章末综合检测（一） 抛体运动

模块综合检测（一）(时间：75分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示，跳伞运动员以4m/s的速度沿竖直方向匀速下降，下降一段距离后刮起了水平方向的风，最终运动员以5m/s的速度匀速运动，则此时风速大小是()A．5m/s B．3m/sC．9m/s D.eq\r(41)m/s解析：选B跳伞运动员参与了水平和竖直两方向的运动，水平方向上的分运动不影响竖直方向上的分运动，根据平行四边形定则可知风速v2＝eq\r(v2－v12)＝eq\r(52－42)m/s＝3m/s，B选项正确。2.图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片。轨迹OA段是直线，AB段是曲线，巡视器质量为135kg，则巡视器()A．受到月球的引力为1350NB．在AB段运动时一定有加速度C．OA段与AB段的平均速度方向相同D．从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度解析：选B月球上的g值与地球不同，故质量为135kg的巡视器受到月球的引力不是1350N，故A错误；由于巡视器在AB段运动时做曲线运动，速度方向一定改变，一定有加速度，故B正确；平均速度的方向与位移方向相同，由题图可知OA段与AB段的位移方向不同，故平均速度方向不同，故C错误；根据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度，小于OAB轨迹长度，故D错误。3．下列关于质点做匀速圆周运动的说法中，正确的是()A．由a＝eq\f(v2,r)知a与r成反比B．由a＝ω2r知a与r成正比C．由ω＝eq\f(v,r)知ω与r成反比D．由ω＝2πn知ω与转速n成正比解析：选D由a＝eq\f(v2,r)知，只有当v一定时a才与r成反比；同理，由a＝ω2r知，只有当ω一定时a才与r成正比；由ω＝eq\f(v,r)知v一定，ω与r成反比，故A、B、C均错误；而ω＝2πn中，2π是定值，ω与转速n成正比，D正确。4．神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则()A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒解析：选C根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，可得v＝eq\r(\f(GM,r))，可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同就可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，A错误，C正确；返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航员绕地球运动的向心力，B错误；返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，D错误。5.如图所示，重力为G的物体受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则()A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功解析：选B由于物体向下运动，因此重力做正功，拉力做负功，物体向下做匀减速运动，说明加速度的方向向上，合力向上，故合力做负功，B正确。6．如图甲所示，有一物体由O点以初速度v0沿水平面向右滑行，物体始终受到一个水平向左的恒力F，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10m/s2，其动能Ek随离开O点的距离x变化的图线如图乙所示，则以下说法正确的是()A．物体的质量为m＝2kgB．物体受到水平向左的恒力F＝2NC．物体与水平面间的摩擦力大小Ff＝3ND．由于摩擦力做负功，物体的机械能不断减小解析：选A根据图像可以判断，动能改变量等于合力做的功，因此图像的斜率代表合力，即F＋Ff＝5N，F－Ff＝1N，联立可得F＝3N、Ff＝2N，B、C错误；物体先经历减速停止阶段，机械能减小，在外力F作用下，反向加速，动能变大，机械能增加，所以D错误；根据Ff＝μmg可知m＝2kg，A正确。7.“反向蹦极”是蹦极运动中的一种类型，如图所示，将弹性绳拉长后固定在运动员上，并通过其他力作用使运动员停留在地面上，当撤去其他力后，运动员从A点被“发射”出去冲向高空，当上升到B点时弹性绳恢复原长，运动员继续上升到最高点C，若运动员始终沿竖直方向运动并视为质点，忽略弹性绳质量与空气阻力。下列说法正确的是()A．运动员在A点时弹性绳的弹性势能最小B．运动员在B点的动能最大C．运动员在C点时的加速度大小为0D．运动员从A点运动到B点的过程，弹性绳的弹性势能减小量大于运动员重力势能的增加量解析：选D运动员在A点时弹性绳的形变量最大，所以弹性势能最大，A错误；当向上弹回的过程中，当向上的作用力等于重力时，速度最大，在B处时弹性绳恢复原长，所以速度最大的位置在AB之间，B错误；在C处，弹性绳弹力为零，但C处还受重力，根据牛顿第二定律可知，在C处的加速度不为零，C错误；从A到B过程中，弹性绳的弹性势能减少量等于人的机械能变化量，因B点运动员的动能大于0，故弹性绳的弹性势能的减少量大于重力势能的增加量，所以D正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，每小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)8.如图所示，某长为R的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，以下说法中正确的是()A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零B．小球过最高点时，最小速度为eq\r(gR)C．小球过最低点时，杆对球的作用力一定大于重力D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定小于重力解析：选AC小球在最高点时，杆可以表现为支持力，也可以表现为拉力，最小速度为零，故A正确，B错误；在最低点，合力提供向心力，指向圆心，所以杆对球的作用力一定大于重力，故C正确，D错误。9．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关解析：选ABC在运动的过程中，运动员一直下降，则重力势能一直减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，C正确；根据重力做功与重力势能的改变量的关系WG＝－ΔEp，而蹦极过程中重力做功不变，与重力势能零点的选取无关，所以重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，D错误。10．如图所示，质量相同的A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的O1、O2点，绳长LA、LB的关系为LA>LB，将轻绳水平拉直，并将小球A、B由静止开始同时释放，取释放的水平位置为零势能的参考面，则下列说法正确的是()A．