内容正文:
《抛体运动》核心素养综合测评
◆数理报社试题研究中心
第I卷
选择题(共46分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分,选对得4分,
b
选错或不选得0分)
1.如图1所示是高速照相机连拍的自
北
行车运动员在空中的情形,P为该运动员
运动的最高点,则
(
A.研究运动员的空中姿态可将运动
员看成质点
图1
B.运动员在空中运动的过程中,其惯
数
性先变小后变大
的
报
C.运动员做曲线运动,因其所受合力与运动方向不在同一直
高
线上
D.若运动到P点时所有外力都消失,运动员立即沿PA方向
理
竖直下落
2.“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试
中的一项科目,某次考试过程中,有两名
学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上,并且
始终与汽车保持相对静止,汽车在弯道上
册
行驶时可视作圆周运动,行驶过程中未发
●
茶
生打滑.如图2所示,当汽车在水平“S”路
图2
上图示位置减速行驶时
(
崇
A.两名学员的线速度相等
B.坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C.坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大
D.汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
3.一小船渡河,河宽d=180m,水流的速度v,=5m/s,小船
在静水中的速度2=4m/s,下列说法正确的是
(
A.小船能垂直河岸渡过此河,位移大小为180m
B.小船渡河过程中保持船头方向不变,若水流速度变大,则
渡河时间将变短
C.调整好船头方向且保持不变,小船渡河所用的时间可能为
部
40s
D.调整好船头方向且保持不变,小船渡河的最小位移为225m
4.如图3所示,竖直平面内固定两根足
够长的细杆L、L2,两杆不接触,间距可忽略
不计.两个小球a、b均视为质点,a球套在竖
直杆L,上,b球套在水平杆L上,a、b通过
铰链用刚性轻杆连接,当轻杆与竖直方向
的夹角为a时,小球a的速度大小为v。,则
此时小球b的速度大小为
A.vsin a
B.v cos a
C.vtan a
D.-
tan o
5.如图4所示为一物体做平抛运动轨迹
的一部分,测得轨迹上A、B间和B、C间水平
距离均为a,竖直距离分别为b和2b.已知物
体质量为m,重力加速度为g.则该物体平抛
的初动能为
(
图4
A.2mga?
B.2mba?
C.mba?
D.mga?
b
5
2g
26
6.如图5是跳远运动员在起
跳、腾空和落地过程的情景.若
运动员的成绩为8.00m,腾空时
图5
重心离沙坑的最大高度为1.25m.为简化情景,把运动员视为质
点,空中轨迹视为抛物线,g取10m/s2,则
(
A.运动员在空中运动的时间为0.5s
B.运动员在空中最高点时的速度大小为4/s
C.运动员落入沙坑时的速度大小为√98m/s
D.运动员落入沙坑时速度与水平面夹角正切值为tan a=0.625
7.某游乐场有一打金蛋游戏,游戏示意
图如6所示.弹珠的发射速度方向与斜面垂
直、大小可以通过按压的力度来调整,若弹
珠弹出后直接击中B点的金蛋为三等奖;若
与斜面碰撞一次再击中金蛋为二等奖;若与
斜面碰撞两次再击中金蛋为一等奖,已知斜
图6
面与水平方向的夹角为45°,斜面AB长√2m,弹珠与斜面碰撞瞬
间弹珠在垂直于斜面方向上的速度反向、大小不变,沿斜面方向
上的速度不变,重力加速度g取10/s2,忽略空气阻力影响,以下
说法正确的是
A.若最终得到三等奖,则弹珠发射的初速度大小为5/s
B.最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间
之比为1:1:1
C.最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间
之比为2:3:4
D.最终得到一、二、三等奖的弹珠的初速度之比为4:3:2
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,每小题给出
的四个选项中,有多个选项是正确的,全选对的得6分,少选的得3
分,有错选或不选的得0分)
8.如图7所示为在探究平抛运动的实验中,某实验小组测得
了物体水平方向位移随时间变化的x一图像和竖直方向速度随
时间变化的飞,-t图像.对于物体在0.5s内的运动,下列说法正确
的是
(
来笔/m
1.0
4,/(m‘s1)
0.9
8
002040.60.810/
0.7
-1.0
0.6
0.5
-2.0
0.4
-30
0.3
0.2
¥0
0.
