高中物理魯科版 (2019)必修第二冊第2章拋體運動本章綜合與測試習題-試卷下載-教習網(wǎng)

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【作答說明】

1、作業(yè)內容中第一部分基礎達標為“必做題”，所有同學必需獨立完成。

2、第二部分能力提升為“選做題”，合格考同學選做，等級考同學必做。

【作業(yè)內容】

第一部分基礎達標（必做題）

1.下列關于曲線運動的說法中正確的是( )

A．物體在一恒力作用下不可能做曲線運動

B．所有曲線運動一定是變速運動

C．做曲線運動的物體，速度方向時刻變化，故曲線運動不可能是勻變速運動

D．物體只有受到方向時刻變化的力的作用才可能做曲線運動

答案：B

解析：選B.做曲線運動的物體，速度方向沿曲線的切線方向，時刻變化，曲線運動一定是變速運動，B對．做曲線運動的條件是合力方向與速度方向不在同一條直線上，如果合力是恒力，物體做勻變速曲線運動，A、C、D均錯．

2．在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小( )

A．一樣大

B．水平拋的最大

C．斜向上拋的最大

D．斜向下拋的最大

答案：A

解析：選A.不計空氣阻力的拋體運動，機械能守恒．故以相同的速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時，物體速度的大小相等．故只有選項A正確．

3.如圖所示，一名運動員在參加跳遠比賽，他騰空過程中離地面的最大高度為L，成績?yōu)?L，假設跳遠運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為α，運動員可視為質點，不計空氣阻力，則有( )

A．tan α＝2 B．tan α＝1

C．tan α＝eq \f(1,2) D．tan α＝eq \f(1,4)

答案 B [騰空過程中離地面的最大高度為L，落地過程中，做平拋運動，根據(jù)運動學公式：L＝gt2，解得：t＝，運動員在空中最高點的速度即為運動員起跳時水平方向的分速度，根據(jù)分運動與合運動的等時性，則水平方向的分速度為：vx＝＝，根據(jù)運動學公式，在最高點豎直方向速度為零，那么運動員落到地面時的豎直分速度為：vy＝gt＝，運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角的正切值為：tan α＝＝＝1，故B正確，A、C、D錯誤．]

4.如圖所示，一個電影替身演員準備跑過一個屋頂，然后水平地跳躍并離開屋頂，在下一棟建筑物的屋頂上著地，如果他在屋頂跑動的最大速度是4.5 m/s，那么下列關于他能否安全跳過去的說法正確的是(g取10 m/s2，不計空氣阻力)( )

A．他安全跳過去是可能的

B．他安全跳過去是不可能的

C．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應不小于6.2 m/s

D．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應不小于4.5 m/s

BC [由h＝eq \f(1,2)gt2，x＝v0t，將h＝5 m，x＝6.2 m代入解得：安全跳過去的最小水平速度v0＝6.2 m/s，選項B、C正確．]

5.一架飛機以一定的水平速度勻速直線飛行，不計空氣阻力，在某一時刻讓A物體先落下，相隔1 s又讓B物體落下，在以后運動中(A、B物體均未落地)關于A物體與B物體的位置關系，以下說法中正確的是( )

A.A物體在B物體的前下方

B.A物體在B物體的后下方

C.A物體始終在B物體的正下方

D.以上說法都不正確

答案 C

解析 A、B兩物體均從勻速直線飛行的飛機上自由落下，均做平拋運動，水平方向做速度等于飛機速度的勻速直線運動，所以兩物體在落地前總在飛機的正下方；A物體先下落，A物體在豎直方向的速度始終大于B物體在豎直方向的速度，則A物體在B物體的正下方，且兩物體豎直方向的間距越來越大，故C正確，A、B、D錯誤.

6.如圖為質點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖，且質點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質點從A點運動到E點的過程中，下列說法中正確的是( )

A.質點經(jīng)過C點的速率比D點的大

B.質點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°

C.質點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大

D.質點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小

答案 A

解析質點做勻變速曲線運動，所以加速度不變；由于在D點速度方向與加速度方向垂直，則在C點時速度方向與加速度方向的夾角為鈍角，所以質點由C到D速率減小，在C點的速率比D點大.

