高中物理鲁科版第三章抛体运动单元测试 2023版章末综合测评3

章末综合测评(三)(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经历的路程产生的影响是()【导学号：45732105】A．路程变大，时间延长B．路程变大，时间缩短C．路程变大，时间不变D．路程和时间均不变【解析】运动员渡河可以看成是两个运动的合运动：垂直河岸的运动和沿河岸的运动．运动员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，由分运动的独立性原理可知，渡河时间不变；但是水速变大，沿河岸方向的运动速度变大，因时间不变，则沿河岸方向的分位移变大，总路程变大，故选项C正确．【答案】C2．如图1所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动到如图所示位置时，物体P的速度为()图1A．vB．vcosθ\f(v,cosθ) D．vcos2θ【解析】如图所示，绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向的速度等于P的速度，根据平行四边形定则得，vP＝vcosθ，故B正确，A、C、D错误．【答案】B3．将一小球以初速度v从地面竖直上抛后，经过4s小球离地面高度为6m，若要使小球竖直上抛后经2s到达相同高度，g取10m/s2.不计阻力，则初速度v0应()A．大于v B．小于vC．等于v D．无法确定【解析】由公式h＝v0t－eq\f(1,2)gt2得4s时，初速度v＝m/s,2s时初速度v0＝13m/s，故选B.【答案】B4．弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定轨道飞行，关闭发动机后按自由抛体轨迹飞行的导弹，如图2所示．若关闭发动机时导弹的速度是水平的，不计空气阻力，则导弹从此时起水平方向的位移()【导学号：45732106】图2A．只由水平速度决定B．只由离地高度决定C．由水平速度、离地高度共同决定D．与水平速度、离地高度都没有关系【解析】不计空气阻力，关闭发动机后导弹水平方向的位移x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，可以看出水平位移由水平速度、离地高度共同决定，选项C正确．【答案】C5．质量为2kg的质点在xOy平面内做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图3所示，下列说法正确的是()图3A．质点的初速度为4m/sB．质点所受的合外力为3NC．质点在2s内的运动轨迹为直线D．2s末质点速度大小为6m/s【解析】由质点沿x方向的速度图象可知，在x方向的加速度ax＝eq\f(6－3,2)m/s2＝m/s2，故质点沿x方向受到的合力Fx＝max＝3N；由质点沿y方向的位移图象可知，在y方向做匀速直线运动，速度vy＝4m/s，质点沿y方向受到的合力Fy＝0.因此质点的初速度v0＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(32＋42)m/s＝5m/s，A错误．受到的合外力F合＝Fx＝3N，B正确．显然，质点初速度方向与合外力方向不共线，质点做曲线运动，C错误.2s末质点的速度v＝eq\r(62＋42)m/s＝2eq\r(13)m/s，D错误．【答案】B6．如图4所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处．不计空气阻力，则落到B处的石块()【导学号：45732107】图4A．初速度大，运动时间短B．初速度大，运动时间长C．初速度小，运动时间短D．初速度小，运动时间长【解析】由于B点在A点的右侧，说明水平方向上B点的距离更远，而B点距抛出点竖直方向上的距离较小，故运动时间较短，二者综合说明落在B点的石块的初速度较大，故A正确，B、C、D错误．【答案】A7．如图5所示，P是水平面上的圆弧凹槽，从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角，则()图5\f(tanθ2,tanθ1)＝2 B．tanθ1tanθ2＝2\f(1,tanθ1tanθ2)＝2 \f(tanθ1,tanθ2)＝2【解析】由题意知：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).由以上两式得：tanθ1tanθ2＝2，故B项正确．【答案】B8．如图6所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h(l，h均为定值)．将A向B水平抛出的同时，B自由下落．A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则()图6A．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰C．A、B不可能运动到最高处相碰D．A、B一定能相碰【解析】A的竖直分运动也是自由落体运动，故与B的高度始终相同．A、B若能在第一次落地前相碰，必须满足v·t>l，t＝eq\r(\f(2h,g))，即取决于A的初速度，故A正确．若A、B在第一次落地前未碰，则由于A、B反弹后的竖直分运动仍然相同，且A的水平分速度不变，所以A、B一定能相碰，而且在B运动的任意位置均可能相碰，故B、C项均错误，D项正确．【答案】AD9．如图7所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的eq\f(3,4)，则下列说法中正确的是()图7【导学号：45732108】A．