内容正文:
阶段质量检测(一) 抛体运动
(满分:100分 网阅作业,选择题请在答题区内作答)
一、单项选择题(本题共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意)
1.如图,古典舞蹈演员舞动长长的水袖,水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P ( )
A.速度方向一定变化
B.速度大小一定变化
C.所受合力为零
D.所受合力方向与运动方向在同一直线上
2.如图所示,将小铁球从一定高度以垂直于竖直墙面的初速度水平抛出,房间内有水平平行光垂直照射墙面,在小铁球运动的过程中,墙面上形成了一个竖直向下运动的阴影。下列关于此阴影的说法正确的是 ( )
A.做自由落体运动
B.做匀速直线运动
C.做加速度增大的加速直线运动
D.做加速度减小的加速直线运动
3.篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动,若在释放瞬间给篮球一个转动速度,篮球仍在竖直平面内运动,运动轨迹如图中曲线所示,这种现象称之为马格努斯效应,马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。篮球运动到M点时速度方向如图所示,则其在该点受到的合外力方向可能是 ( )
A.竖直向下
B.与速度方向相反
C.垂直速度方向斜向左下
D.斜向右下,指向轨迹曲线凹侧
4.如图所示,两岸平行的河宽为400 m,A、B点为两侧河岸上正对着的两点。一艘小船从A点出发渡河,渡河过程中小船保持船头与河岸垂直,经过100 s到达对岸距离B点300 m处。小船的静水速度大小、河水各处流速大小均恒定,下列说法正确的是 ( )
A.河水流速大小为3 m/s
B.小船的静水速度大小为3 m/s
C.小船渡河时的合速度大小为7 m/s
D.无论如何调整小船的船头方向,小船都无法沿AB路线渡河
5.在某次抢险救灾过程中,直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,该消防员 ( )
A.运动轨迹可能为①
B.运动轨迹可能为②
C.所受合力可能为F1
D.所受合力可能为F2
6.北宋吕大临在《礼记传》中云:“投壶,射之细也。燕饮有射以乐宾,以习容而讲艺也。”如图所示,某大人和小孩先后直立在界外同一位置,可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出“箭矢”(可视为质点),都能投入地面上的“壶内”,则 ( )
A.大人所抛出“箭矢”的速度更大
B.小孩所抛出“箭矢”的位移更大
C.大人所抛出“箭矢”的运动时间更短
D.小孩所抛出“箭矢”的运动时间更短
7.如图甲、乙所示,某公园的两处不同地形的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装在水平弯管的两端,当喷嘴将水流水平射出时,水平弯管在水流的反作用下可绕O点在水平面内旋转,喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形的O点距水平地面的高度相等,图乙情形中水不会喷出坡面范围,不计空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
A.图甲情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
B.图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
C.若两种情形喷水速度大小相同,则水能直接喷到的水平距离相等
D.若甲情形中喷水的最大速度加倍,则直接喷到草坪的面积加倍
8.如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)。将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则下列判断正确的是 ( )
A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度
B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰
C.A、B不可能运动到最高处相碰
D.A、B一定不能相碰
9.如图所示,从倾角为30°的斜坡底端A斜向上抛出一个小球,抛出的初速度大小为v0,小球恰好从斜坡上端B点沿水平方向以速度大小v冲上水平高台,已知斜坡AB长为10 m,重力加速度大小为10 m/s2,不计小球大小,忽略空气阻力,则 ( )
A.v0=7 m/s
B.v=6 m/s
C.小球从A运动到B的时间为1.5 s
D.若从B点以速度大小v向左水平抛出小球,则小球一定落到斜坡底端A点
10.某质点在水平面内运动,在水平面内建立直角坐标系,该质点沿x轴方向的速度—时间(vx-t)图像如图甲所示,沿y轴方向的加速度—时间(ay-t)图像如图乙所示。已知t=0时刻该质点沿y轴方向的分速度为0,下列说法正确的是 ( )
A.该质点做曲线运动
B.该质点做直线运动
C.该质点在第2 s末的速度大小为7 m/s
D.该质点在第2 s末的速度大小为6 m/s
二、非选择题(共5题,共60分)
11.(7分)在做“探究平抛运动的特点”的实验时,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,并求出平抛运动初速度,实验装置如图所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查斜槽末端是否水平,请简述你的检查方法:
;(2分)
(2)关于这个实验,以下说法正确的是 ;(2分)
A.小球释放的初始位置越高越好
B.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
C.小球在做平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)在做“探究平抛运动的特点”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是 。(3分)
12.(10分)一条河宽为L=900 m,水的流速为v=50 m/s,并在下游形成壮观的瀑布。一艘游艇从距离瀑布为l=1 200 m的上游渡河,为了不被冲进瀑布,游艇应如何航行速度最小?最小值为多少?此时游艇在河中航行的时间为多少?