7.一蠟塊置于注滿清水的長玻璃管中，封閉管口后將玻璃管豎直倒置，在蠟塊勻加速上浮的同時，使玻璃管緊貼豎直黑板面沿水平向右方向勻速移動，如圖所示．設坐標系的x、y軸正方向分別為水平向右、豎直向上，則蠟塊相對于黑板的運動軌跡是( )

A B C D

C [蠟塊參加了兩個分運動，豎直方向在管中勻加速上浮，水平方向向右勻速直線運動，故它做勻變速曲線運動，蠟塊的合力豎直向上，故它的運動軌跡向上彎曲，故A、B、D錯誤，C正確．]

8.如圖所示，從距離墻壁為l的水平地面上的A點，以初速度v0、拋射角θ＝45°，斜向上拋一球，球恰在上升到最高點時與墻壁相碰，碰后被水平反彈回來，落到地面上的C點，且OC＝eq \f(l,2).則小球被反彈的速度v′的大小與初速度v0的大小之比為( )

A．1∶2 B.eq \r(2)∶1

C.eq \r(2)∶2 D.eq \r(2)∶4

答案：D

解析：選D.斜拋運動以其頂點為界，可以分成上升和下降兩個過程，這兩個過程有一定的對稱性．下降過程實際上就是以水平分速度v0cs θ為初速度的平拋運動．如果小球上升到最高點與墻壁碰撞后速度大小不變，仍為v0cs θ，則小球碰撞后做平拋運動，軌跡形狀與上升時相同，即從B到A.把B到A的過程與B到C的過程相比較：它們從同一高度被水平拋出，因此，在空中飛行的時間t相等，根據(jù)水平位移之比eq \f(OC,OA)＝eq \f(1,2)，可得反彈速度v′＝eq \f(1,2)v0cs θ＝eq \f(\r(2),4)v0，即eq \f(v′,v0)＝eq \f(\r(2),4).故選項D正確．

9.如圖所示，一小球從一半圓軌道左端A點正上方某處開始做平拋運動(小球可視為質點)，飛行過程中恰好與半圓軌道相切于B點。O為半圓軌道圓心，半圓軌道半徑為R，OB與水平方向夾角為60°，重力加速度為g，則小球拋出時的初速度為( )

A. eq \r(\f(3gR,2)) B. eq \r(\f(3\r(3)gR,2)) C. eq \r(\f(\r(3)gR,2)) D. eq \r(\f(\r(3)gR,3))

[答案] B

[解析] 飛行過程中恰好與半圓軌道相切于B點，則知速度與水平方向的夾角為30°，則有：vy＝v0tan 30°，又vy＝gt，則得：v0tan 30°＝gt，t＝eq \f(v0tan 30°,g)水平方向上小球做勻速直線運動，則有：R＋Rcs 60°＝v0t聯(lián)立①②解得：v0＝ eq \r(\f(3\r(3)gR,2))。

10.如圖所示，斜面傾角為θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正對斜面頂點B水平拋出，小球到達斜面經(jīng)過的時間為t，重力加速度為g，空氣阻力不計，則下列說法中正確的是( )

A.若小球以最小位移到達斜面，則t＝eq \f(2v0,gtan θ)

B.若小球垂直擊中斜面，則t＝eq \f(v0,gtan θ)

C.若小球能擊中斜面中點，則t＝eq \f(2v0,gtan θ)

D.無論小球到達斜面何處，運動時間均為t＝eq \f(2v0tan θ,g)

答案 AB

解析小球以最小位移到達斜面時即位移與斜面垂直，位移與豎直方向的夾角為θ，則tan θ＝eq \f(x,y)＝eq \f(2v0,gt)，即t＝eq \f(2v0,gtan θ)，A正確，D錯誤；小球垂直擊中斜面時，速度與豎直方向的夾角為θ，則tan θ＝eq \f(v0,gt)，即t＝eq \f(v0,gtan θ)，B正確；小球擊中斜面中點時，令斜面長為2L，則水平射程為Lcs θ＝v0t，下落高度為Lsin θ＝eq \f(1,2)gt2，聯(lián)立兩式得t＝eq \f(2v0tan θ,g)，C錯誤.

11.如圖所示，一艘輪船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1＝3 m/s，行駛中，輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同.某時刻發(fā)動機突然熄火，輪船牽引力隨之消失，輪船相對于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化.求：

(1)發(fā)動機未熄火時，輪船相對于靜水行駛的速度大小.

(2)發(fā)動機熄火后，輪船相對于河岸速度的最小值.

答案 (1)5 m/s (2)2.4 m/s

解析 (1)發(fā)動機未熄火時，輪船運動速度v與水流速度v1方向垂直，如圖所示.

