内容正文:
(
第一章 抛体运动(
B
卷)
)
分值:100 分 时间:60分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.关于物体做曲线运动的条件,以下说法中正确的是( )
A.初速度不为零的物体,受到与初速度的方向不在同一直线上的外力作用
B.物体可以不受到外力作用
C.物体加速度的方向必须发生变化
D.物体受到的外力与加速度有一夹角
2.如图所示,可视为质点的两个小球A、B从坐标为的两点分别以速度和水平抛出,两个小球都能垂直打在倾角为的斜面上,由此可得等于
A. B.2∶1
C.4∶1 D.8∶1
3.如图所示,某一小球以的速度水平抛出,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,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为(空气阻力忽略不计,g取)。以下判断中正确的是( )
A.小球经过A、B两点间的时间
B.小球经过A、B两点间的时间
C.A、B两点间的高度差
D.A、B两点间的高度差
4.跳台滑雪是冬奥会的重要项目之一。如图所示,某次比赛中,运动员以速度从跳台顶端水平飞出,经过一段时间后落在倾斜赛道上,赛道的倾角为,重力加速度为g,空气阻力忽略不计,运动员(包括滑雪板)视为质点。则运动员在空中运动的过程中下列说法正确的是( )
A.后一半时间内速度的变化量大于前一半时间内速度的变化量
B.运动员在空中运动的时间是
C.运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处所用的时间是
D.运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处的水平位移是
5.如图,可视为质点的小球,位于半径为半圆柱体左端点A的正上方某处,以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点。过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为,则初速度为:(不计空气阻力,重力加速度为)( )
A. B. C. D.
6.如图所示,甲、乙两艘小船在静水中的速度大小相等,渡河时甲船头向河的上游偏,乙船头向河的下游偏,两小船的船头与河岸的夹角大小相等。水流速度恒定,则下列说法正确的是( )
A.甲过河的位移一定大于乙过河的位移
B.在渡河过程中,两小船不可能相遇
C.甲过河的时间一定大于乙过河的时间
D.无论水流速度多大,只要适当改变角,甲总能到达正对岸
7.如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,将小球以大小为的初速度水平抛出,小球从抛出到落在斜面上的过程,刚好位移最小。已知重力加速度g取,不计空气阻力,则小球从抛出到落在斜面上经历的时间为( )
A. B. C. D.
8.由于河床底部沉积状态不同形成了不同流速的两个区域,如图所示。河两岸间距为,平行河岸中间分成宽度相同的两个区域Ⅰ、Ⅱ,区域Ⅰ的水速大小,区域Ⅱ的水速大小,方向均平行河岸向右,如图所示。小船相对静水速度大小一直是,时刻,小船从A点开始渡河,B点为对岸上的点,且A、B连线与河岸垂直。则下列说法正确的是( )
A.小船能够沿直线从A点运动到B点
B.小船以最短时间过河经历的路程为
C.小船从A点运动到B点的最短路程为
D.小船的最短过河时间为
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
9.船在静水中的航速是1m/s,河岸笔直,河宽恒定,河水靠近岸边的水流速度为2m/s,河中间的水流速度为3m/s。以下说法中正确的是( )
A.船过河的最短时间是一定的
B.因船速小于水流速度,船不能到达对岸
C.船不能沿一直线过河
D.船航行的轨迹不能垂直河岸
10.如图所示,半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动,圆盘最左端A点正上方H处有一小球沿圆盘半径方向向圆心O水平抛出,此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直,从上向下看圆盘沿顺时针方向转动,小球恰好落在B点,重力加速度大小为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球的初速度大小为 B.小球的初速度大小为
C.圆盘的角速度大小可能为D.圆盘的角速度大小可能为
11.足球运动员训练罚点球,足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门,足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点,a为横梁中点.如图所示,不计空气的作用效果,则足球( )
A.从射出到打到a、b两点的时间一定是
B.从射出到打到a、b两点的时间一定是
C.在被踢出时速度与水平方向的夹角(小于)
D.到达a、b两点瞬间的速度大小
12.—艘小船在静水中的速度大小为,一条河(河岸平直)宽为60m,河水流速大小为,下列说法正确的是( )
A.小船渡河的最短时间为5s
B.小船在这条河中运动的最大速率是
C.若用最短时间渡河,小船将到达对面河岸下游30m处
D.小船以最小位移渡河时,所需的渡河时间为10s
三、实验题(共9分)
13.(9分)如图所示为桶装水的电动抽水器,某实验小组欲使用平抛运动的规律来测量该抽水器的抽水流量Q(流量是单位时间内液体通过管道横截面的体积,其计算式为为管道的横截面积,v为液体的流动速度)。
(1)测量抽水器出水管内径(直径)d,调节管口方向,使其______(选填“水平”或“竖直”)。
(2)启动抽水器后水均匀从管口水平射出,待水柱稳定后,用刻度尺测出管口到落地点的水平距离L和______(写出所测物理量及其符号)。
(3)已知重力加速度大小为g,则该抽水器的流量______(用所测物理量的符号表示)。
四、计算题(共31分)
14.(8分)一小船渡河,河宽,水流速度为。船在静水中的速度为,求:
(1)小船渡河的最短时间为多少?此时位移多大?
