内容正文:
高一物理期中复习卷(二)
第2章 抛体运动 单元测评
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,)
1、如图所示是一位跳水运动员在空中完成动作时头部的运动轨迹,最后运动员以速度v沿竖直方向入水。则在轨迹的a、b、c、d四个位置中,头部的速度沿竖直方向的是( )
A.a位置 B.b位置
C.c位置 D.d位置
2、决定一个做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是( )
A.抛出时的初速度
B.抛出时的竖直高度
C.抛出时的竖直高度与初速度
D.以上均不正确
3、在做“探究平抛运动的特点”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中的位置,实验时用了如图所示的装置。以下操作合理的是( )
A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时,可多次改变小球距地面的高度,但必须控制每次打击的力度不变
B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹,竖直管上端A一定要低于水面
C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,要以槽口的端点为原点建立坐标系
4、从炮口发射的炮弹在空中运动的轨迹为( )
A.严格的抛物线 B.圆弧
C.弹道曲线 D.以上说法都不对
5、在越野赛车时,一辆赛车在水平公路上减速转弯,从俯视图中可以看到,赛车沿圆周由P向Q行驶,下列选项图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式,则正确的是( )
6.从离地面高h处投出A、B、C三个小球,A球自由下落,B球以速度v水平抛出,C球以速度2v水平抛出,它们落地时间tA、tB、tC的关系是( )
A.tA<tB<tC B.tA>tB>tC C.tA<tB=tC D.tA=tB=tC
7、关于竖直上抛运动,以初速度方向为正方向,下列说法不正确的是( )
A.从上升到下降的整个过程中,加速度保持不变
B.到达最高点时速度为零,物体处于静止状态
C.落回抛出点时的速度与初速度大小相同
D.在落回抛出点以前,物体的位移方向始终相同
8、两个物体做平抛运动的初速度之比为2∶1,若它们的水平射程相等,则它们的抛出点离地面高度之比为( )
A.1∶2 B.1∶ C.1∶4 D.4∶1
9、以初速度v0从地面竖直上抛一物体,不计空气阻力,当物体速度大小减为时,所用时间可能是( )
A. B. C. D.
10、(多选)如图所示,在光滑水平面上有两条互相平行的直线l1、l2,AB是两条直线的垂线,其中A点在直线l1上,B、C两点在直线l2上。一个物体沿直线l1以确定的速度匀速向右运动,如果物体要从A点运动到C点,图中1、2、3为其可能的路径,则可以使物体通过A点时( )
A.获得由A指向B的任意大小的瞬时速度;物体的路径是2
B.获得由A指向B的确定大小的瞬时速度;物体的路径是2
C.持续受到平行于AB的任意大小的恒力;物体的路径可能是1
D.持续受到平行于AB的确定大小的恒力;物体的路径可能是3
11.(多选)如图所示,在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方P点,将一个小球以速度v0沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线方向飞过,测得该截面的圆心O与Q点的连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球从P运动到Q的时间是( )
A.t= B.t=
C.t= D.t=
12、(多选)下列哪些因素会使“探究平抛运动的特点”实验的误差增大( )
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.建立坐标系时,直接以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远
二、实验题:
13、如图所示,竖直放置、两端封闭的玻璃管内注满清水,管内有一个用红蜡块做成的圆柱体,能在玻璃管中匀速上升。在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平向右匀速运动。已知圆柱体匀速上升的速度大小为3 cm/s,玻璃管水平运动的速度大小为4 cm/s。则圆柱体的运动轨迹为______________;圆柱体运动的速度是________ cm/s。
14、两个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)甲同学采用如图1所示的装置,用小锤击打弹性金属片,使A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,则说明____________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)乙同学采用如图2所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可视为与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使小铁球P、Q同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是________________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,则说明__________________________________________________________。
三、计算题:
