1、第五章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。第18题每小题中只有一个选项符合题目要求,第912题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.关于互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是()A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是直线运动,也可能是曲线运动D.以上都不对解析两个初速度为零的匀变速直线运动,即物体受到两个互成角度的恒力作用,做初速度为零的匀加速直线运动,故A选项正确。答案A2.(2020内蒙古包头测评)影视剧中的人物腾空、飞跃及空中武打镜头常常要通过吊钢丝(即吊威亚
2、)来实现。若某次拍摄时,将钢丝绳的一端通过特殊材料的设备系在演员身上,另一端跨过定滑轮固定在大型起重设备上。起重设备在将演员竖直加速吊起的同时,沿水平方向匀速移动,使演员从地面“飞跃”至空中。不计空气阻力,假定钢丝绳始终保持竖直,则在此过程中,下列判断正确的是()A.演员做匀变速曲线运动B.演员做直线运动C.演员的速度越来越大D.钢丝绳的拉力等于演员的重力解析根据题意,演员在水平方向做匀速运动,竖直方向做加速运动,则可知合力与速度方向不在同一直线上,故演员做曲线运动,但合力不一定是定值,即加速度不一定是定值,则演员不一定做匀变速曲线运动,故选项A、B错误;根据题意,演员水平方向的速度不变,但是
3、竖直方向的速度增大,故合速度增大,故选项C正确;由于演员在竖直方向做加速运动,由牛顿第二定律可知,钢丝绳的拉力大于演员的重力,故选项D错误。答案C3.(2020湖北八校联考)从离地面h高处释放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,则它们落地时间tA、tB、tC的关系是()A.tAtBtBtCC.tAtB=tCD.tA=tB=tC解析平抛运动物体在空中运动时间仅与高度有关,与水平方向的初速度大小无关,故tB=tC,而平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,所以tA=tB=tC,D正确。答案D4.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节,其间若一名儿童站在自家的平房顶上
4、,向对面距离他L处的竖直高墙上投掷西红柿,第一次水平抛出的速度是v0,第二次水平抛出的速度是2v0,两次抛出的西红柿均碰到竖直高墙,忽略空气阻力,则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时,有()A.运动时间之比是12B.下落的高度之比是21C.下落的高度之比是41D.运动的加速度之比是12解析由平抛运动的规律得t1t2=Lv0L2v0=21,故选项A错误;h1h2=12gt1212gt22=41,选项B错误,C正确。平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,选项D错误。答案C5.如图所示,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方的O点抛出,做初速度为v0的平抛运动,恰落在b点。若小球初速度变为
5、v,其落点位于c,则()A.v0v2v0B.v=2v0C.2v0v3v0解析如图所示,M点和b点在同一水平线上,M点在c点的正上方。根据平抛运动的规律,若v=2v0,则小球落到M点,进而落在c点下面,故落在c点的小球的初速度满足v0vv2)同向匀速航行的“敌舰”,第一次投弹时,炸弹在“敌舰”的前方爆炸,若二者再次处在与第一次投弹时相同的相对位置,欲投弹击中“敌舰”,你认为应有的合理调整为(不计空气阻力)()A.适当减小轰炸机的初速度,抛出点高度不变B.适当增大轰炸机的初速度,抛出点高度不变C.轰炸机初速度不变,适当降低投弹的高度D.轰炸机初速度不变,适当增大投弹的高度解析炸弹被投出后做平抛运动
6、,以“敌舰”为参考系,则炸弹水平初速度为v0=v1-v2,竖直方向上,由h=12gt2得t=2hg,水平方向位移x=v0t=(v1-v2)2hg。第一次投弹时,炸弹在“敌舰”的前方爆炸,说明炸弹相对“敌舰”的水平位移x偏大。适当减小轰炸机的初速度,抛出点的高度不变,炸弹飞行时间不变,由x=v0t=(v1-v2)2hg知,炸弹相对“敌舰”的水平位移x减小,可击中“敌舰”,故A正确;适当增大轰炸机的初速度,抛出点的高度不变,炸弹飞行时间不变,由x=v0t=(v1-v2)2hg知,炸弹相对“敌舰”的水平位移x更大,炸弹仍在“敌舰”前方爆炸,故B错误;轰炸机的初速度不变,适当降低投弹的高度,炸弹飞行时
7、间变短,则炸弹相对“敌舰”的水平位移x减小,可以击中“敌舰”,故C正确;轰炸机的初速度不变,适当增大投弹的高度,炸弹飞行时间变长,则炸弹相对“敌舰”的水平位移x更大,炸弹仍在“敌舰”的前方爆炸,故D错误。答案AC11.人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量为m的飞镖以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如图所示。只改变m、h、L、v0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是()A.适当减小v0B.适当提高hC.适当减小mD.适当减小L解析适当提高h,可使飞镖投中靶心,选项B正确;由h=12gt2,L=v0t,联立得h=gL22v02(与飞镖的质量无关),适当增大v0,或适当减小L,使飞镖在竖直方向下