在碰撞中小球的速度变化大小为eq\f(7,2)v0B．在碰撞中小球的速度变化大小为eq\f(1,2)v0C．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离的比为eq\r(3)D．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为eq\f(\r(3),2)【解析】小球垂直落到斜面上，根据平行四边形定则将速度分解，如图所示，则v＝eq\f(v0,sin30°)＝2v0，反弹后的速度大小为v′＝eq\f(3,4)v＝eq\f(3,2)v0，碰撞中小球的速度变化大小为Δv＝v′－v＝eq\f(7,2)v0，选项A正确，选项B错误；小球在竖直方向下落的距离为y＝eq\f(v\o\al(2,y),2g)＝eq\f(vcos30°2,2g)＝eq\f(3v\o\al(2,0),2g)，水平方向通过的距离为x＝v0t＝v0·eq\f(vcos30°,g)＝eq\f(\r(3)v\o\al(2,0),g)，位移之比为eq\f(y,x)＝eq\f(\r(3),2)，选项D正确，选项C错误．【答案】AD10.如图8所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后．先沿杆向上运动．设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为θ.则()图8A．vA＝vBcosθB．vB＝vAcosθC．小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大【解析】A的速度可分解为沿绳方向上的vA1和垂直绳方向上的vA2，有vA1＝vAcosθ＝vB，得vA＝eq\f(vB,cosθ)，A错，B对；由能量守恒定律知，小球B减小的重力势能转化为A、B系统的动能与A的重力势能，C错；在由图示位置上升至与滑轮等高的过程中，绳的拉力对A做正功，A的机械能增加，过了此位置继续上升，绳的拉力对A做负功，A的机械能减小，故在与滑轮等高时A机械能最大，D对．【答案】BD二、计算题(共3小题，共40分)图911．(12分)如图9所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________．a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平b．每次小球释放的初始位置可以任意选择c．每次小球应从同一高度由静止释放d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图中y­x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．(3)如图10所示是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为cm、y2为cm，A、B两点水平间距Δx为cm，则平抛小球的初速度v0为________m/s，若C点的竖直坐标y3为cm，则小球在C点的速度vC为________m/s.(结果保留2位有效数字，g取10m/s2)图10【解析】(1)为使小球离开斜槽后做平抛运动，需使斜槽末端水平，a正确．每次使小球从同一点由静止释放，以保证每次做平抛运动的初速度v0相同，从而保证每次轨迹均相同，b错误，c正确．作图时应用平滑的曲线将各点连接起来，d错误．(2)由平抛运动规律可知x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2，解得y＝eq\f(g,2v\o\al(2,0))x2，c正确．(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点的竖直速度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)如图11所示，飞机距地面高为H＝500m，v1＝100m/s，追击一辆速度为v2＝20m/s的同向行驶的汽车，欲使投弹击中汽车，飞机应在距汽车多远处投弹？(g取10m/s2，不计空气阻力)图11【解析】由H＝eq\f(1,2)gt2，得炸弹下落时间t＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×500,10))s＝10s，由水平方向的位移关系知：v1t－v2t＝s.解得s＝800m.【答案】800m13．(16分)如图12所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m＝kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ＝，且与台阶边缘O点的距离s＝5m．在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R＝5eq\r(2)m，今以O点为原点建立平面直角坐标系．现用F＝5N的水平恒力拉动小物块，已知重力加速度g取10m/s2.图12(1)为使小物块不能击中挡板，求拉力F作用的最长时间；(2)若小物块在水平台阶上运动时，水平恒力一直作用在小物块上，当小物块过O点时撤去拉力，求小物块击中挡板上的位置的坐标.【导学号：45732109】【解析】(1)为使小物块不会击中挡板，设拉力F作用最长时间t1时，小物块刚好运动到O点．由牛顿第二定律得：F－μmg＝ma1解得：a1＝m/s2减速运动时的加速度大小为：a2＝μg＝m/s2由运动学公式得：s＝eq\f(