高中物理魯科版第二章能的轉(zhuǎn)化與守恒3能量守恒定律 2023版學(xué)業(yè)分層測評10

學(xué)業(yè)分層測評(十)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于合運動、分運動的說法，正確的是()A．合運動的位移為分運動位移的矢量和B．合運動的位移一定比其中的一個分位移大C．合運動的速度一定比其中的一個分速度大D．合運動的時間一定比分運動的時間長【解析】位移是矢量，其運算滿足平行四邊形定則，A正確；合運動的位移可大于分位移，也可小于分位移，還可等于分位移，B錯誤，同理可知C錯誤；合運動和分運動具有等時性，D錯誤．【答案】A2.(多選)如圖3-1-6所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B，這時突然使它所受的力反向，大小不變．即由F變?yōu)椋璅.在此力作用下，物體以后的運動情況，下列說法正確的是()圖3-1-6A．物體不可能沿曲線Ba運動B．物體不可能沿直線Bb運動C．物體不可能沿曲線Bc運動D．物體不可能沿原曲線由B返回A【解析】物體受力方向與速度方向不在同一條直線上時，物體將做曲線運動．力的方向指向軌跡彎曲的一側(cè)，AB曲線向下彎曲，說明力F沿某一方向指向AB彎曲一側(cè)；若換成－F，其方向指向另一側(cè)，故曲線要向上彎曲，物體可能沿Bc運動；如果物體在B點不受力，從B點開始沿Bb方向做勻速直線運動；如果物體受力不變，則物體可能沿Ba做曲線運動．故此時只有可能沿曲線Bc運動．【答案】ABD3．(多選)兩個互相垂直的勻變速直線運動，初速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2，它們的合運動軌跡()【導(dǎo)學(xué)號：45732072】A．如果v1＝v2＝0，那么軌跡一定是直線B．如果v1≠0，v2≠0，那么軌跡一定是曲線C．如果a1＝a2，那么軌跡一定是直線D．如果eq\f(a1,a2)＝eq\f(v1,v2)，那么軌跡一定是直線【解析】判斷合運動是直線還是曲線，看合初速度與合加速度是否共線．【答案】AD4．一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬150m、水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船()A．能到達(dá)正對岸B．渡河的時間可能少于50sC．以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為200mD．以最短位移渡河時，位移大小為150m【解析】因為小船在靜水中的速度小于水流速度，所以小船不能到達(dá)正對岸，故A錯誤；當(dāng)船頭與河岸垂直時渡河時間最短，最短時間t＝eq\f(d,v船)＝50s，故渡河時間不能少于50s，故B錯誤；以最短時間渡河時，沿水流方向位移x＝v水t＝200m，故C正確；當(dāng)v船與實際運動方向垂直時渡河位移最短，設(shè)此時船頭與河岸的夾角為θ，則cosθ＝eq\f(3,4)，故渡河位移s＝eq\f(d,cosθ)＝200m，故D錯誤．【答案】C5．(多選)一物體在光滑的水平桌面上運動，在相互垂直的x方向和y方向上的分運動速度隨時間變化的規(guī)律如圖3-1-7所示．關(guān)于物體的運動，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：45732073】圖3-1-7A．物體做曲線運動B．物體做直線運動C．物體運動的初速度大小為50m/sD．物體運動的初速度大小為10m/s【解析】由v-t圖象可以看出，物體在x方向上做勻速直線運動，在y方向上做勻變速直線運動，故物體做曲線運動，選項A正確，B錯誤；物體的初速度大小為v0＝eq\r(302＋402)m/s＝50m/s，選項C正確，D錯誤．【答案】AC6．如圖3-1-8所示，物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別與跨過定滑輪的輕繩連接(不計繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦)在用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線運動的過程中，則()圖3-1-8A．物體A也做勻速直線運動B．繩子拉力始終等于物體A所受重力C．繩子對A物體的拉力逐漸增大D．繩子對A物體的拉力逐漸減小【解析】將B物體的速度vB進(jìn)行分解如圖所示，則vA＝vBcosα，α減小，vB不變，則vA逐漸增大，說明A物體在豎直方向上做加速運動，選項A錯誤；對A由牛頓第二定律T－mg＝ma，可知繩子對A的拉力T＞mg，選項B錯誤；運用外推法：若繩子無限長，B物體距滑輪足夠遠(yuǎn)，即當(dāng)α→0時，有vA→vB，這表明，物體A在上升的過程中，加速度必定逐漸減小，繩子對A物體的拉力逐漸減小，故C錯誤，D正確．故選D.【答案】D7．