人教版必修第二册 第五章 第3~4节综合练
一、单选题
1.如图所示,两平行金属板AB、CD相距为d,板长为3.84d,M、N是两板中间正对的小孔,两金属板与电压为U的直流电源相连接(图中未画出)。现有一带电粒子(不计重力)从M孔以速率v0沿MN连线方向射入两极之间,结果恰好未从N孔射出。若该粒子仍以速率v0从M孔射入,其速度斜向下方、与AB板成,则该粒子( )
A.有可能打在CD板上
B.最终从CD板的下端D点飞出金属板
C.最终从AB板的下端B点飞出金属板
D.最终从两金属板下端连线的中点飞出金属板
2.在同一高处的O点水平抛出两个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则两个物体作平抛运动的初速度vA,vB的关系和平抛运动的时间tA,tB的关系分别是( )
A.vA>vB tA>tB
B.vA<vB tA>tB
C.vA=vB tA=tB
D.vA>vB tA<tB
3.如图所示,某一小球以v0=20m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A,B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不,g=10m/s2)以下判断中正确的( )
A.小球经过A、B两点间的时间t=2s
B.小球经过A、B两点间的时间t=2s
C.A、B两点间的高度差h=20m
D.A、B两点间的高度差h=40m
4.一辆小车沿水平面始终保持做匀变速直线运动,一根细线上端固定在车顶,下端系一个小球M,稳定时,细线的位置如图所示,当时在小车地板上,小球正下方的点是P点。某时刻细线突然断裂,小球落到小车的地板上(该过程小车的运动方向未变,小球没有跟左右两壁相碰,不计空气阻力),设小球落到小车地板上的点是Q点,则下列说法正确的是( )
A.无论小车向左运动还是向右运动,Q点都一定在P点的左侧
B.无论小车向左运动还是向右运动,Q点都一定在P点的右侧
C.若小车向左运动则Q点一定在P点的左侧,若小车向右运动则Q点一定在P点的右侧
D.若小车向左运动则Q点一定在P点的右侧,若小车向右运动则Q点一定在P点的左侧
5.如图所示,把一重为G的物体用一水平方向的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t变化的关系是图中的( )
A. B. C. D.
6.2016年起,我国空军出动“战神”轰-6K等战机赴南海战斗巡航。某次战备投弹训练,飞机在水平方向做加速直线运动的过程中投下一颗模拟弹。飞机飞行高度为h,重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.在飞行员看来模拟弹做平抛运动
B.模拟弹下落到海平面的时间与飞机的飞行速度有关
C.模拟弹下落到海平面的时间与飞机的飞行高度无关
D.模拟弹下落到海平面时的速度大小和飞机的飞行高度有关
7.几个同学找了两个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面各打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐分别竖直向上和水平抛出,空气阻力不计,假定在易拉罐的运动中不会出现转动,则下列说法正确的是 ( )
A.竖直上升的的易拉罐在运动过程中,洞中射出的水的速度越来越快
B.水平抛出的易拉罐在运动过程中,洞中射出的水的速度越来越快
C.不论易拉罐做平抛运动还是竖直上抛的运动,水都不会从洞中射出
D.不论易拉罐做平抛运动还是竖直上抛的运动,洞中射出的水的速度都不变
8.在一斜面顶端,将质量相同的甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速度是乙球落至斜面时速度的( )
A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍
9.如图所示,将一小球从原点沿水平放置的Ox轴抛出,经一段时间到达P点,其坐标为(x0,y0),作小球轨迹在P点切线并反向延长,与Ox轴相交于Q点,则Q点的x轴坐标为( )
A. B. C. D.不能确定
二、多选题
10.对下列图分析正确的是( )
A.图甲中火车转弯时既不挤压内轨,也不挤压外轨时的行驶速率约为,取决于内、外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r
B.图乙中汽车过凹形桥时,速度越大,对桥面的压力越小
C.图丙中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉,纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥
D.图丁中实验不计一切阻力,实验中两个球同时落地说明平抛运动水平方向为匀速运动,竖直方向为自由落体运动
11.有一物体在离水平地面高h处以初速度 水平抛出,落地时速度为v,竖直分速度为vy,水平射程为l ,不计空气阻力,则物体在空中飞行的时间为( )
A. B. C. D.
12.如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图,运动员从O点由静止开始,在不借助其它外力的情况下,自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出,落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点,光滑圆弧轨道半径为,斜坡与水平面的夹角,运动员的质量,重力加速度。下列说法正确的是( )
A.运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒
B.运动员到达A点时的速度为2m/s
C.运动员到达B点时的动能为J
D.运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为s
三、实验题
13.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为正确的是___________。
A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球而释放小球的位置可以不同
D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)如图所示,在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为l,若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为___________(用l、g表示)。
14.某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数.如图甲所示,表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上;木板上有一滑块,滑块右端固定一个轻小动滑轮,钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连,细绳与长木板平行,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动(忽略滑轮的摩擦).
