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高一物理选择性必修一第五章《抛体运动》单元过关测
姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、单选题
1.(6分)若已知物体运动的初速度的方向及它受到的恒定合外力的方向,图中均表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(6分)关于一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动,下列说法正确的是( )
A. 一定是曲线运动
B. 可能是直线运动
C. 运动的方向一定不变
D. 速度一直在变,是变加速运动
3.(6分)一个质点受到两个互成锐角的恒力F1、F2的作用,由静止开始运动,若运动中保持二力的方向不变,只将F1突然增大为2F1,则此后质点( )
A. 不一定做曲线运动 B. 可能做匀变速直线运动
C. 可能做匀速直线运动 D. 一定做匀变速运动
4.(6分)如图,在马戏表演中,猴子以速度沿竖直杆向上做匀速运动,同时人顶着杆以速度水平向右匀速移动,则猴子对地速度v的大小为( )
A. B. C. D.
5.(6分)某质点在Oxy平面上运动t=0时,质点位于y轴上。它在x方向运动速度-时间图像如图甲所示,它在y方向的位移-时间图像如图乙所示。有关该质点的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 质点沿x轴正方向做匀速直线运动 B. 质点沿y轴正方向做匀速直线运动
C. 质点在t=1s时速度大小为 D. 质点在t=1s时的位置坐标
6.(6分)如图所示,某救援队利用如下装置转运救灾物资,物资穿在竖直固定光滑杆上,若汽车速度为,物资运动速度为,定滑轮左右两侧轻绳与竖直方向夹角分别为α、β。不计滑轮质量以及绳与滑轮间的摩擦,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
7.(8分)如图所示,一条小河河宽d=60 m,水速v1=3 m/s,甲、乙两船在静水中的速度大小均为v2=5 m/s,两船同时从A点出发,且同时到达对岸,其中甲船恰好到达正对岸的B点,乙船到达对岸的C点(图中未标出),则( )
A. α=β B. 两船过河时间均为12 s
C. 两船航行的合速度大小相等 D. B、C的距离为90 m
8.甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与轻直杆连接,乙球处于光滑水平地面上,甲球套在光滑的竖直杆上,初始时轻杆竖直,杆长为4m。无初速度释放,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点3m时,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球的速度大小之比为
B. 甲、乙两球的速度大小之比为
C. 甲球即将落地时,乙球的速度与甲球的速度大小相等
D. 甲球即将落地时,乙球的速度为0
9.(8分)《砖工记》中记载了我国古代抛接砖瓦的情景。工人在点先后抛出砖块和,在点被接住,轨迹如图所示。接住时,砖块的速度大小为,方向水平。砖块在最高点时的速度大小为,砖块、在空中运动时间分别为、,不计空气阻力。则( )
A. B. C. D.
10.(8分)投壶,源于射礼,是中国古代宴饮时做的一种投掷游戏。将此游戏简化为游戏者投掷小球入壶。游戏者先后从A、B两点将小球水平抛出,两次球均入壶,且两次球入壶时的速度方向相同。若从A点抛出的初速度大小为,从A点到壶口的运动时间为,A点到壶口的水平距离为,竖直距离为。从B点抛出的初速度大小为,从B点到壶口的运动时间为,B点到壶口的水平距离为,竖直距离为。不计空气阻力,不计球的大小,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
11.(15分)在“探究平抛运动的特点”实验中。
(1)某老师做了如图1、图2两个演示实验:图1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;图2所示装置进行实验,两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内,其中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v0同时从轨道M、N的末端射出。关于这两个实验,下列说法正确的是( )
A.所用两球的质量均须相等
B.图1实验应改变装置的高度等多次实验,才可以得出结论
C.图1实验中用较大的力敲击弹性金属片,则两球不能同时落地
D.图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇,即可说明P球在水平方向上做匀速直线运动
(2)为了进一步探究平抛运动,某同学用如图3所示的装置进行实验,下列操作中,必要的是( )
A.通过调节使斜槽末端保持水平
B.每次需要从不同位置静止释放小球
C.通过调节使木板保持竖直
D.尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
(3)如图4所示,为一次实验记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度5cm。从图像上分析,小球从抛出运动到B点时,已经在空中飞行了 s。(取10m/s2)
四、计算题
12.(17分)某同学有一精致的“火炮”模型,其由弹簧提供动力可以发射炮弹。该同学想测试一下“火炮”发射炮弹时的发射速度,他将炮口调至水平,于距地面高度处将炮弹发射出去,测得炮弹的落地点距炮口的水平距离为。炮弹所受空气阻力忽略不计,重力加速度g取,则:
(1)该“火炮”发射炮弹时的发射速度为多大?
(2)若将该“火炮”放至坑道里,将炮口与水平面的夹角调至,炮口离地面的高度忽略不计,此时发射炮弹(发射速度大小不变),炮弹的射程多大?炮弹的最大射高多大?