故此時輪船相對于靜水的速度v2的大小為v2＝eq \r(v2＋v\\al( 2,1))＝eq \r(42＋32) m/s＝5 m/s.

(2)由(1)中，熄火前，設v與v2的夾角為θ，則cs θ＝eq \f(v,v2)＝0.8，輪船的牽引力沿v2的方向，水的作用力與v2的方向相反，熄火后，牽引力消失，在水的作用力作用下，v2逐漸減小，但其方向不變，當v2與v1的矢量和與v2垂直時，輪船的合速度最小，α＝θ，則vmin＝v1cs α＝3×0.8 m/s＝2.4 m/s.

12.（10分）如圖所示，傾角為37°的斜面長l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O點將一小球以v0＝3 m/s的速度水平拋出，與此同時由靜止釋放斜面頂端的滑塊，經(jīng)過一段時間后，小球恰好能夠以垂直于斜面的速度在斜面P點處擊中滑塊。(小球和滑塊均可視為質點，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)，求：

(1)拋出點O離斜面底端的高度；

(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。

答案：(1)1.7 m (2)0.125

解析：(1)設小球擊中滑塊時的速度為v，豎直速度為vy，如圖所示，由幾何關系得eq \f(v0,vy)＝tan 37°

設小球下落的時間為t，豎直位移為y，水平位移為x，由運動學規(guī)律得vy＝gt，y＝eq \f(1,2)gt2，x＝v0t

設拋出點到斜面底端的高度為h，由幾何關系得h＝y(tǒng)＋xtan 37°聯(lián)立解得h＝1.7 m。

(2)設在時間t內，滑塊的位移為s，由幾何關系得s＝l－eq \f(x,cs 37°)

設滑塊的加速度為a，由運動學公式得s＝eq \f(1,2)at2

對滑塊，由牛頓第二定律得mgsin 37°－μmgcs 37°＝ma

聯(lián)立解得μ＝0.125。

第二部分能力提升（選做題）

1.如圖所示，河水由西向東流，河寬為800 m，河中各點的水流速度大小v水與各點到較近河岸的距離x的關系為v水＝eq \f(3,400)x(m/s)(x的單位為m)，讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河，小船劃水速度大小恒為v船＝4 m/s，則下列說法正確的是( )

A．小船渡河的軌跡為直線

B．小船在河水中的最大速度是5 m/s

C．小船在距南岸200 m處的速度小于在距北岸200 m處的速度

D．小船渡河的時間是200 s

【答案】BD

【解析】小船在南北方向上為勻速直線運動，在東西方向上先加速，到達河中間后再減速，小船的合運動是曲線運動，A錯誤．當小船運動到河中間時，東西方向上的分速度最大，此時小船的合速度最大，最大值vm＝5 m/s，B正確．小船在距南岸200 m處的速度等于在距北岸200 m處的速度，C錯誤．小船的渡河時間t＝200 s，D正確．

2.在水平地面上有相距為L的A、B兩點，甲小球以v1＝10 m/s的初速度，從A點沿與水平方向成30°角的方向斜向上拋出，同時，乙小球以v2的初速度從B點豎直向上拋出。若甲在最高點時與乙相遇，重力加速度g取10 m/s2，不計空氣阻力，則下列說法正確的是

A．乙球的初速度v2不一定等于5 m/s

B．L為2.5 m

C．相遇前甲球的速度可能小于乙球的速度

D．甲球與乙球始終在同一水平面上

【答案】BD

【解析】A．甲球豎直方向的初速度：，水平方向的初速度：，甲球在最高點與乙球相遇，說明甲球和乙球在豎直方向具有相同的運動規(guī)律，則乙球的初速度：，故A錯誤；

B．甲球和乙球相遇時間：，則有：，故B正確；

C．相遇前甲球的水平速度不為零，豎直方向與乙球的速度相同，所以在相遇前甲球的速度不可能小于乙球的速度，故C錯誤；

D．由于甲球和乙球豎直方向的運動情況相同，所以甲球與乙球始終在同一水平面上，故D正確。

如圖所示，從高H處以水平速度v1拋出小球甲，同時從地面以速度v2豎直上拋一小球乙，兩球恰好在空中相遇．

(1)求兩小球從拋出到相遇的時間；

(2)討論小球乙在上升階段或下降階段與小球甲在空中相遇的速度條件．

[答案] (1)eq \f(H,v2) (2)小球乙上升階段兩球相遇的條件：v2≥eq \r(gH)

小球乙下降階段兩球相遇的條件： eq \r(\f(gH,2))

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