13.(12分)小明参加了跳台滑雪运动,他从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,如图所示。测得ab间的距离为L=40 m,斜坡与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)小明在空中飞行的时间;(3分)
(2)小明在a处飞出时的速度大小;(4分)
(3)小明在空中离坡面的最大距离及所用的时间。(5分)
14.(15分)如图甲所示,矿山利用传送带传输矿物,对其装置简化为如图乙所示进行研究。粗糙倾斜轨道AB与水平传送带BC平滑连接,CD为光滑水平轨道,传送带与轨道无缝衔接,B、C、D在同一水平直线上,EF为一足够长的水平接收装置,E点位于D点正下方,DE间高度h=1.25 m。可视为质点的矿物从A点静止开始下滑,落到EF上时离E点的水平距离为x,已知AB轨道长L=4 m、倾角θ=37°,矿物与AB间的动摩擦因数μ1=0.5,与传送带之间的动摩擦因数μ2=0.2,传送带BC长s=3 m,并以速度v沿顺时针方向匀速转动,为了确保输送过程的稳定性与便捷性,传送带速度大小不能超过6 m/s,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求矿物运动到B点时速度v1的大小;(4分)
(2)若传送带静止,求x大小;(5分)
(3)要使x最大,求传送带的速度大小范围。(6分)
15.(16分)在光滑的水平冰面上建立xOy平面直角坐标系:向东方向为x轴正方向,向南方向为y轴正方向。现有一质量为1 kg的质点静止在坐标原点,从t=0时刻开始,在第一个2 s内对质点施加一个向东方向、大小为2 N的水平拉力F;在第二个2 s内将此力F改为向南方向,大小不变。求:(结果可以用根式表达)
(1)第4 s末质点的速度大小。(7分)
(2)前4 s内质点的位移大小。(9分)
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阶段质量检测(一)
1.选A 做曲线运动的物体速度方向为轨迹的切线方向,轨迹是曲线,所以速度方向时刻改变,故A正确;做曲线运动的物体速度大小不一定发生变化,故B错误;做曲线运动的物体处于非平衡状态,所受合力不为零,故C错误;做曲线运动的物体所受合力方向与运动方向不在同一直线上,故D错误。
2.选A 在小铁球运动的过程中,墙面上形成了一个竖直向下运动的阴影,阴影的运动与小球在竖直方向的分运动具有相同的运动情况,由于小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,所以阴影做自由落体运动。
3.选D 篮球做曲线运动时,合外力的方向应该指向其轨迹的凹侧。
4.选A 河水流速大小v水= m/s=3 m/s,A正确;小船的静水速度大小v静= m/s=4 m/s,B错误;小船渡河时的合速度大小v==5 m/s,C错误;由于v水<v静,因此适当调整小船的船头方向就可以确保小船沿AB路线渡河,D错误。
5.选B 直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,消防员的加速度向下,根据牛顿第二定律可知,消防员所受合力向下,不可能为F1、F2,故C、D错误;消防员的加速度方向与初速度方向不在同一直线上,做曲线运动,根据曲线运动的合外力方向指向轨迹的凹侧,可知消防员的运动轨迹可能为②,故A错误,B正确。
6.选D 根据题意可知,抛出的“箭矢”做平抛运动,竖直方向上有h=gt2,解得t=,由题图可知h大>h小,则有t大>t小,即小孩所抛出“箭矢”的运动时间更短,故C错误,D正确;水平方向上有x=v0t,解得v0=,由题图可知,水平位移相等,则小孩所抛出“箭矢”的速度更大,故A错误;抛出“箭矢”的位移为s=,由于h大>h小,可得s大>s小,即大人所抛出“箭矢”的位移更大,故B错误。
7.选B 水做平抛运动,题图甲情形中,喷水高度一定,则水在空中运动的时间一定,与喷水速度无关,故A错误;题图乙中,根据tan θ=,解得t=,题图乙情形中,喷水速度越大,水在空中运动的时间越长,故B正确;题图甲情形中x=v0t=v0,题图乙情形中x=v0t=,两种情形喷水速度大小相同,水能直接喷到的水平距离不一定相同,故C错误;若题图甲情形中喷水的最大速度加倍,根据x=v0t=v0,S=πx2,可知直接喷到草坪的面积变为原来的4倍,故D错误。
