2012【优化方案】精品练：物理粤教版必修2第1章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)
1．某人骑自行车(图1－11)以4 m/s的速度向正东方向行驶，天气预报当时是正北风，风速也是4 m/s，则骑车人感觉的风速方向和大小是(　　)
图1－11
A．西北风，4 m/s　　　　　 B．东北风，4 m/s
C．西北风，4 m/s D．东北风，4 m/s
解析：选D.若无风，人向东骑行，则相当于人不动，刮正东风，而实际风从正北方刮来，所以人感觉到的风向应是这两个方向的合成．所以v合＝＝ m/s＝4 m/s，风向为东北风．如图所示．
2．船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为(　　)
图1－12
解析：选C.为使船行驶到正对岸，v1、v2的合速度应指向正对岸，所以C正确．
3．某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过1.8 m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g＝10 m/s2)(　　)
A．2 m/s　　　　　　　　 B．4 m/s
C．6 m/s D．8 m/s
解析：选B.该同学跳高时竖直方向的分运动是竖直上抛运动，达到最大高度时人的重心大约升高0.9 m，因此，起跳时竖直向上的速度v0＝＝ m/s≈4 m/s.故选项B正确．
4．(2011年启东高一检测)竖直上抛一小球，3 s末落回抛出点，则小球在第2 s内的位移(不计空气阻力)是(　　)
A．10 m B．0
C．－5 m D．－1.25 m
解析：选B.利用竖直上抛运动的对称性知，上升时间与下落时间相同，均为1.5 s，故第2 s内的前0.5 s是上升过程，后0.5 s是下落过程，物体在这1 s内的总位移是0.
5．如图1－13所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环，他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2 m，当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出的速度是(g取10 m/s2)(　　)
图1－13
A．1.8 m/s B．3.2 m/s
C．6.8 m/s D．3.6 m/s
解析：选C.球的水平速度是2 m/s，人到环的水平距离为2 m，所以球必须在1 s内到达吊环，则1 s内球在竖直方向上的位移为h＝1.8 m，设初速度为v0，则h＝v0t－gt2，解得v0＝6.8 m/s
6．(2011年深圳质检)从水平地面上斜向上抛出一物体，此物体经1 s经过空中的A点，再经过3 s才落到地面，则A点距地面的高度为(　　)
A．4.9 m B．9.8 m
C．14.7 m D．19.6 m
解析：选C.斜上抛运动的竖直分运动是竖直上抛运动，根据题意可知球上升到最高点用时2 s，所以A点距地面的高度为Δh＝×9.8×(22－12)m＝14.7 m.
二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分，在每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
7．关于物体做曲线运动和直线运动的条件，下列说法正确的是(　　)
A．当物体所受重力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动
B．当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动
C．当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做直线运动
D．当物体所受合力的方向跟它的速度方向相同时，物体做匀加速直线运动
解析：选BD.物体做曲线运动的条件是所受合力方向与速度方向不在同一直线上，故B项正确，C项错误；物体所受重力方向与v不共线，但合力方向可能与v共线，A错误；当合力方向与速度同向时，物体做匀加速直线运动，D项正确．
图1－14
8．(2011年青岛模拟)甲、乙、丙三个小球分别位于如图1－14所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的P点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以初速度v0做平抛运动，乙以水平速度v0沿光滑水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动，则(　　)
A．若甲、乙、丙三球同时相遇，则一定发生在P点
B．若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在P点
C．若只有甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球还未着地
D．无论初速度v0大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时在P点相遇
解析：选AB.因为乙、丙只能在P点相遇，所以三球若相遇，则一定相遇在P点，A正确；因为甲、乙水平方向做速度相同的匀速直线运动，所以B正确；因为甲、丙两球在竖直方向同时开始做自由落体运动，C错误．
9．(2011年珠海高一检测)在2010年的冬奥会上，高台滑雪的运动员自高处滑下，然后从一个水平台上飞出，落在一个斜坡上．如果运动员在空中飞行时的运动可视为平抛运动，并且运动员从同一个水平台上飞出后，落在同一个斜坡上，则下列说法中正确的是(　　)
A．运动员在空中飞行的水平距离与水平初速度的大小的平方成正比
B．运动员在空中飞行的水平距离与水平初速度的大小成正比
C．运动员在空中飞行的时间与水平初速度的大小无关
D．运动员在空中飞行的时间与水平初速度的大小成正比
解析：选AD.如图所示，设运动员从A点运动到B点，其位移大小为l，则lsinθ＝gt2，lcosθ＝v0t，由以上两式可解得t＝，选项D正确；运动员在空中飞行的水平距离x＝v0t＝，选项A正确．
10．(2011年黄冈高一检测)枪管AB对准小球C，A、B、C在同一水平面上，如图1－15所示，枪管和小球距地面的高度为45 m．已知BC＝100 m，当子弹射出枪口时，C球开始自由下落，若子弹射出枪口时的速度v0＝50 m/s，子弹恰好能在C下落20 m时击中它．现其他条件不变，只改变子弹射出枪口时的速度v0，则(不计空气阻力，g取10 m/s2)(　　)
图1－15
A．v0＝60 m/s时，子弹能击中小球
B．v0＝40 m/s时，子弹能击中小球
C．v0＝30 m/s时，子弹能击中小球
D．以上的三个v0值，子弹可能都不能击中小球
解析：选AB.子弹与小球在竖直方向上的运动相同，若要子弹击中小球，则在小球落地之前，子弹的水平位移必须达到100 m．小球落地所需的时间为t＝＝ s＝3 s，因此子弹以某一初速度射出，水平位移为100 m时，所用时间最长为3 s．设子弹的最小初速度为vmin，由s＝v0t得vmin＝＝ m/s＝33.3 m/s.由此可见，只有v0＝60 m/s或v0＝40 m/s时，子弹才能击中小球，正确选项为A、B.