-5.0
0
0.20.40.60.81.0
-6.0
乙
图7
A.物体在水平方向上做匀加速直线运动
B.物体在竖直方向上下落的高度约为1.25m
C.物体在水平方向上的速度大小约为1.5m/s
数
D.物体在相等时间内的速度变化量不断增大
9.跳台滑雪是一种勇敢者的运动,运
高
动员穿着专用滑雪板,在滑雪道上获得
定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距
理
离后着陆.如图8所示,某运动员从跳台α
图8
处沿水平方向飞出,经过空中b处,最后在斜坡c处着陆.若不计空
气阻力,则下列说法正确的是
(
A.运动员在空中加速度保持不变
繁
B.运动员在空中速度保持不变
册
C.运动员经过图中b处时速度沿着轨迹切线涂斜向下
D.运动员在空中飞行时所受合力方向与速度方向在一条直
线上
10.刀削面传统手法如图9
所示,一手托面一手拿刀直接将
面削到锅里.面圈刚被削离时距
锅的高度为h,与锅沿的水平距
离为L,锅的半径也为L,将削出
图9
的面圈的运动视为平抛运动,且面圈都落入锅中,重力加速度为
g,则所有面圈在空中运动的描述正确的是
(
A.运动的时间都相同
B.速度的变化量都相同
C.落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
D.若初速度为0,则L√员<<3L√员
©朗
第Ⅱ卷
非选择题(共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分,将正确答案填在题中横
线上或按要求作答)
11.(8分)图10甲是某种“研究平抛运动”的实验装置,斜槽
末端口N与小球Q离地面的高度均为H,实验时,当P小球从斜槽
末端飞出与挡片相碰,立即断开电路使电磁铁释放Q小球,发现两
小球同时落地,改变H大小,重复实验,P、Q仍然同时落地
甲
图10
●
(1)下列关于实验条件的说法,正确的有」
数
A.斜槽轨道必须光滑
报
B.斜槽轨道末段N端必须水平
高
C.P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
理
(2)该实验结果可表明
A.两小球落地速度的大小相同
必
B.P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D.P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
册
(3)若用一张印有小方格(小方格的边长为L=10cm)的纸
记录P小球的轨迹,小球在同一初速度平她运动途中的几个位置
如图乙中的a、b、c、d所示,重力加速度g取10m/s2,则P小球平抛
的初速度的大小为
m/s;小球P抛出后运动到b点的时间
为
s.((计算结果均保留2位有效数字)
12.(8分)某实验小组通过实验研究
发现:做平抛运动的小球在竖直方向上的
运动规律跟自由落体的运动规律相同.于
是又设计实验研究水平方向上的运动.如
图11所示,在靠近竖直墙壁的水平桌面上
固定一斜面体,小球从斜面上某点释放,
图11
滑到桌面上,然后从桌面边缘飞出做平抛运动.实验的操作步骤
如下:
A.调节桌面水平,竖直墙面上与桌面平齐的点标记为O
B.把裁成长条的白纸和复写纸,平贴在O点以下的竖直墙面上
C.把小球从斜面上某点由静止释放,小球从水平桌面边缘飞
出,撞击在竖直墙面上,通过复写纸在白纸上留下撞痕,标记为A
D.垂直竖直墙面向右移动桌子,移动的距离为x
E.再次把小球从斜面上由静止释放,小球从水平桌面边缘飞
出,在白纸上留下第二个撞痕,标记为B
F.重复步骤D、E,得到更多的撞痕,标记为C,D,…
G.用米尺测量O点到每个撞痕的距离,OA=H1,OB=H2,
0C=H3,OD=H4,…
(1)本实验斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度
(选填“有”或“没有”)影响。
(2)在同一组实验中,小球从斜面上由静止释放时的条件是
(3)判断水平方向小球做匀速运动的条件是
(用题设条件中的物理量表示):
四、计算题(本题共3小题,共38分,解答应写出文字说明、方
程式和演算步骤.只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,
答案中必须写出数值和单位)
13.(10分)飞机向山坡投弹可简上
化为如图12所示的物理模型,以
90m/s的速度水平匀速飞行的飞机释
放一炸弹,炸弹飞行一段时间,炸弹下
落h=720m时落在斜面上的A点.已
图12
知山坡斜面倾角0=37°,A点离山坡底部0点的距离1=600m,
不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=
0.8.求:
(1)炸弹落在A点时的速度大小;
(2)炸弹被释放的位置到O点的水平距离d.