①实验开始前打点计时器应接在___________(填“交流电源”或“直流电源”)上.
②如图乙为某次实验得到的纸带,s1、s2是纸带中两段相邻计数点间的距离,相邻计数点时间为T,由此可求得小车的加速度大小为_____________(用、、T表示).
③改变钩码的个数,得到不同的拉力传感器示数和滑块加速度,重复实验.以F为纵轴,a为横轴,得到的图像是纵轴截距大小等于b倾角为θ的一条斜直线,如图丙所示,则滑块和轻小动滑轮的总质量为_______________kg;滑块和长木板之间的动摩擦因数______________.(设重力加速度为g)
15.为了探究平抛运动规律,老师做了如下两个演示实验:
(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图甲所示装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落.关于该实验,下列说法正确的有:________________
A.所用两球的质量必须相等
B.只做一次实验发现两球同时落地,即可以得到实验结论
C.应改变装置的高度多次实验
D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)如图乙所示,两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内,其中M轨道末端水平,N轨道的末端与光滑的水平地面相切.两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇.只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象.这说明:___________.
16.滦州第一中学高一、7班某物理兴趣学习小组在做“研究平抛运动”的实验时,只画出了如图所示的一部分曲线,在曲线上取A、B、C三点,测得它们的水平距离均为Δx=0.2m,竖直距离h1=0.1 m,h2=0.2m,则平抛物体的初速度v0=________m/s,抛出点距B的水平距离x=________m。(g取10m/s2,计算结果保留1位有效数字)
四、解答题
17.从高为H=80 m的楼顶以某水平速度抛出一个石块,落地点距楼的水平距离为120 m,(不计空气阻力,g取10 m/s2)求:
(1)石块的运动时间;
(2)石块的初速度大小;
(3)石块着地时的速度v。
18.如图所示,质量为M的木块,放在距地面高度为h的平台的边缘,现有一质量为m的子弹以水平速度射入木块并留在木块中,木块落地前瞬间速度方向与水平方向的夹角为60°,已知重力加速度为g,M=5m,求子弹射入木块前的速度为多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A.粒子沿MN连线射出减速至零的过程中
,
以射出时,将速度分解,则沿MN方向上
得
故粒子速度减为零时尚未达到CD板,故A错误;
BCD.沿极板方向上,由
得
恰为板长的一半,由在MN方向上的对称性可知,粒子最终从AB板的B端飞出金属板,故C正确,BD错误。
故选C。
2.D
【解析】
【详解】
两物体都做平抛运动,根据平抛运动的规律,则竖直方向上有
解得
可知B下降的高度大,则B的运动时间长,即tA<tB;
水平方向有
x=v0t
因xA>xB,则vA>vB,故D正确,ABC错误。
故选D。
【点睛】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设平抛到A的时间为t1,到B的时间为t2,在A、B点分别满足
解得,,故经过A、B两点的时间间隔为
AB错误;
CD.A、B两点间的高度差
C错误,D正确。
故选D。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
细线突然断裂,小球做平抛运动,小车做匀变速直线运动,对小球分析,可以知道小球的加速度向左,则小车的加速度也向左,若小车向左做匀加速直线运动,绳子断裂时,由于惯性此时小球和小车在水平方向上有相同的速度,此后小球水平方向上做匀速,而小车做匀加速,小球相对于小车向右运动,所以落在P点的右侧;若小车向右做匀减速直线运动,绳子断裂时,由于惯性此时小球和小车在水平方向上有相同的速度,此后小球水平方向上做匀速,而小车做匀减速运动,小球相对于小车向右运动,所以也落在P点的右侧。
故选B。
【点睛】
细绳断裂后,小球做平抛运动,小车做匀变速直线运动,结合运动学公式,根据两者在水平方向上位移的关系确定落点的位置。
5.C
【解析】
【详解】
如图所示,从t=0开始水平推力F=kt,即压力不断增大,则物体受到滑动摩擦力作用,所以滑动摩擦力的大小与压力正比.因此滑动摩擦力不断增大.当物体的最大静摩擦力大于重力时,物体开始做减速运动,直到减速到零,由对称性可知,物体的加速度为g,即此时的摩擦力为2G,此时物体处于静止状态,即使推力增大,也不会影响物体的静摩擦力大小.此时静摩擦力的大小等于重力,故C项正确,ABD项错误.
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.相对飞行员来说,模拟弹在竖直方向做自由落体运动,在水平方向向后做加速运动,故在飞行员看来模拟弹不是做平抛运动,A错误;
BC.模拟弹投出后在竖直方向做自由落体运动,由
可知,下落到海平面的时间与飞机的飞行速度无关,与飞行高度有关,BC错误;
D.模拟弹下落到海平面时的速度大小为
故模拟弹下落到海平面时的速度大小和飞机的飞行高度有关,D正确。
故选D。
7.C
【解析】
【详解】
将易拉罐竖直向上和水平抛出后,由于空气阻力不计,易拉罐及水的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,易拉罐中各层水之间没有压力,在整体过程中,水都不会从洞中射出.故选C.
