广西专版2023_2024学年新教材高中物理第5章抛体运动过关检测新人教版必修第二册

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第五章过关检测(时间:90分钟　满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥地中的。为了判断卡车是否超速,需要测量的量是(　　)A.车的长度,车的质量B.车的高度,车的质量C.车的长度,零件脱落点与陷落点的水平距离D.车的高度,零件脱落点与陷落点的水平距离答案:D解析:碰撞瞬间,松脱的零件由于惯性而做平抛运动,由平抛运动规律知,为了判断车是否超速,需测量车的高度及零件脱落点与陷落点的水平距离,选项D正确。2.质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图如图所示,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法正确的是(　　)A.质点经过C点的速率比D点的大B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小答案:A解析:质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变;由于在D点速度方向与加速度方向垂直,则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,所以质点由C到D速率减小,即C点速率比D点大;在A点速度方向与加速度方向的夹角也为钝角;而从B到E的过程中加速度方向与速度方向间的夹角越来越小,选项A正确。3.关于互成角度(不为0和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说法正确的是(　　)A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是直线运动,也可能是曲线运动D.以上答案都不对答案:B解析:两运动的合运动的速度方向在两个分运动速度方向所夹的某一方向上,而运动物体的合加速度沿着原匀变速直线运动的方向,也就是说运动物体的合加速度与它的速度方向不在同一直线上,物体一定做曲线运动,选项B正确,A、C、D错误。4.游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河,当水速突然变大时,对运动员渡河时间和经历的路程产生的影响是(　　)A.路程变大,时间延长B.路程变大,时间缩短C.路程变大,时间不变D.路程和时间均不变答案:C解析:运动员渡河可以看成是两个运动的合运动:垂直河岸的运动和沿河岸的运动。运动员以恒定的速率垂直河岸渡河,在垂直河岸方向的分速度恒定,由分运动的独立性原理可知,渡河时间不变;但是水速变大,沿河岸方向的运动速度变大,因时间不变,则沿河岸方向的分位移变大,总路程变大,选项C正确。5.如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是(　　)A.A比B先落入篮筐B.A、B运动的最大高度相同C.A在最高点的速度比B在最高点的速度小D.A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同答案:D解析:若研究两个过程的逆过程,可看作是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动,落到同一高度上,则A上升的高度较大,高度决定时间,可知A运动时间较长,即B先落入篮筐中,选项A、B错误。因为两球抛射角相同,A的射程较远,则A球的水平速度较大,即A球在最高点的速度比B在最高点的速度大,选项C错误。由斜抛运动的对称性可知,当A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同,选项D正确。6.在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,竖直杆上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C,它们离地面的高度分别为3h、2h和h,当小车遇到障碍物P时,立即停下来,三个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上,如图所示,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　)A.三个小球落地时间差与车速有关B.三个小球落地点的间隔距离l1=l2C.三个小球落地点的间隔距离l1<l2D.三个小球落地点的间隔距离l1>l2答案:C解析:平抛运动中,落地时间只与下落的高度有关,故选项A错误;三个小球在竖直方向上做自由落体运动,由公式t=可得下落时间之比为tA∶tB∶tC=∶1,由于三个小球初速度相同,故水平位移之比xA∶xB∶xC=∶1,则l1∶l2=()∶(-1),故l1<l2,故选项C正确,B、D错误。7.如图所示,水平路面上出现了一个地坑,其竖直截面为半圆。AB为沿水平方向的直径。一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以v1、v2的速度从A点沿AB方向水平飞出,分别落于C、D两点,C、D两点距水平路面的高度分别等于圆半径的和圆半径。