15.用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块(可视为质点)置于粗糙水平面上的O点,O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F,将物块由O点从静止开始拉动,当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程,作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,斜面与水平地面之间的夹角θ=45°,g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。(保留两位有效数字)
16.如图所示,倾角θ=37°、高h=1.8 m的斜面体位于水平地面上,小球从斜面顶端A点以初速度v0水平向右抛出(此时斜面未动),小球恰好落到斜面底端B点处。空气阻力忽略不计,取重力加速度g=10 m/s2,tan 37°=0.75。
(1)求小球平抛的初速度v0的大小;
(2)若在小球水平抛出的同时,使斜面体在水平面上由静止开始向右做匀加速直线运动,经t2=0.3 s小球落至斜面体上,求斜面体运动的加速度大小。
参考答案:
1.【答案】C【解析】:运动员做曲线运动,轨迹是曲线,任一点的切线方向为速度方向,由题图可知,c点的速度方向竖直向下,故C正确。
2.【答案】B 【解析】:由于物体在竖直方向上做自由落体运动,h=gt2,t=,故物体在空中运动的时间只与抛出时的竖直高度有关,与初速度无关,B正确。
3.【答案】B 【解析】选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动,每次打击的力度是否相同对实验结果无影响,故A错误;竖直管的上端A应低于水面,这是因为竖直管与空气相通,A处的压强始终等于大气压,不受瓶内水面高低的影响,因此可以得到稳定的细水柱,选项B正确;选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,这样才能保证初速度相同,故C错误;选用装置丙建立坐标系时,以斜槽末端端口上方小球球心处为坐标原点,故D错误。
4.【答案】C 【解析】炮弹在空中飞行时由于受空气阻力,所以其轨迹不是严格的抛物线,而是弹道曲线,故C正确。
5.【答案】D 【解析】:根据力与轨迹的关系,力要指向轨迹弯曲的内侧,且赛车沿圆周由P向Q做减速行驶,可知力与运动方向的夹角为钝角,所以D正确。
6.【答案】D 【解析】:平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。根据公式h=gt2,平抛运动的高度决定时间,由于三球高度相同,所以它们落地时间相等,即tC=tB=tA,D正确。
7.【答案】B【解析】竖直上抛的物体,其加速度总等于重力加速度,A正确;在最高点速度为零,但加速度不为零,物体不是处于静止状态,B错误;速度是矢量,落回抛出点时速度方向与初速度方向相反,但大小相同,C正确;在落回抛出点以前,物体的位移方向始终为正方向,D正确。
8.【答案】C【解析】:设物体被抛出时的高度为h,初速度为v,则由h=gt2,得运动时间t=,水平射程x=vt=v,根据题意得v1=v2,故h1∶h2=v∶v=1∶4,C选项正确。
9.【答案】D 【解析】由vt=v0-gt知,当vt方向向上时,vt=,解得t=;当vt方向向下时,vt=-,解得t=,D正确。
10.BC
11.ABD
12.【答案】BC【解析】小球与斜槽之间有摩擦,不影响实验的测量,只要保证小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,获得的初速度就一样,故A项不会使误差增大;安装斜槽时其末端不水平,小球的运动不是平抛,会引起误差,故B项会使误差增大;建立坐标系时,应以小球在斜槽末端端口时的球心在木板上的投影为坐标原点,否则会引起误差,故C项会使误差增大;根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远,会使长度测量的相对误差较小,故D项不会使误差增大。
13.【解析】:圆柱体在竖直方向与水平方向都做匀速运动,则受到的合外力一定是零,所以圆柱体的合运动一定是匀速直线运动,圆柱体的速度可以分解成竖直方向的匀速上升的运动和水平方向的匀速运动,合运动的速度为:v== cm/s=5 cm/s。
【答案】匀速直线运动 5
14.【解析】(1)甲同学的实验说明两球具有等时性,由此说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
(2)小铁球P、Q在水平轨道上相遇,即小铁球P击中小铁球Q。水平方向运动情况相同,则说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
【答案】(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
(2)小铁球P击中小铁球Q 平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
15.解析:根据牛顿第二定律,在OP段有F-μmg=ma,又2as=vP2,
由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程x=vPt,
物块的竖直位移y=gt2,
由几何关系有y=xtan θ,
联立以上各式可以得到x=, 解得F= x+μmg。
由题图乙知μmg=5,=10,代入数据解得s=0.25 m。
16.解析:(1)小球水平抛出后恰好落在斜面底端,设水平位移为x,
h=gt2 x=v0t由几何知识可得tan θ=
联立并代入已知数据得v0=4 m/s。
(2)如图所示,设经过t2=0.3 s,斜面体运动的位移为x1,加速度大小为a,小球做平抛运动竖直位移为h2,水平位移为x2,
x1=at22 h2=gt22 x2=v0t2 由几何知识可得tan θ=
联立并代入已知数据得a= m/s2≈13.3 m/s2。
答案:(1)4 m/s (2)13.3 m/s2
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