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高一物理选择性必修一第五章《抛体运动》单元过关测
一、单选题
1.(6分) D【解析】物体做曲线运动,合外力F与初速度不共线,速度沿轨迹的切线方向,合外力指向轨迹弯曲的凹侧,D正确。故选D 。
2.(6分) B【解析】当合速度方向与合加速度方向在同一条直线上时,合运动为直线运动,不在同一条直线上时,合运动为曲线运动,匀速直线运动的合力为零,根据题意可知一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的若是互成角度的直线运动,则合初速度方向与加速度方向不在一条直线上,若这两个分运动是同一条直线上的两个分运动,则合运动是曲线运动;且加速度是不变的,故合运动一定是匀变速运动,故B正确,ACD错误。
3.(6分) D【解析】质点原来是静止的,在两恒力F1、F2的合力的作用下开始运动,此时质点做的是直线运动,运动一段时间之后,物体就有了速度,而此时将F1突然增大为2F1,变大了,它们的合力也就变了,原来合力的方向与速度的方向在一条直线上,质点做的是直线运动,把F1改变之后,由平行四边形定则可知,合力的大小变了,合力的方向也变了,就不再和速度的方向在同一条直线上了,所以此后质点将做曲线运动,由于F1、F2都是恒力,改变之后它们的合力还是恒力,质点的加速度就是定值,所以在相等的时间里速度的增量一定相等,故质点是在做匀变速曲线运动,D正确,A、B、C错误.
4.(6分) C【解析】猴子的速度有两个分量:一个是沿竖直方向向上运动的速度,另一个是由于杆水平移动的速度,根据速度的矢量合成可知,猴子对地速度v的大小为。
5.(6分) D【解析】分析图甲可知,为倾斜直线,斜率表示加速度,则质点沿x轴正方向做匀加速直线运动,A错误;分析图乙可知,y-t图像为倾斜直线,斜率表示速度,则质点沿y轴负方向做匀速直线运动,B错误;质点在t=1s时,x方向上的速度大小为6m/s,y方向上的速度大小为,故质点在t=1s时速度大小为,C错误;质点在t=1s时纵坐标的位置为;t=0时,质点位于y轴上横坐标的位置坐标,故质点在t=1s时横坐标的位置为,质点在t=1s时的位置坐标,D正确。
6.(6分) D【解析】根据题意可知,汽车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,根据平行四边形定则,将汽车的速度沿水平方向以及沿绳子的方向分解如图所示
则有,物资的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,将物资的速度沿杆的方向以及沿绳子的方向分解如图
则有,它们沿绳子方向的分速度是大小相等的,解得,故选D。
二、多选题
7.(8分) AD【解析】两船同时从A点出发,且同时到达对岸,可知两船在垂直河岸方向的速度大小相等,则有v2 cos α=v2 cos β,可得α=β,A正确;甲船恰好到达正对岸的B点,则甲船在垂直河岸方向的速度大小为vy= m/s=4 m/s,两船的过河时间均为t==15 s,B错误;两船在静水中的速度大小相等,方向不同,水流速度相等,根据速度的合成法则,知两船航行的合速度大小不相等,C错误;因船过河时间为t=15 s,而乙船在水流方向的速度大小为v乙x=v1+ m/s=6 m/s,则B、C之间的距离为x=v乙xt=90 m,D正确。
8. BD【解析】设轻杆与竖直方向的夹角为θ,则v1在沿杆方向的分量为v2在沿杆方向的分量为,由于两球用轻直杆连接,杆的长度不变,所以两球在杆方向上的分速度大小相等,图示位置时,有,,联立可得此时甲、乙两球的速度大小之比为,A错误,B正确;当甲球即将落地时,轻杆与竖直方向的夹角,此时乙球的速度为零,C错误,D正确。
9.(8分) AD【解析】将砖a从D点的逆过程看做平抛;将砖b从最高点的逆过程也看做平抛运动,因b在最高点的高度大于a在最高点的高度,竖直方向根据自由落体运动的规律,可知,A正确,B错误;因a从D点到抛出点C的水平距离大于b从最高点到C点的距离,根据匀速直线运动的规律,可知接住砖块的速度大小大于砖块在最高点时的速度大小,C错误,D正确。
10.(8分) AC【解析】设球入壶时的速度大小为,速度与水平方向的夹角为,竖直方向根据自由落体运动的规律,有,竖直方向上位移公式为,水平方向上匀速直线运动,联立可得竖直距离与水平距离的比值,因此,A正确,B错误;设初速度大小为,则球到壶口时竖直分速度大小为,运动的时间,因此有从A、B两点抛出的初速度的比值,C正确,D错误。
三、实验题
11.(15分) (1)B;(2)AC;(3)0.2
【解析】(1)平抛运动在竖直方向和水平方向的运动情况与质量无关,所以两实验所用两球的质量不须相等,故A错误;图1实验中,改变装置的高度等多次实验,若两球总是同时落地,能更充分地说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,故B正确;图1实验中,无论用多大的力敲击弹性金属片,A球和B球在竖直方向都做自由落体运动,所以两球总是同时落地,故C错误;图2实验应多次实验,才能说明P球在水平方向上做匀速直线运动,故D错误。故选B。
(2)通过调节使斜槽末端保持水平,这样才能保证小球做平抛运动,故A正确;每次应从同一位置静止释放小球,以保证小球每次平抛的初速度相同,故B错误;通过调节使木板保持竖直,方便记录小球的运动轨迹,故C正确;斜槽与小球之间的摩擦对小球做平抛运动的初速度有影响,但只要每次从同一位置静止释放小球,保证初速度相同即可,不需要尽可能减小摩擦,故D错误。故选AC。
(3)在竖直方向上,根据,从图中可知,则,小球到B点时,竖直方向上的速度为,则小球到B点时,已经在空中飞行的时间为。
四、计算题
12.(17分) (1);(2)
【解析】(1)炮弹自射出后水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,根据平抛公式
水平方向有:
竖直方向有:
代入数据解得
(2)由题意可知,此过程炮弹做斜抛运动,从发射到落地时间与斜抛运动过程中竖直方向速度的变化有关,结合斜抛运动的对称性,有炮弹从发射到落地的时间
炮弹的射程:
根据速度与位移公式,炮弹的最大射高:
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