【点睛】本题中实验学生可以亲自做一下,用牛顿运动定律分析和理解失重现象,并记住产生失重的条件.
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
设斜面倾角为α,小球落在斜面上速度方向偏向角为θ,小球水平抛出,均落在斜面上;根据平抛运动的推论可得
tanθ=2tanα
所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等;故对甲有
对乙有
所以
故选B。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
∠xQP为P点速度偏转角,设此角为θ,设∠xoP为角α,初速度为v0,根据平抛运动规律:
vy=gt
则
而
即
tanθ=2tanα
即
得
所以选项B正确.
故选B。
【点评】
本题考查了平抛运动中速度偏向角正切值为位移与水平方向夹角正切值的倍这一关系,记忆后可使解决问题时更简单.
10.AC
【解析】
【详解】
A.火车在转弯时,为使轮缘与铁轨不发生挤压,要使铁轨的支持力与重力的合力提供向心力,即二力的合力的方向应转向圆心,设倾角为,内、外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r,此时有
因较小,有
联立可得
可知行驶速率v取决于内、外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r,故A正确;
B.在凹形桥的最低点由牛顿第二定律,由
由牛顿第三定律可知
可得
则汽车通过凹形桥时,速度越大,压力越大,故B错误;
C.洗衣机脱水时高速旋转,附着在衣服上的水所受的力不能满足圆周所需的向心力,水将做离心运动;从而可以将水分甩掉;纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥,故C正确;
D.实验中两个球同时落地只说明平抛运动在竖直方向为自由落体运动,不能说明平抛运动水平方向为匀速运动;故D错误。
故选AC。
11.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体在水平方向上做匀速直线运动,则
A错误;
B.飞机在竖直方向上做自由落体运动,根据
得
B正确;
C.平抛运动的竖直分速度
根据
得
C错误;
D.在竖直方向上,根据
得
D正确。
故选BD。
12.AC
【解析】
【详解】
A.运动员从O运动到B的整个过程中,只有重力做功,机械能守恒,故A选项正确;
B.运动员在光滑圆轨道上运动时,由机械能守恒得
所以
故B选项错误;
D.设运动员做平抛运动的时间为t,水平位移为x,竖直位移为y,则
由几何关系
联立得
故D选项错误;
C.运动员从A到B的过程中机械能守恒,所以在B点的动能
代入
J
故C选项正确。
故选AC。
13. A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A.通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动.故A正确;
BC.因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,所用斜槽的轨道没必要光滑,故BC错误;
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸,平滑的曲线把各点连接起来,故D错误。
故选A。
(2)[2] 平抛运动水平方向匀速直线运动,由于小球从a运动到b和b运动到c的水平位移相等,因此运动时间相等;根据平抛运动规律。竖直方向:自由落体运动,因时间相等,由
可得
水平方向:匀速运动,则有
解得
14. 交流电源 2tanθ
【解析】
【分析】
由题中“测量滑块和长木板之间的动摩擦因数”可得,本题考查动摩擦因数测量实验,根据打点计时器数据处理、牛顿第二定律和相关实验操作注意事项可分析本题.
【详解】
①[1]打点计时器应接在交流电源上;
②[2]根据公式
可得
③[3]由图可知,滑块受到的拉力为拉力传感器示数的两倍,即
滑块收到的摩擦力为
有牛顿第二定律可得
计算得出F与加速度a的函数关系式为
由图像所给信息可得图像截距为
而图像斜率为
计算得出
[4]计算得出
【点睛】
本题重点是考查学生实验创新能力及运用图像处理实验数据的能力,对这种创新题目,应仔细分析给定的方案和数据,建立物理模型.
15. C 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
【解析】
【详解】
(1) 小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B 球被松开自由下落,两球同时落地,可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,不能得出水平方向上的运动规律,实验时应改变装置的高度进行多次实验,故C正确;
(2) 两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇.只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象.这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动.
16. 2 0.3
【解析】
【详解】
[1] 由于相同,则;物体在竖直方向做自由落体运动,加速度g恒定,则有
水平方向则有
代入数据解得v0=2m/s,0.1s
[2]B点的竖直分速度
则抛出点到B点的运动时间
所以抛出点到B的水平距离
17.)(1)4s;(2)30m/s;(3)50m/s,方向与水平成53°角。
【解析】
【详解】
(1)根据平抛运动的规律,石块的运动时间
=4s
(2)石块的初速度
=30m/s
(3)石块着地时竖直方向的速度
=40m/s
石块着地时的速度大小
=50m/s
着地时的速度与水平方向的夹角为θ,则
=
解得θ=53°
18.
【解析】
【分析】
【详解】
设子弹的初速度为v0,子弹射入木块后木块速度v,由动量守恒定律可得
木块落地前速度的竖直分量为vy,由平抛运动规律可得
联立解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页