8.选A 根据题意可知,两小球A、B位于同一高度,A做平抛运动,B做自由落体运动,由于A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,两球始终在同一高度,水平间距逐渐缩小,则A、B一定能相碰,故B、D错误;假设A、B落地时恰好相碰,则有h=gt2,l=v0t,解得v0=l,若A的抛出速度大于v0,则A、B在第一次落地前相碰,若A的抛出速度小于v0,则A、B在第一次落地后相碰,故A正确;假设A、B运动到最高处相碰,则有h=gt2,l=v·2t,解得v=,即当A以速度抛出时,A、B运动到最高处相碰,故C错误。
9.选D 竖直方向有h=Lsin 30°=gt2,可得小球从A运动到B的时间为t=1 s,水平方向有x=Lcos 30°=vt,可得v=5 m/s,由几何关系可知,小球抛出的初速度大小为v0==5 m/s,故A、B、C错误;由逆向思维法可知,若从B点以速度大小v向左水平抛出小球,则小球一定落到斜坡底端A点,故D正确。
10.选A 由题意可知,该质点在x轴方向做匀速直线运动,速度大小为vx=3 m/s,该质点在y轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度大小为ay=2 m/s2,故该质点合初速度与合加速度方向不共线,即该质点做曲线运动,故A正确,B错误;该质点在第2 s末的速度大小为v2=,其中v2x=3 m/s,v2y=ayt2=2×2 m/s=4 m/s,联立解得v2=5 m/s,故C、D错误。
11.解析:(1)实验前检查斜槽末端是否水平的方法是:将小球放在斜槽的末端,看小球能否静止。
(2)小球释放的初始位置高度要适当,并非越高越好,故A错误;实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直,故B正确;小球在做平抛运动时要靠近但不接触木板,故C正确。
(3)斜槽末端是水平的,小球做平抛运动,要分解为水平和竖直方向的分运动,故方格纸应该水平、竖直,坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。故选C。
答案: (1)将小球放在斜槽的末端,看小球能否静止 (2)BC (3)C
12.解析:为了不被冲进瀑布,而且航行速度最小,则游艇的临界航线OA如图所示。
船头指向应与航线垂直,并偏向上游,游艇的最小航行速度大小等于水的流速沿垂直于航线方向的分量,由几何关系可得sin α===,则cos α=
所以vmin=v⊥=v sin α=v=30 m/s
此时游艇在河中航行的时间为t===37.5 s。
答案:见解析
13.解析:(1)小明从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,设小明在空中飞行的时间为t,在竖直方向上有Lsin 30°=gt2,解得t=2 s。
(2)小明在水平方向上做匀速直线运动,设小明在a处飞出时的速度大小为v0,有Lcos 30°=v0t
解得v0=10 m/s。
(3)将小明在空中的运动分解为沿斜坡方向和垂直斜坡方向两个分运动,垂直斜坡方向的初速度大小和加速度大小分别为
v⊥=v0sin 30°=5 m/s,a⊥=gcos 30°=5 m/s2
则小明在空中离坡面的最大距离为
dmax== m
所用的时间为t′==1 s。
答案:(1)2 s (2)10 m/s (3) m 1 s
14.解析:(1)矿物在倾斜轨道AB上,根据牛顿第二定律有
mgsin θ-μ1mgcos θ=ma1,解得a1=2 m/s2
根据匀变速直线运动规律v=2a1L,解得vB=4 m/s。
(2)若传送带静止,矿物在传送带上做匀减速运动,
根据牛顿第二定律有μ2mg=ma2,解得a2=2 m/s2
根据匀变速直线运动规律v-v=-2a2s,解得vC=2 m/s
根据平抛运动规律h=gt2,x=vCt,,解得x=1 m。
(3)若矿物在传送带上一直做匀加速运动,则离开D点时的速度最大,x最大
根据匀变速直线运动规律有vC′2-v=2a2s
解得vC′=2 m/s
所以要使x最大,传送带的速度2 m/s≤v≤6 m/s。
答案:(1)4 m/s (2)1 m (3)2 m/s≤v≤6 m/s
15.解析:(1)质点的加速度大小一直为a==2 m/s2
第一个2 s末质点的速度为v1=at1=4 m/s,方向沿x轴正方向;
第二个2 s质点沿x轴正方向做匀速直线运动,速度大小等于v1=4 m/s,沿y轴正方向做匀加速直线运动,第二个2 s末沿y轴正方向的速度大小为v4y=at2=4 m/s,
第4 s末质点的速度大小为v==4 m/s。
(2)向东方向的位移x=at+v1t2=12 m
向南方向的位移y=at=4 m
所以前4 s内质点的位移大小为s==4 m。
答案:(1)4 m/s (2)4 m
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