(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?
15.(10分)在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示,有一高台离地面的高度,一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发,冲上高台后以某一速度水平飞出,在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时,人和车的总质量,发动机的功率恒为,不计空气阻力,取重力加速度大小。求:
(1)摩托车水平飞出高台时的速度大小;
(2)摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
16.(13分)如图所示,质量的小物块以初速度水平向右抛出,恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为,B点是圆弧轨道的最低点,圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接,A与圆心O的连线与竖直方向成37°角。MN是一段粗糙的水平轨道,小物块与MN间的动摩擦因数,轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为的半圆弧轨道,C点是半圆弧轨道的最高点,半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g取,。
(1)求小物块经过B点时对轨道的压力大小;
(2)若MN的长度为,求小物块通过C点时对轨道的压力大小;
(3)若小物块恰好能通过C点,求MN的长度L′。
参考答案
1.答案:A
解析:A.初速度不为零的物体,受到与初速度的方向不在同一直线上的外力作用时,物体做曲线运动,选项A正确;
B.做曲线运动的物体必须要受到外力的作用,选项B错误;
C.做曲线运动的物体的加速度的方向不一定发生变化,如平抛运动,选项C错误;
D.根据牛顿第二定律可知,物体受到的外力与加速度是同向的,选项D错误。
故选A。
2.答案:A
解析:小球垂直击中斜面,速度与斜面垂直,由速度分解可知:
又竖直方向速度:
可得:
根据几何关系得:
联立以上可得:
据题小球A、B从坐标分别为(0、2y),(0,y),即,,可得:
故A正确,BCD错误.
3.答案:D
解析:AB.根据平行四边形定则可知,小球在A、B两点处竖直分速度大小分别为
则小球由A到B的时间为
AB错误;
CD.A、B的高度差为
C错误,D正确。
故选D。
4.答案:C
解析:A.由
可知,后一半时间内速度的变化量与前一半时间内速度的变化量相等,故A错误;
B.由平抛运动的水平和竖直位移关系
可得
故B错误;
C.距离赛道最远时,速度与斜面平行,有
得
故C正确;
D.运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处的水平位移是
故D错误。
故选C。
5.答案:C
解析:小球做平抛运动,则水平方向
在B点时
解得
故选C。
6.答案:B
解析:AC.甲、乙两船渡河的时间分别为
,
由于
可知甲过河的时间等于乙过河的时间;船过河的位移为
由于河岸宽度d一定,甲、乙两船渡河时间相等,而乙船沿河岸方向的速度一定大于甲船沿河岸方向的速度,则乙船沿河岸方向的位移一定大于甲船沿河岸方向的位移,即甲过河的位移一定小于乙过河的位移,故AC错误;
B.甲、乙两船从同一点出发,垂直河岸方向分速度相等,沿河岸方向分速度不相等,则两船不可能相遇,故B正确;
D.如果河水流速大于甲的船速,则甲不能达到正对岸,故D错误。
故选B。
7.答案:C
解析:小球从抛出到落在斜面上的过程,刚好位移最小,可知位移方向垂直于斜面,根据几何关系可知,位移方向与水平方向的夹角为,则有
可得小球从抛出到落在斜面上经历的时间为
故选C。
8.答案:C
解析:A.由于可知,沿河岸的分速度能够恰好与大小相等,方向相反,此时小船的合速度方向垂直于河岸,即小船在区域I能够从A点垂直于河岸运动。由于
