高中物理魯科版第三章拋體運動單元測試 2023版章末綜合測評3

章末綜合測評(三)(用時：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．游泳運動員以恒定的速率垂直于河岸渡河，當水速突然變大時，對運動員渡河時間和經(jīng)歷的路程產(chǎn)生的影響是()【導學號：45732105】A．路程變大，時間延長B．路程變大，時間縮短C．路程變大，時間不變D．路程和時間均不變【解析】運動員渡河可以看成是兩個運動的合運動：垂直河岸的運動和沿河岸的運動．運動員以恒定的速率垂直河岸渡河，在垂直河岸方向的分速度恒定，由分運動的獨立性原理可知，渡河時間不變；但是水速變大，沿河岸方向的運動速度變大，因時間不變，則沿河岸方向的分位移變大，總路程變大，故選項C正確．【答案】C2．如圖1所示，在不計滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下，當小車以速度v勻速向右運動到如圖所示位置時，物體P的速度為()圖1A．vB．vcosθ\f(v,cosθ) D．vcos2θ【解析】如圖所示，繩子與水平方向的夾角為θ，將小車的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，沿繩子方向的速度等于P的速度，根據(jù)平行四邊形定則得，vP＝vcosθ，故B正確，A、C、D錯誤．【答案】B3．將一小球以初速度v從地面豎直上拋后，經(jīng)過4s小球離地面高度為6m，若要使小球豎直上拋后經(jīng)2s到達相同高度，g取10m/s2.不計阻力，則初速度v0應()A．大于v B．小于vC．等于v D．無法確定【解析】由公式h＝v0t－eq\f(1,2)gt2得4s時，初速度v＝m/s,2s時初速度v0＝13m/s，故選B.【答案】B4．彈道導彈是指在火箭發(fā)動機推力作用下按預定軌道飛行，關閉發(fā)動機后按自由拋體軌跡飛行的導彈，如圖2所示．若關閉發(fā)動機時導彈的速度是水平的，不計空氣阻力，則導彈從此時起水平方向的位移()【導學號：45732106】圖2A．只由水平速度決定B．只由離地高度決定C．由水平速度、離地高度共同決定D．與水平速度、離地高度都沒有關系【解析】不計空氣阻力，關閉發(fā)動機后導彈水平方向的位移x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，可以看出水平位移由水平速度、離地高度共同決定，選項C正確．【答案】C5．質(zhì)量為2kg的質(zhì)點在xOy平面內(nèi)做曲線運動，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖3所示，下列說法正確的是()圖3A．質(zhì)點的初速度為4m/sB．質(zhì)點所受的合外力為3NC．質(zhì)點在2s內(nèi)的運動軌跡為直線D．2s末質(zhì)點速度大小為6m/s【解析】由質(zhì)點沿x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度ax＝eq\f(6－3,2)m/s2＝m/s2，故質(zhì)點沿x方向受到的合力Fx＝max＝3N；由質(zhì)點沿y方向的位移圖象可知，在y方向做勻速直線運動，速度vy＝4m/s，質(zhì)點沿y方向受到的合力Fy＝0.因此質(zhì)點的初速度v0＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(32＋42)m/s＝5m/s，A錯誤．受到的合外力F合＝Fx＝3N，B正確．顯然，質(zhì)點初速度方向與合外力方向不共線，質(zhì)點做曲線運動，C錯誤.2s末質(zhì)點的速度v＝eq\r(62＋42)m/s＝2eq\r(13)m/s，D錯誤．【答案】B6．如圖4所示，某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€質(zhì)量不等的石塊，分別落到A、B兩處．不計空氣阻力，則落到B處的石塊()【導學號：45732107】圖4A．初速度大，運動時間短B．初速度大，運動時間長C．初速度小，運動時間短D．初速度小，運動時間長【解析】由于B點在A點的右側，說明水平方向上B點的距離更遠，而B點距拋出點豎直方向上的距離較小，故運動時間較短，二者綜合說明落在B點的石塊的初速度較大，故A正確，B、C、D錯誤．【答案】A7．如圖5所示，P是水平面上的圓弧凹槽，從高臺邊B點以某速度v0水平飛出的小球，恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧軌道的左端A點沿圓弧切線方向進入軌道．O是圓弧的圓心，θ1是OA與豎直方向的夾角，θ2是BA與豎直方向的夾角，則()圖5\f(tanθ2,tanθ1)＝2 B．tanθ1tanθ2＝2\f(1,tanθ1tanθ2)＝2 \f(tanθ1,tanθ2)＝2【解析】由題意知：tanθ1＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(gt,v0)，tanθ2＝eq\f(x,y)＝eq\f(v0t,\f(1,2)gt2)＝eq\f(2v0,gt).由以上兩式得：tanθ1tanθ2＝2，故B項正確．【答案】B8．如圖6所示，相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l，h均為定值)．將A向B水平拋出的同時，B自由下落．A、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反．不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間，則()圖6A．A、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰C．A、B不可能運動到最高處相碰D．A、B一定能相碰【解析】A的豎直分運動也是自由落體運動，故與B的高度始終相同．A、B若能在第一次落地前相碰，必須滿足v·t>l，t＝eq\r(\f(2h,g))，即取決于A的初速度，故A正確．若A、B在第一次落地前未碰，則由于A、B反彈后的豎直分運動仍然相同，且A的水平分速度不變，所以A、B一定能相碰，而且在B運動的任意位置均可能相碰，故B、C項均錯誤，D項正確．