14.(12分)风洞实验室中可以产生沿
水平方向、大小可调节的风力.如图13所
示,将一个质量为m的小球放入风洞实验
室的光滑水平地面上的0点,小球以初速
度o水平向右抛出,此时调节水平风力的
↑TIT竹t竹1ft
大小为恒定值F,F的方向始终与初速度。
图13
的方向垂直,最后小球运动到水平地面上的P点.已知O、P两点
连线与初速度o方向的夹角为0.试求:
(1)该小球运动到P点时的速度大小;
(2)OP之间的距离.
15.(16分)如图14所示,P处能持
续水平向右发射初速度不同的小球.高
度为L的挡板AB竖直放置,离0点的水
平距离为4L挡板上端A与P点的高度
4L
777777777777777777777777777
差为L,可通过改变发球点P的竖直位
图14
置调整A、P两点的竖直高度差,重力加速度为g
数理报●高中物理人教(必修第
(1)当L,=L时,调节初速度使小球能够击中挡板AB,求发
射小球的初速度取值范围;
(2)当竖直高度L调整为多大时,小球击中A点时的速度取
册
得最小值?并求出该最小值的大小数理招
海
参
考答案,
15
《机械能守恒定律》核心素养单元测评
故D错误.
≤w≤22gl
1.C:2.B:3.D:4.A;5.C:6.D:7.D
10.面圈在竖直方向做自由落体运动,根据自由落体运动h
8.AD;9.BC;10.ABC.
(2)从P点到A点满足L=子2,4L=a
11.(1)0.3090.300
:,得1=√西小面圈下落高度一定.所以运动的时间
(2)>:下落过程中存在阻力做功
都相同,故A正确:根据加速变的定义式“=兰,可知小面圈速
12.(1)4(2)C
度的变化量为,=gt,所以小面圈速度的变化量都相同.故B正
16Lg+2g+
可知=√a+区=√2
(3)是
(2M+m)
2mg
确:小面图落到锅的左边缘时=,解得o=上。
/2h
由数学知可为当受:2以,时即4,=2时有最小
13.(1)F=4×103N
值,可知击中A点最小速度D。=2/2gL.
(2)W,=1.698×10°J
,落到左边缘处的末速度为”=√+花=
《圆周运动》核心素养综合测评
14.(1)6m/s(2)450W(3)900W
1.D;2.B;3.B;4.D;5.B;6.B;7.B.
15.(1)17N(2)4m(3)215m/s
《抛体运动》核心素养综合测评
乐+2h,小面图落在钢的右边缘处时m:业:3弘
提示:
2h
1.水在A、B,C、D位置流动,根据圆周运动的规律,在水流转
1.C:2.D;3.D4.D5.D:6.D:7.B
弯处的外侧问床受到河水冲击力,河岸对水的反作用力提供向
提示:
1,研究运动员空中姿态时,运动员的形状、大小不可以忽略
让√层,落到右边缘处的末速度为。:√层+区:心力,4AC三个位置均于曲线运动内侧,河岸对水的作用力
较小,D位置处于外侧,需要河岸对水提供向心力,受河水冲击
不计,不可以将运动员看成质点,故A错误;运动员在空中运动
的过程中,运动员的质量不变,运动员的惯性不变,故B错误:运
+2g,则初速度清足L√景<<3弘√乐落人锅最严杭确
N 2h
2.根据齿轮传动规律可知两个点的线速度大小相同,故B
动员做曲线运动,因其所受合力与运动方向不在同一直线上,故
C正确:若运动到P点时所有外力都消失,运动员将沿P点速度
中时,最大速度和最小速度之≠子,故C错误:D正确
正确;根据w=可知A点角速度大于B点角速度,故A错误:
方向做匀速直线运动,故D错误
11.(1)BC(2)D(3)2.00.15
2,两名学员的线速度大小和方向均不相同,故A错误:坐在
解析:(1)斜槽轨道不必光滑,故A错误:斜槽轨道末段N端
根据m=2可知A点转速大于B点转速,故C错误;根据a,=
副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大,因此在角速必须水平,小球离开轨道后才能做平抛运动,故B正确:这个实
度相同的前提下,所受的向心加速度更大,更容易被甩出去,故验只能验证小球做平抛运动在竖直方向是自由落体运动,与水
上可知A点向心加速度大于B点向心加速度,故D错误。
B错误:学员质量未知,无法比较学员受到汽车的作用力大小,
平方向无关,所以不需要每次实验小球离开水平槽时初速度相
3.质量为m的汽车以速度,驶过桥顶时,根据牛顿第二定律