8、落的距离减小,也可以使飞镖投中靶心,选项A、C错而D对。答案BD12.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时()A.人拉绳行走的速度为vcos B.人拉绳行走的速度为vcosC.船的加速度为Fcos-FfmD.船的加速度为F-Ffm解析船的速度产生了两个效果:一是滑轮与船间的绳缩短,二是绳绕滑轮转动,因此将船的速度进行分解如图所示,人拉绳行走的速度v人=vcos,选项A正确,选项B错误;绳对船的拉力等于人拉绳的力,即绳的拉力大小为F,与水平方向成角,因此Fcos-Ff=ma,得a=Fcos-Ffm,选项C
9、正确,选项D错误。答案AC二、实验题(本题共2小题,共12分)13.(6分)为了研究平抛物体的运动,可做下面的两个实验。先做如图甲所示实验,用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,该实验说明;再做如图乙所示的实验,将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板平滑连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,该实验说明。解析用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,知B球竖直方向上的运动规律与A球相同,即平抛运动竖直
10、方向上做自由落体运动;把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板平滑连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,知球1在水平方向上的运动规律与球2相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。答案平抛运动在竖直方向做自由落体运动平抛运动在水平方向做匀速直线运动14.(6分)如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2
11、.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的轨迹;(2)玻璃管向右平移的加速度a= m/s2。解析(1)如图所示(2)因为x=aT2,所以a=xT2=510-212m/s2=510-2m/s2。答案(1)见解析图(2)510-2三、计算题(本题共4小题,共40分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)15.(8分)如图所示,飞机以恒定的水平速度飞行,距地面高度2 000 m,在飞行过程中释放一炸弹,经30 s飞行员听到了炸弹着地后的爆炸声
12、。设炸弹着地立即爆炸,不计空气阻力,声速为320 m/s,求飞机的飞行速度v0。(g取10 m/s2)解析炸弹离开飞机后做平抛运动,初速度等于飞机的飞行速度,如图所示。设炸弹落地时间为t1,则声音传到飞行员的时间t2=t-t1。由平抛运动知识得t1=2hg=2200010s=20s,由运动的等时性知,炸弹落地时,飞机运动到落地点的正上方B点,故BC=v0t2=v0(t-t1),DC=v(t-t1)=320(30-20)m=3200m。由几何关系(DC)2=(BC)2+h2,代入数据得v0=250m/s。答案250 m/s16.(10分)某实验小组根据“平抛运动规律”测量玩具手枪的子弹射出枪口的
13、速度,如图所示,让子弹从枪口O点水平射出,在飞行途中穿过两块竖直平行放置的纸板P、Q,两板相距为L,P板距枪口的距离为s,测出子弹穿过两纸板后留下的C、D两孔间的高度差为h,不计空气及纸板阻力。求子弹射出枪口的速度v0。解析设OC间的高度差为h,则h=12gt12。在水平方向上,s=v0t1。同理,可得OD间水平距离,s+L=v02(h+h)g,整理以上各式可得v0=gLh(s+L2)。答案gLh(s+L2)17.(10分)如图为湖边一倾角为=37的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为Q。一人站在P点处以速度v0沿水平方向扔一小球,已知PQ=50 m。(g取10 m/s2,sin 37=0.
14、6)(1)若要求小球能落到水面,v0最小是多少?(2)若小球不能落到水面上,落到斜面时速度方向与水平面夹角的正切值是多少?解析(1)若小球恰能落到Q点,v0最小,则PQcos=v0tPQsin=12gt2解得v0=16.33m/s。(2)斜面与水平方向夹角=37,若小球落到斜面上时,速度方向与水平方向的夹角为,则tan=12gt2v0t=gt2v0tan=gtv0所以:tan=2tan=1.5。答案(1)16.33 m/s(2)1.518.(12分)如图所示,小球从平台上抛出,正好落在临近平台的一倾角为=53的光滑斜面上并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,重力加速度g取
15、10 m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6,求:(1)小球水平抛出的初速度v0;(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s;(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。解析(1)小球从平台抛出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动。则h=12gt12,vy=gt1,根据已知条件结合速度的合成与分解法则得:tan53=vyv0代入数值解得:v0=3m/s。(2)s=v0t1,则s=1.2m。(3)设小球落到斜面顶端的速度为v1,sin53=vyv1,小球在光滑斜面上的加速度为a=gsin53,小球在斜面上的运动过程中满足:Hsin53=v1t2+12at22,故小球离开平台后到达斜面底端的时间为t=t1+t2,联立以上各式解得:t=2.4s。答案(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s