【答案】AD9．如圖7所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一傾角為30°的固定斜面上，并立即反方向彈回．已知反彈速度的大小是入射速度大小的eq\f(3,4)，則下列說法中正確的是()圖7【導學號：45732108】A．在碰撞中小球的速度變化大小為eq\f(7,2)v0B．在碰撞中小球的速度變化大小為eq\f(1,2)v0C．小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離的比為eq\r(3)D．小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為eq\f(\r(3),2)【解析】小球垂直落到斜面上，根據(jù)平行四邊形定則將速度分解，如圖所示，則v＝eq\f(v0,sin30°)＝2v0，反彈后的速度大小為v′＝eq\f(3,4)v＝eq\f(3,2)v0，碰撞中小球的速度變化大小為Δv＝v′－v＝eq\f(7,2)v0，選項A正確，選項B錯誤；小球在豎直方向下落的距離為y＝eq\f(v\o\al(2,y),2g)＝eq\f(vcos30°2,2g)＝eq\f(3v\o\al(2,0),2g)，水平方向通過的距離為x＝v0t＝v0·eq\f(vcos30°,g)＝eq\f(\r(3)v\o\al(2,0),g)，位移之比為eq\f(y,x)＝eq\f(\r(3),2)，選項D正確，選項C錯誤．【答案】AD10.如圖8所示，一輕繩通過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接，桿兩端固定且足夠長，物塊A由靜止從圖示位置釋放后．先沿桿向上運動．設某時刻物塊A運動的速度大小為vA，小球B運動的速度大小為vB，輕繩與桿的夾角為θ.則()圖8A．vA＝vBcosθB．vB＝vAcosθC．小球B減小的重力勢能等于物塊A增加的動能D．當物塊A上升到與滑輪等高時，它的機械能最大【解析】A的速度可分解為沿繩方向上的vA1和垂直繩方向上的vA2，有vA1＝vAcosθ＝vB，得vA＝eq\f(vB,cosθ)，A錯，B對；由能量守恒定律知，小球B減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為A、B系統(tǒng)的動能與A的重力勢能，C錯；在由圖示位置上升至與滑輪等高的過程中，繩的拉力對A做正功，A的機械能增加，過了此位置繼續(xù)上升，繩的拉力對A做負功，A的機械能減小，故在與滑輪等高時A機械能最大，D對．【答案】BD二、計算題(共3小題，共40分)圖911．(12分)如圖9所示是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡．(1)以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有________．a(chǎn)．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c．每次小球應從同一高度由靜止釋放d．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖中y-x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是________．(3)如圖10所示是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為cm、y2為cm，A、B兩點水平間距Δx為cm，則平拋小球的初速度v0為________m/s，若C點的豎直坐標y3為cm，則小球在C點的速度vC為________m/s.(結果保留2位有效數(shù)字，g取10m/s2)圖10【解析】(1)為使小球離開斜槽后做平拋運動，需使斜槽末端水平，a正確．每次使小球從同一點由靜止釋放，以保證每次做平拋運動的初速度v0相同，從而保證每次軌跡均相同，b錯誤，c正確．作圖時應用平滑的曲線將各點連接起來，d錯誤．(2)由平拋運動規(guī)律可知x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2，解得y＝eq\f(g,2v\o\al(2,0))x2，c正確．(3)由y＝eq\f(1,2)gt2，解得tA＝s，tB＝s．由Δx＝v0t＝v0(tB－tA)，解得v0＝m/s，C點的豎直速度vy＝eq\r(2gy3)＝eq\r(12)m/s，故vC＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝m/s.【答案】(1)ac(2)c(3)12．(12分)如圖11所示，飛機距地面高為H＝500m，v1＝100m/s，追擊一輛速度為v2＝20m/s的同向行駛的汽車，欲使投彈擊中汽車，飛機應在距汽車多遠處投彈？(g取10m/s2，不計空氣阻力)圖11【解析】由H＝eq\f(1,2)gt2，得炸彈下落時間t＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×500,10))s＝10s，由水平方向的位移關系知：v1t－v2t＝s.解得s＝800m.【答案】800m13．(16分)如圖12所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m＝kg的小物塊，它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)μ＝，且與臺階邊緣O點的距離s＝5m．在臺階右側固定了一個1/4圓弧擋板，圓弧半徑R＝5eq\r(2)m，今以O點為原點建立平面直角坐標系．現(xiàn)用F＝5N的水平恒力拉動小物塊，已知重力加速度g取10m/s2.圖12(1)為使小物塊不能擊中擋板，求拉力F作用的最長時間；(2)若小物塊在水平臺階上運動時，水平恒力一直作用在小物塊上，當小物塊過O點時撤去拉力，求小物塊擊中擋板上的位置的坐標.【導學號：45732109】【解析】(1)為使小物塊不會擊中擋板，設拉力F作用最長時間t1時，小物塊剛好運動到O點．由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1解得：a1＝m/s2減速運動時的加速度大小為：a2＝μg＝m/s2由運動學公式得：s＝eq\f(