则v1∶v2的值为(　　)A. B.C. D.答案:C解析:设圆的半径为r,两颗石子的运动时间分别为t1=,t2=,根据几何知识可得两颗石子的水平位移分别为x1=1.8r,x2=r,故速度为v1=,v2=,联立解得,选项C正确。二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分)8.某地发生地震,一架装载救灾物资的直升机,以10 m/s的速度水平飞行,在距地面180 m的高度处,欲将救灾物资准确投放至地面目标,若不计空气阻力,g取10 m/s2,则(　　)A.物资投出后经过6 s到达地面目标B.物资投出后经过18 s到达地面目标C.应在距地面目标水平距离60 m处投出物资D.应在距地面目标水平距离180 m处投出物资答案:AC解析:物资投出后做平抛运动,其落地所用时间由高度决定,t==6s,选项A正确,B错误;抛出后至落地的水平位移为x=vt=60m,选项C正确,D错误。9.物体A和B的质量均为m,且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计滑轮与轴之间的摩擦)。在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中(　　)A.物体A也做匀速直线运动B.绳子的拉力始终大于物体A所受的重力C.物体A的速率小于物体B的速率D.地面对物体B的支持力逐渐增大答案:BCD解析:如图所示,B的速度vB分解为沿绳和垂直绳两个方向的分速度v1和v2,则vA=v1=vBcosθ,故vA<vB,选项C正确;运动中θ减小,vA变大,选项A错误;A物体处于超重状态,绳子的拉力FT大于它的重力,选项B正确;对于B物体,FN=mg-FTsinθ,FN增大,选项D正确。10.下图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石块,已知lAO=40 m,忽略人的身高,不计空气阻力,g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A.若v0>18 m/s,则石块可以落入水中B.若v0<20 m/s,则石块不能落入水中C.若石块能落入水中,则v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小D.若石块不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大答案:AC解析:石块做平抛运动刚好落入水中时,lAOsin30°=gt2,lAOcos30°=v0t,解得v0=10m/s=17.3m/s,选项A正确,B错误;设落水时速度方向与水平面的夹角为α,tanα=,v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小,选项C正确;若石块不能落入水中,设落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为β,在斜面上tan30°=,故tanβ==2tan30°,可知β为定值,与v0无关,选项D错误。三、非选择题(本题共6小题,共60分)11.(1)(6分)如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm,7.5 cm,12.5 cm,17.5 cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。①请在图乙中画出蜡块4 s内的轨迹。②玻璃管向右平移的加速度a=　　　　 m/s2。 ③t=2 s时蜡块的速度v2=　　　　 m/s。 (2)(6分)图丙所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。某同学设计了如图丁所示的实验:将两个相同斜滑轨道固定在同一竖直面内,最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜滑轨道的同一位置由静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,上端平齐,则将观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,这说明　。 答案:(1)①如图所示②5×10-2　③(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动　球1落到光滑水平板上并击中球2　平抛运动在水平方向上是匀速直线运动解析:(1)①根据所给数据描点,用平滑的曲线连接。②因为Δx=aT2,所以a==5×10-2m/s2。③vy=m/s=0.1m/svx=at=5×10-2×2m/s=0.1m/sv2=m/s=m/s。12.(8分)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:(1)由已知信息,可知a点　　　　　(选填“是”或“不是”)小球的抛出点。 (2)由已知信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为　　　　　 m/s2。 (3)由已知信息可以算出小球平抛的初速度是　　　　　　　 m/s。 (4)由已知信息可以算出小球在b点时的速度是　　　　　 m/s。 