三、实验题(本题共2小题，11小题4分，12小题8分，将答案填在题中的横线上)
图1－16
11．平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动．②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1－16所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．下列说法正确的是________(填选项前的字母)．
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
解析：该实验只能说明平抛的物体在竖直方向上做自由落体运动，不能用来研究水平方向上的运动．
答案：B
12．如图1－17所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去)．已知小方格纸的边长L＝2.5 cm，g取10 m/s2.请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
图1－17
(1)小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间________(填“相等”或“不相等”)．
(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是________．
(3)再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0＝________.
(4)从抛出点到b点所经历的时间是________．
解析：(1)由图可知，小球从a→b、b→c、c→d在竖直方向上位移之差相等，所以运动时间相等．
(2)竖直方向上的位移差Δs＝L＝2.5 cm，
由Δs＝gt2得，t＝ ＝ s＝0.05 s.
(3)水平方向上v0＝＝ m/s＝1.0 m/s.
(4)小球通过b点时的竖直速度vby＝acy＝＝ m/s＝0.75 m/s.
由vby＝gtb得，tb＝＝ s＝0.075 s
答案：(1)相等　(2)0.05 s　(3)1.0 m/s　(4)0.075 s
四、计算题(本题共4小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)一质量为1 kg的质点自距地面20 m高处由静止释放，同时受到水平向右、大小为5 N的恒力作用，求：
(1)物体在水平方向上做什么运动？经多长时间落地？
(2)物体从释放到落地水平位移是多少？(g取10 m/s2)
解析：物体释放后在水平方向和竖直方向都受恒力作用．可以先求合力，再求加速度，由合运动求运动时间及水平位移．也可以利用运动的独立性，分水平和竖直两个分运动来研究，竖直分运动是我们熟悉的自由落体运动，所以后一种方法比较简便．
(1)释放后，物体受重力和水平方向的作用力，两力均为恒力，所以合力F合为恒力，如图所示，又因物体初速度为零，所以物体做初速度为零的匀加速直线运动．
由运动的独立性知，物体在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
在竖直方向上由h＝gt2得，物体在空中运动的时间
t＝＝ s＝2 s.
(2)物体在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动的加速度a水平＝＝ m/s2＝5 m/s2
水平位移s＝a水平t2＝×5×22 m＝10 m.
答案：(1)做初速度为零的匀加速直线运动　2 s
(2)10 m
图1－18
14．(10分)如图1－18所示，A、B两棒均长1 m，A悬于高处，B竖于地面．A的下端和B的上端相距s＝10 m．若A、B两棒同时运动，A做自由落体运动，B以初速度v0＝ 20 m/s做竖直上抛运动，在运动过程中都保持竖直．问：
(1)两棒何时开始相遇？
(2)擦肩而过(不相碰)的时间？(取g＝10 m/s2)
解析：(1)设经过时间 t两棒开始相遇．A棒下落位移
hA＝gt2①
B棒上升的位移
hB＝v0t－gt2②
hA＋hB＝s③
解①②③得
t＝＝0.5 s
即从开始运动经0.5 s两棒开始相遇．
(2)以A棒为参照物，B相对A的加速度
a相＝aB－aA＝g－g＝0
故B棒相对A棒以v0＝20 m/s的速度做匀速直线运动，所以两棒擦肩而过即从相遇到分离的时间
Δt＝＝0.1 s.
答案：见解析
15．(10分)如图1－19所示，从高为h＝5 m，倾角为θ＝45°的斜坡顶点水平抛出一小球，小球的初速度为v0.若不计空气阻力，求：(g取10 m/s2)
图1－19
(1)当v0＝4 m/s时，小球的落点离A点的位移大小；
(2)当v0＝8 m/s时，小球的落点离A点的位移大小．
解析：小球水平抛出后的落点是在斜面上，还是在水平面上，这由初速度的大小来决定．需先判定出恰好落到斜面底端时的初速度．
设临界的水平初速度为v，小球恰好落在斜面的底端，即水平方向的位移x＝h＝5 m，落地时间为t＝＝1 s，求得v＝＝5 m/s.
(1)因为v0＜v，所以小球一定落在斜面上，则x＝v0t，y＝，y＝x，t＝＝0.8 s，位移s＝≈4.5 m.
(2)因为v0＞v，所以小球一定落在水平面上，则t＝＝1 s，y＝h，x＝v0t，位移s＝＝9.4 m.
答案：(1)4.5 m　(2)9.4 m
16．(12分)如图1－20所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在台的一倾角为α＝53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：
图1－20
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？
(3)若斜面顶端高H＝20.8 m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？
解析：(1)由题意可知，小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行(如图所示)，所以vy＝v0tan53°，又v＝2gh
代入数据，解得vy＝4 m/s，v0＝3 m/s.
(2)由vy＝gt1得t1＝0.4 s，则斜面顶端与平台边缘的水平距离为s＝v0t1＝3×0.4 m＝1.2 m.
(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度为
a＝＝8 m/s2
初速度为v＝＝5 m/s，则有＝vt2＋at
代入数据，整理得4t＋5t2－26＝0
解得t2＝2 s或t2＝－ s(不合题意舍去)
所以小球从离开平台到到达斜面底端的时间为
t＝t1＋t2＝2.4 s.
答案：(1)3 m/s　(2)1.2 m　(3)2.4 s