故C错误;汽车对学员的作用力的竖直分力等于学员所受的重同,小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放,故C正确,D错
力,水平分力提供合力,故大于重力,故D正确:
误
可得mg-术=m天可得人y=mg一m发,即汽车对桥的压
3.由于小船在静水中的速度2=4m/小于水流速度1=
(2)两小球落地速度的大小不相同,落地时竖直分速度大
力等于=mg-m发,故A错误,B正确:汽车过桥最高点时,
5m/s,小船不能垂直河岸渡过此河,故A错误:若保持船头方向小相同,故A错误;实验结果不能表明P小球在水平方向的分运
不变,水流速度变大,垂直河岸方向的分运动速度不变,则渡河动是匀速直线运动,故B错误;P小球在竖直方向的分运动与Q加速度向下,处于失重状态,故C错误:当。=√gR时,向心力为
时间不变,故B错误;当小船在静水中的速度与河岸垂直时,渡
小球的运动相同,是自由落体运动,故C错误,D正确,
F=mR=mg,故D错误
河时间最短,则最短时间为1。=4=45,故小船渡河所用的
(3)根据g-2士,解得T=0,1,初速度为w=2号
4由题意可知P的周期为,=2=2如×0.28。
时间不可能为40s,故C错误;由于小船在静水中的速度?=
4m/s小于水流速度1=5m/s,则当合速度垂直于船速时,航程
20mA在6点根据平均速度公式兴=品.解特1=Q5
0.14.0的周期为7,=2m-2m×0.16。=0.08,根据数学
AT
最短,有5=
12.(1)没有(2)从同一位置释放
,=225m,故D正确
(3)H1+33=3H2+14
知识经历的时间必须等于它们周期的整数倍,因此经历的时
4,设小球的速度为,先将两小球的速度沿杆方向和垂直
解析:(1)只要小球每次从斜面上同一位置由静止释放,克
间最小为0.56故D正确
杆方向分解,再根据小球:沿杆方向的分速度等于小球沿杆方
服摩擦阻力做功相同,从桌面边缘飞出时的速度相等即可,故本
5.设托盘给蛋糕的最大静摩擦力为F,支持力为F、,对于
实验涂斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度没有影响,
向的分速度,可得,c0sa=,ina,解得=aa故D正确
a
(2)在同一组实验中,小球从斜面上由静止释放时需满足
右上方可以列√+(mg-F下=mRF,=uF,两式联
5.由图可知,A,B,C三点相邻两个位置的水平方向距离相从同一位置释放,
等,因此小球由A到B与由B到C的时间相等,设为t,A,B、C相
(3)若小球水平方向做匀速直线运动,则移动每一个x小球
立,当FN1+2
,mg,时,速度有最大值,解得=
邻两个位置竖直方向位移分别为为1=b,2=2b,由y1一为=
做平抛运动的时间差恒定,竖直方向由匀变速直线运动推论可故B正确,
,求得时=√,小球做平物运动的初速度大水为
知,相同时间位移差恒定,故竖直方向相邻两个撞痕间长度差恒
6,由于题中已知二者线速度大小相等,即单=之,由于
定,即(H-H2)-(h2-H3)=(-H3)-(出-H4)
Rm<R之,根据n=oR可知二者角速度大小关系为o单>a2,
÷=a√气则该物体的初动能为么=宁:器故D
整理得H1+3H3=3H2+H.
13.(1)150m/s;(2)600m
故A结误:由向心加速度,,可知二者向心加速度大小关
正确,ABC错误
解析:(1)炸弹在空中做平抛运动,竖直方向上有
系为:甲>az,故B正确;地面对车的径向摩擦力提供向心力F
6.跳远是斜抛运动,后半段可视为平抛运动,前半段可视为
h=728,=8,解得:1=12s8,=120m/
=m4,由于甲、乙两辆车的质量相等,二者地面对车的径向摩擦
逆向平抛,前、后段时间相等,由h=)g,得11=0.5s,则运动
因此炸弹落在A点时的速度大小=√+=150m/s
力Fm>F亿,故C错误:由向心力F育=mR,由于R甲<Rz
员在空中运动的时间是1=211=1.0s,故A错误;由x=,1结
(2)炸弹在空中水平方向上的位移大小x=
所以当两车的速度大小相等时,甲需要的向心力大,当摩擦力不
合x=4.00m,得o=8.0m/s,即运动员在空中最高点的速度大
因此炸弹被释放的位置到O点的水平距离
足以提供向心力时,就会发生侧滑,所以若两车转弯速度过大,
小是8.0m/s,故B错误:运动员落人沙坑时的速度大小是v=
d=x-lcos0,解得:d=600m.