(多選)下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖中v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線．則其中可能正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：45732074】【解析】靜水速度垂直于河岸，根據(jù)平行四邊形定則知，合速度的方向偏向下游，故A正確；當(dāng)船頭偏上游時，若船靜水中速度與水流速度的合速度垂直河岸，會出現(xiàn)這種軌跡，故B正確；因船頭垂直河岸，又存在水流，因此不可能出現(xiàn)這種運動軌跡，合速度不可能垂直河岸，故C錯誤；船頭的指向為靜水速度的方向，靜水速度的方向與水流速度的合速度的方向，應(yīng)偏向下游，故D錯誤．【答案】AB8．由于暴雪，在阿勒泰地區(qū)有多人被困．為營救被困人員，新疆軍區(qū)派出直升機(jī)，用直升機(jī)空投救援物資時，直升機(jī)可以停留在離地面100m的空中不動，設(shè)投出的物資離開直升機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落，無風(fēng)時落地速度為5m/s.若直升機(jī)停留在離地面100m高處空投物資，由于風(fēng)的作用，使降落傘和物資以1m/s的速度勻速水平向北運動，求：(1)物資在空中運動的時間；(2)物資落地時速度的大小；(3)物資在下落過程中水平方向移動的距離．【解析】如圖所示，物資的實際運動可以看作是豎直方向的勻速直線運動和水平方向的勻速直線運動兩個分運動的合運動．(1)分運動與合運動具有等時性，故物資實際運動的時間與豎直方向分運動的時間相等．所以t＝eq\f(h,vy)＝eq\f(100,5)s＝20s.(2)物資落地時，vy＝5m/s，vx＝1m/s，由平行四邊形定則得v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(12＋52)m/s＝eq\r(26)m/s.(3)物資水平方向的位移大小為s＝vxt＝1×20m＝20m.【答案】(1)20s(2)eq\r(26)m/s(3)20m[能力提升]9．有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河．小明駕著小船渡河，去程時船頭指向始終與河岸垂直，回程時行駛路線與河岸垂直．去程與回程所用時間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為()\f(kv,\r(k2－1)) \f(v,\r(1－k2))\f(kv,\r(1－k2)) \f(v,\r(k2－1))【解析】設(shè)大河寬度為d，小船在靜水中的速度為v0，則去程渡河所用時間t1＝eq\f(d,v0)，回程渡河所用時間t2＝eq\f(d,\r(v\o\al(2,0)－v2)).由題知eq\f(t1,t2)＝k，聯(lián)立以上各式得v0＝eq\f(v,\r(1－k2)).選項B正確，選項A、C、D錯誤．【答案】B10．如圖3-1-9所示，當(dāng)小車A以恒定速度v向左運動時，則對于物體B來說(忽略繩子質(zhì)量)，下列說法正確的是 ()【導(dǎo)學(xué)號：45732075】圖3-1-9A．勻加速上升B．勻速上升C．B物體受到的拉力大于B物體受到的重力D．B物體受到的拉力等于B物體受到的重力【解析】小車A與物體B由同一條繩子連接且一起運動，則有小車速度沿繩子方向的分速度大小等于B上升的速度．小車向左的運動產(chǎn)生兩個效果：一是使車與滑輪間的繩子拉長；二是增大繩子與豎直方向間的夾角．故可將小車的速度分解為沿繩子方向的速度v1和垂直于繩子方向的速度v2，物體B的速度即為v1，v1＝vcosθ，小車A向左運動時θ減小，cosθ增大，即v1變大，即物體B向上做變加速運動，拉力F>mg，故C選項正確. 【答案】C11．如圖3-1-10所示，一條小船位于200m寬的河中央A點處，從這里向下游100eq\r(3)m處有一危險的急流區(qū)，當(dāng)時水流速度為4m/s，為使小船避開危險區(qū)沿直線到達(dá)對岸，小船在靜水中的速度至少為()圖3-1-10\f(4\r(3),3)m/s \f(8\r(3),3)m/sC．2m/s D．4m/s【解析】如圖所示，小船剛好避開危險區(qū)域時，設(shè)小船合運動方向與水流方向的夾角為θ，tanθ＝eq\f(\f(d,2),s)＝eq\f(\r(3),3)，所以θ＝30°，當(dāng)船頭垂直合運動方向渡河時，小船在靜水中的速度最小，可以求出小船在靜水中最小速度為2m/s，C正確．【答案】C12．質(zhì)量m＝2kg的物體在光滑的平面上運動，其分速度vx和vy隨時間變化的圖線如圖3-1-11所示，求：【導(dǎo)學(xué)號：45732076】圖3-1-9(1)物體的初速度；(2)物體受的合外力的大??；(3)t＝8s時物體的速度；(4)前4s內(nèi)物體的位移大?。窘馕觥?1)由圖可知vx0＝3m/s，vy0＝0所以v0＝3m/s方向沿x軸正方向．(2)由圖可知，x方向沒有加速度，y