答案:(1)是　(2)8　(3)0.8　(4)解析:(1)由初速度为零的匀加速直线运动在相邻的相等的时间内通过位移之比为1∶3∶5可知,a点为抛出点;(2)由ab、bc、cd水平距离相同可知,a到b、b到c、c到d运动时间相同,设为T,在竖直方向有Δh=gT2,T=0.1s,可求出g=8m/s2;(3)由两位置间的时间间隔为0.10s,实际水平距离为8cm,x=vxt,得水平速度为0.8m/s;(4)b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度,根据速度的合成求b点的合速度,vyb=m/s=0.8m/s,所以vb=m/s。13.(8分)一人带一猴在表演杂技,如图所示,直杆AB长h=8 m,猴子在直杆上由A向B匀速向上爬,同时人用肩顶着直杆水平匀速移动。已知在5 s内,猴子由A运动到B,而人也由甲位置运动到了乙位置。已知s=6 m,求:(1)猴子相对地面的位移大小;(2)猴子相对地面的速度大小。答案:(1)10 m　(2)2 m/s解析:(1)猴子对地的位移AB'为猴子相对于人的位移AB与人的位移AA'的矢量和,所以AB'的长为l=m=10m。(2)猴子相对地面的速度v=m/s=2m/s。14.(8分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P处有一个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置,离P点的水平距离为l,上端A与P点的高度差也为h。(1)若微粒打在探测屏AB的中点,求微粒在空中飞行的时间。(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围。答案:(1)　(2)≤v≤l解析:(1)打在探测屏AB中点的微粒下落的高度h=gt2,解得t=。(2)打在B点的微粒的初速度v1=,2h=,解得v1=。同理,打在A点的微粒的初速度v2=l,能被屏探测到的微粒的初速度范围≤v≤l。15.(12分)如图所示,有一水平传送带以v0的速度匀速运动,现将一物体轻放在传送带的左端A,已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带左、右端A、B间的距离为10 m,当物体运动到B点时以v0的速度离开传送带落到水平地面的D点,落地时的速度方向与水平地面的夹角为45°,大小为2 m/s。g取10 m/s2,求:(1)物块离开传送带的速度v0;(2)物块由A到D所需时间;(3)物块在传送带上留下痕迹的长度。答案:(1)2 m/s　(2)5.4 s　(3)0.4 m解析:(1)物块离开传送带的速度等于落地的水平速度,则v0=vcos45°=2m/s。(2)物块在传送带上加速时,加速度a=μg=5m/s2则物体加速时间t1==0.4s物块在传送带上的匀速运动时间t2=s=4.8s从B到D的时间t3==0.2s则物块由A到D所需时间t=t1+t2+t3=5.4s。(3)物块在传送带上留下痕迹的长度Δl=v0t1-t1=0.4m。16.(12分)如图所示,某滑雪场的雪道由倾斜部分AB段和水平部分BC段组成,其中倾斜雪道AB长l=25 m,顶端高h=15 m,滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ=0.25。滑雪爱好者每次练习时均在倾斜雪道的顶端A处以水平速度飞出,落到雪道时他靠改变姿势进行缓冲,恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同。不计空气阻力影响,重力加速度g取10 m/s2。(1)第一次滑雪爱好者水平飞出后经t1=1.5 s落到雪道上的D处(图中未标出),求水平初速度v1及A、D之间的水平位移x1。(2)第二次该爱好者调整水平初速度,落到雪道上的E处(图中未标出),已知A、E之间的水平位移为x2,且x1∶x2=1∶,求该爱好者落到雪道上的E处之后的滑行距离s。(3)该爱好者在随后的几次练习中都落在雪道的AB段,他根据经验得出如下结论:在A处水平速度越大,落到雪道前的瞬时速度越大,速度方向与雪道的夹角也越大。他的观点是否正确,请你判断并说明理由。答案:(1)10 m/s　15 m　(2)45 m　(3)见解析解析:滑雪爱好者自A处以水平速度飞出后,可能落在AB段,也可能落在BC段。(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分BC段所用时间为t0,根据平抛规律h=gt2解得t0=s由此可知,滑雪爱好者水平飞出后经t1=1.5s落在雪道的倾斜部分AB段根据平抛规律解得v1=10m/sA、D之间的水平位移x1=v1t1=15m。(2)设此次爱好者水平初速度为v2,由x1∶x2=1∶,可知x2=15m,由此可判断此次滑雪爱好者水平飞出后落在雪道的水平部分BC段。由平抛规律x2=v2t0解得v2=15m/s之后爱好者在水平雪道上匀减速滑行,则0-=-2μgs解得该爱好者落到雪道上的E处之后的滑行距离s=45m。(3)他的观点不正确。正确观点是在A处水平速度越大,落到雪道前的瞬时速度越大,而速度方向与雪道的夹角相同。设爱好者水平初速度为v0,由平抛规律知落到AB段均满足tanθ=解得t=落到雪道前瞬时速度大小v==v0所以v0越大,落到雪道前的瞬时速度越大速度方向与水平方向夹角为α,tanα==2tanθ,所以速度方向与v0无关。