可知排球落地時速度大小為vt= (2分)解得排球落地時豎直方向的速度大小為：vy=8m/s (1分)故排球在空中運動的時間為：t==0.8s。 (2分)(2)排球運動的水平位移：x=v0t=4.8m。 (2分)(3)排球在空中下落的高度：h=gt2=3.2m。 (2分)答案：(1)0.8s(2)4.8m(3)3.2m12.(9分)(2024·棗莊高一檢測)如圖所示，一輛卡車沿平直馬路行駛，司機發(fā)覺障礙物后在A點起先剎車，卡車做勻減速直線運動，最終停在B點。起先剎車時，車身上距離路面高h處有一顆松動的零件沿正前方水平飛出，落地點為C點，零件質(zhì)量為m。已知剎車過程中卡車受到的阻力是其重力的k倍，零件初速度為v0(等于卡車剎車時的速度)，不計空氣阻力，重力加速度為g。(1)求零件落地時重力的功率P。(2)若C在B的前方，求卡車起先剎車時速度v的范圍。【解析】(1)零件做平拋運動，設(shè)運動時間為t則由h=gt2得t=， (1分)落地時，豎直方向的分速度為：vy=gt= (1分)重力的功率為：P=mgvy=mg。 (1分)(2)設(shè)卡車質(zhì)量為M，剎車時加速度為a由牛頓其次定律可得：kMg=Ma (1分)由勻減速直線運動有：2axAB=v2解得：xAB= (2分)零件拋出的水平距離為：xAC=vt=v (1分)由于xAC>xAB (1分)所以：v<2k。 (1分)答案：(1)mg(2)v<2k13.(10分)2024年12月14日沸雪北京國際雪聯(lián)單板及自由式滑雪大跳臺世界杯圓滿落幕。如圖所示，運動員踏著專用滑雪板，不帶雪杖在助滑路上(未畫出)獲得一速度后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項運動特別驚險。設(shè)一位運動員由斜坡頂端A點沿水平方向飛出的速度v0=20m/s，落點在斜坡上的B點，斜坡傾角θ為37°，斜坡可以看成一斜面。(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：(1)運動員在空中飛行的時間。(2)A、B間的距離。(3)運動員從A點飛出后，經(jīng)多長時間離斜坡的距離最遠?！窘馕觥?1)運動員由A點到B點做平拋運動，水平方向的位移x=v0t，豎直方向的位移y=gt2又=tan37° (2分)聯(lián)立以上三式得運動員在空中的飛行時間t==3s。 (1分)(2)由題意知sin37°==。 (2分)得A、B間的距離s==75m。 (2分)(3)如圖所示，當運動員的速度與斜面平行時，運動員離斜面最遠，設(shè)所用時間為t1，則vy1=gt1，vy1=v0tan37°。 (2分)所以t1==1.5s。 (1分)答案：(1)3s(2)75m(3)1.5s(30分鐘·40分)14.(5分)(多選)河寬為d，水流速度為v1，船在靜水中速度為v2，要使小船在渡河過程中通過路程s最短，則下列說法中正確的是 ()A.v1<v2時，s=dB.v1<v2時，s=dC.v1>v2時，s=dD.v1>v2時，s=d【解析】選A、C。渡河的最短路程有兩種狀況：第一，當v2>v1時，可以使實際運動方向垂直河岸，即s=d，A正確；其次，當v2<v1時，不行能垂直河岸過河，但存在最短路程，即實際運動方向與垂直河岸方向的夾角最小，此時實際速度v與v2垂直，如圖所示。由幾何關(guān)系知最短路程(OA間的距離)s=d，則A、C正確，B、D錯誤。15.(5分)(多選)如圖所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一傾角為30°的固定斜面上，并馬上反方向彈回。已知反彈速度的大小是入射速度大小的，則下列說法中正確的是 ()A.在碰撞中小球的速度改變大小為v0B.在碰撞中小球的速度改變大小為v0C.小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離的比為D.小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為【解析】選A、D。小球垂直落到斜面上，依據(jù)平行四邊形定則將速度分解，如圖所示，則v==2v0，反彈后的速度為v′=-v=-v0，碰撞中小球的速度改變大小為Δv=|v′-v|=v0，選項A正確，選項B錯誤；小球在豎直方向下落的距離為y===，水平方向通過的距離為x=v0t=v0·=，位移之比為=，選項D正確，選項C錯誤。16.(5分)(多選)如圖所示，一輕繩通過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接，桿兩端固定且足夠長，物塊A由靜止從圖示位置釋放后，先沿桿向上運動。設(shè)某時刻物塊A運動的速度大小為vA，小球B運動的速度大小為vB，輕繩與桿的夾角為θ。則 ()A.vA=vBcosθB.vB=vAcosθC.小球B減小的重力勢能等于物塊A增加的動能D.當物塊A上升到與滑輪等高時，它的機械能最大【解析】選B、D。A的速度可分解為沿繩方向上的vA1和垂直繩方向上的vA2，有vA1=vAcosθ=vB，得vA=，A錯，B對；由機械能守恒定律知，小球B減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為A、B系統(tǒng)的動能與A的重力勢能，C錯；在由圖示位置上升至與滑輪等高的過程中，繩的拉力對A做正功，A的機械能增加，過了此位置接著上升，繩的拉力對A做負功，A的機械能減小，故在與滑輪等高時A機械能最大，D對。17.(10分)如圖甲所示是“探討平拋物體運動”的試驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。(1)以下是試驗過程中的一些做法，其中合理的有_____。

a.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b.每次小球釋放的初始位置可以隨意選擇c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d.為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接(2)試驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖乙中y-x2圖像能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是_______。

(3)如圖丙所示是某同學依據(jù)試驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點水平間距Δx為40.0cm，則平拋小球的初速度v0為_______m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0cm，則小球在C點的速度vC為_______m/s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字，g取10m/s2)

【解析】(1)為使小球離開斜槽后做平拋運動，需使斜槽末端水平，a正確；每次使小球從同一點由靜止釋放，以保證每次做平拋運動的初速度v0相同，從而保證每次軌跡均相同，b錯誤，c正確；作圖時應(yīng)用平滑的曲線將各點連接起來，d錯誤。(2)由平拋運動規(guī)律可知x=v0t，y=gt2，解得y=x2，c正確。(3)由y=gt2，解得tA=0.1s，tB=0.3s。由Δx=v0t=v0(tB-tA)，解得v0=2.0