在下落过程中，当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能B．两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能相等C．A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能大D．A、B两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等解析：选AD下落过程中，当两小球到同一水平线L上时，因它们的质量相同，则具有相同的重力势能，故A正确；根据重力势能的变化与重力及下落的高度有关知两小球分别落到最低点的过程中下落高度不相等，故减少的重力势能不相等，故B错误；取释放的水平位置为零势能的参考面，则根据重力势能的定义知，A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能小，故C错误；两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等，故D正确。三、非选择题(本题共5小题，共54分)11.(7分)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球在不同时刻所在的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调成水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A。将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B。又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x＝10.00cm，A、B间距离y1＝4.78cm，B、C间距离y2＝14.58cm。g取9.8m/s2。(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度v0＝_____________(用题中所给字母表示)。(2)小球初速度的测量值为________m/s。解析：由于每次移动距离x＝10.00cm，所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同，设此时间为t。由于y2－y1＝gt2，所以t＝eq\r(\f(y2－y1,g))＝0.1s，故小球初速度v0＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,y2－y1))＝1m/s。答案：(1)xeq\r(\f(g,y2－y1))(2)112．(9分)为了验证机械能守恒定律，某同学设计了一个实验，装置如图1所示，物块A的质量为m1，物块B和遮光片的总质量为m2，用通过定滑轮的轻细线连接，m1＜m2，开始用手托着B静止，细线伸直。此时遮光片到光电门的距离为H，然后释放物块B，当遮光片通过光电门时，光电门记录的遮光时间是2.11×10－3s。已知遮光片的宽度为d，且d＜H，在测遮光片的宽度d时，使用20分度的游标卡尺来测量，准确操作后，部分刻度线如图2所示，重力加速度为g。(1)遮光片的宽度d为________cm。(2)物块B经过光电门时的速度为______m/s(保留两位有效数字)。(3)在误差允许的范围内，需要满足关系式______________________，即可验证机械能守恒定律(用题中所给的字母表示)。(4)在实际运算验证时，第(3)中的关系式两边的数值总是有些差异，你认为原因可能是________________________(答对一条即可给分)。解析：(1)游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺读数为0.05×11mm＝0.55mm，则遮光片的宽度d＝10.55mm＝1.055cm。(2)物块B经过光电门的瞬时速度为v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(10.55×10－3,2.11×10－3)m/s＝5.0m/s。(3)系统重力势能的减小量ΔEp＝(m2－m1)gH，系统动能的增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝eq\f(1,2)(m1＋m2)eq\f(d2,Δt2)，当eq\f(1,2)(m1＋m2)eq\f(d2,Δt2)＝(m2－m1)gH时，系统机械能守恒。(4)在实际运算验证时，第(3)中的关系式两边的数值总是有些差异，可能的原因是存在阻力作用。答案：(1)1.055(2)5.0(3)eq\f(1,2)(m1＋m2)eq\f(d2,Δt2)＝(m2－m1)gH(4)存在阻力作用13．(11分)排球比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3.04m高处，击球后排球以25.0m/s的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图所示，试计算说明：(不计空气阻力，g取10m/s2)(1)此球能否过网？(2)球是落在对方界内，还是界外？解析：(1)设排球下降到网的上端所在高度所用时间为t1则Δh＝eq\f(1,2)gt12，x＝v0t1，其中Δh＝(3.04－2.24)m＝0.8m解以上两式得x＝10m＞9m，故此球能过网。(2)当排球落地时h＝eq\f(1,2)gt22，x′＝v0t2，将h＝3.04m代入得x′≈19.5m＞18m，故排球落在对方界外。答案：(1)能过网(2)界外14．(12分)有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。取g＝10m/s2，求：(1)若汽车到达桥顶时速度为5m/s，桥对汽车的支持力F的大小；(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，汽车此时的速度大小v；(3)已知地球半径R＝6400km，现设想一辆沿赤道行驶的汽车，若不考虑空气的影响，也不考虑地球自转，汽车速度多大时就可以“飞”起来。解析：(1)以汽车为研究对象，由牛顿第二定律得mg－F＝meq\f(v2,r)，代入数据解得F＝7600N。(2)当F＝0时有mg＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(gr)＝10eq\r(5)m/s。(3)当v＝eq\r(gR)时汽车就会“飞”起来，将R＝6400km代入得v＝8000m/s。答案：(1)7600N(2)10eq\r(5)m/s(3)8000m/s15．(15分)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1＝0.4kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2＝0.2kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动，物块由B到D位