可知,沿河岸的分速度大小小于,此时小船的合速度方向不可能垂直于河岸,即小船在区域口不能够垂直于河岸运动,即小船不能够沿直线从A点运动到B点,故A错误;
D.当船头指向垂直于河岸时,渡河时间最短,可知,故D错误;
B.结合上述可知,小船以最短时间过河时,船在区域I、II内沿河岸的分位移分别为,
则小船以最短时间过河经历的路程
解得
故B错误;
C.若小船能够从A点运动到B点,令船头指向与河岸夹角为,则小船在区域I运动到河岸中间(虚线)位置进入区域II的合速度方向一定指向B点,根据速度合成规律,利用辅助圆,作出动态三角形,如图所示
当的方向与合速度方向垂直时,运动路程最短,根据几何关系有
解得
则
解得,故C正确。
故选C。
9.答案:ACD
解析:A.当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,与水流速度无关,故A正确;
B.只要船头指向对岸,船就一定可以到达对岸,只是由于水流速度大于船速,则船不能到达正对岸,故B错误;
C.由于水流速度变化且大于船速,合速度方向不可能不变,故一定是曲线运动,故C正确;
D.由于水流速度大于船速,合速度不可能垂直河岸,故航线轨迹不能垂直河岸,故D正确;
故选ACD。
10.答案:BC
解析:A(×)B(√)小球做平抛运动,竖直方向为自由落体运动,由公式得小球做平抛运动的时间。小球在水平方向做匀速直线运动,即,解得小球的初速度大小。
C(√)D(×)小球落在B点时,B点运动的时间与小球运动时间相等,此时B点转过的角度为,其中,由角速度公式得,其中,整理得,其中,由上式可知,当时,圆盘的角速度大小为。
11.答案:CD
解析:AB.足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点,则在a、b两点足球的竖直速度都为零,两次射门足球运动的竖直距离相同,在竖直方向由匀变速直线运动规律得
可知
选项AB错误;
D.由几何关系可知到达b点的足球水平位移较大,水平方向根据
可知到达a、b两点瞬间速度
选项D正确;
C.在被踢出时速度与水平方向的夹角的正切值为
可知足球在被踢出时速度与水平方向的夹角
选项C正确。
故选CD。
12.答案:AC
解析:A.当小船速度与河岸垂直时,渡河时间最短,为
故A正确;
B.当小船速度与水流速度同向时,小船速度最大为,故B错误;
C.若用最短时间渡河,小船沿河岸方向上的位移为
故C正确;
D.当合速度方向垂直于河岸时,小船渡河位移最小,合速度为
因此所需渡河时间
故D错误。
故选AC。
13.答案:(1)水平
(2)竖直高度h
(3)
解析:(1)为保证水做平抛运动,抽水机抽出的水的初速度要沿水平方向,故应调节管口,使其水平;
(2)得到水流平抛运动的初速度,除了测出管口到落地点的水平距离L外,还需要利用竖直方向的运动求得空中运动的时间,所以还要测量竖直高度h;
(3)由,联立可得得该抽水器的流量
14.答案:(1),;(2)船头与河岸上游成角,
解析:(1)当船头垂直于河岸行驶时,渡河时间最短,则有
小船沿河岸位移为
则小船的合位移为
(2)欲使船渡河的航程最短,应使小船合速度方向垂直河岸,设船头与河岸上游成角,则有
解得
可得
渡河时间为
15.答案:(1);(2)
解析:(1)摩托车飞出高台后做平抛运动,则有
解得摩托车水平飞出高台时的速度大小
(2)摩托车从静止运动到高台的过程中,由功能关系可知
解得摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功
16.答案:(1)62N;(2)60N;(3)10m
解析:(1)根据平抛运动的规律有解得小物块经过A点时的速度大小小物块从A点运动到B点,根据动能定理有小物块经过B点时,有解得根据牛顿第三定律,小物块对轨道的压力大小是62N。
(2)小物块由B点运动到C点,根据动能定理有在C点解得根据牛顿第三定律,小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N。
(3)小物块刚好能通过C点时,根据解得小物块从B点运动到C点的过程中,根据动能定理有
解得
(
物理·B卷
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