则甲车更容易发生侧滑,故D错误
√+(g4)了=√89m/s,故C错误:运动员落人沙坑时速度
14.(0)=6V+4amG:(2)L-2m哈an0
7.当2=a时,此时绳子的拉力为零,物体的重力提供向心
与水平面的夹角正切值1am&=坠=冬=0.625,故D正确
Fcos 8
力可知mg=m”,解得2=gr,所以4=g,与物体的质量无
解析:(1)设小球运动到P点时
7.将重力加速度g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解g,=
的速度大小为,OP之间的距离L
关,与圆周轨道的半径有关,故A错误,B正确:当2=2a时,对
gsin6,g,=gc0s0,6=45°,弹珠沿斜面方向做初速度为0,加速以0点为坐标原点、初速度o方向
物体受力分析,则有mg+b=m二,解得6=mg,与小球的质量
度为:,的匀加速直线运动,在垂直于斜面方向上弹珠做类竖直为x轴正方向、风力F方向为y轴正
方向,建立平面直角坐标系,如图所
有关,与圆周轨道半径无关,故CD错误
上抛运动,若最终得到等奖,则有x=之5,,山,解得
示,沿%方向有:x=o
8.BD;9.CD:10.BD.
提示:
=5m/s,故A错误:从发射出弹珠到击中金蛋,沿斜面方向弹
沿风力F方向:F=ma,=at,y=a
8.转动过程中,两滑块相对转台静止,滑块P和Q均受到重
珠一直在做初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,三种情
况的位移一样,所以三种情况运动的时间也相等,即:2:3=
力、支持力和摩擦力三个力作用,故A错误;转动过程中,两滑块
由题意知tan0=
相对转合静止,两滑块有相同的角速度,都由静摩擦力提供向心
1:1:1,故B正确,C错误;因11=
,=
22,得
力,则有F=mwr,因两滑块的质量相同.而r1<2,故Fp<
小球运动到P点时的速度大小,=√/缩+
D1::3=2:3:6,故D错误
Fo,即P需要的向心力小于Q需要的向心力,故B正确:设两滑
解得v=%√小+41an26
8.BC;9.AC;10.ABD.
块与转合的动摩擦因数为μ,则最大静摩擦力为Fm=wmg,则两
提示:
(2)OP之间的距离L=
品。
滑块的最大静摩擦力相同:根据B项分析可知,在没有滑动前,Q
所需要的向心力总是大于P所需要的向心力,则Q所受的静摩
8.由x-t图像知,物体在水平方向的运动为匀速直线运动
速度大小约为1.5m/s,故A错误,C正确;由?,-t图像知,物体
15.(1)2√gL≤%≤2/2gL:(2)2L,2/2g
擦力总是大于P所受的静摩擦力,当角速度ω缓慢增大时,Q先
在竖直方向做匀加速直线运动,加速度大小约为10m/2,图像
解析:(1)设小球平抛初速度为,时恰好打在挡板上A点,
达到最大静摩擦力,则Q一定比P先开始滑动,故D正确,C
谱误
与t轴围成的面积表示位移,则下落高度约为1.25m,故B正确;
则有:4=41,=g
9.根据题意可知,飞镖做平抛运动,水平方向上有L=6,
物体运动过程中,加速度恒定,则相等时间内的速度变化量相
同,故D错误
解得:1=22gL
解得飞行时间为1=0.2s,竖直方向上有2R=)g,解得R=三
9.运动员在空中做平抛运动,加速度为重力加速度,恒定不
设小球平抛初速度为2时恰好打在挡板上B点,则有:4L=
变;运动员在空中速度大小逐渐增大,方向时刻发生变化,故A2,2L=2号
0.1m=10cm,故A错误;根据题意,设圆盘转动周期为T,则有
错误,B正确:运动员经过图中b处时速度沿着轨迹切线斜向下】
=2T+n7(n=0,12,3…),当n=0时,周期最大为T=
故C错误:运动员在空中做平抛运动,轨迹为曲线运动,所以运
解得:1=2g
动员在空中飞行时所受合力方向与速度方向不在一条直线上,
综上可知:使小球能够击中挡板AB的初速度应满足2g缸
0.4s,根据o=2可知,此时角速度为=5ad/s,故B错误,