新人教版物理2012高三單元測試10：《曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解》

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111 云南省新人教版物理2012屆高三單元測試10 《曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解》 (時(shí)間:90分鐘 滿分：100分) 一 、選擇題 1.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)從A到B速率逐漸增加,如圖所示,有四位同學(xué)用示意圖表示A到B的軌跡及速度方向和加速度的方向,其中正確的是( ) 【答案】選D. 【詳解】由牛頓第二定律可知,加速度a與合外力的方向相同,指向曲線的凹側(cè),另外速度v的方向沿曲線的切線方向,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.由于質(zhì)點(diǎn)從A到B速率逐漸增加,則加速度與速度的夾角應(yīng)小于90,綜上可知,只有D項(xiàng)正確. 2.一個(gè)物體在相互垂直的恒力F1和F2作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然撤去F2，則物體以后的運(yùn)動(dòng)情況是( ) A.物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B.物體做變加速曲線運(yùn)動(dòng) C.物體沿F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D.物體做直線運(yùn)動(dòng) 【答案】選A. 【詳解】物體在相互垂直的恒力F1、F2作用下，其合力恒定不變，且物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與合力方向相同.突然撤去F2后，剩下的F1與速度方向成一銳角，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)正確. 3.下面說法中正確的是( ) A.做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度方向必定變化 B.速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) C.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng) D.加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) 【答案】選A. 【詳解】做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小不一定變化,但速度方向必定變化,A項(xiàng)正確.速度變化的運(yùn)動(dòng)可能是速度大小在變,也可能是速度方向在變化,不一定是曲線運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速直線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤.加速度變化的運(yùn)動(dòng)可能是變加速直線運(yùn)動(dòng),也可能是變加速曲線運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤. 4.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說法中正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大 B.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) D.兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【答案】選B. 【詳解】合速度與分速度之間的關(guān)系滿足平行四邊形定則，它的大小可以比分速度大或小或相等,A不正確；兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，B正確；平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，而它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)分別是勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)，C不正確；當(dāng)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合速度方向與合加速度方向不在同一直線上時(shí)，合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，D不正確. 5．在抗洪搶險(xiǎn)中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人．假設(shè)江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的速度為v2，戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近處O的距離為d.若戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為(　　) A. B．0 C. D. 【答案】C 【詳解】依題意畫出物理情景示意圖，若要在最短時(shí)間內(nèi)靠岸，則必須要求摩托艇相對于水的速度v2的方向垂直于河岸，由于同時(shí)參與水的運(yùn)動(dòng)，摩托艇將相對河岸沿合速度v的方向運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)登陸．由圖示幾何關(guān)系可以看出，速度三角形與位移三角形相似，故有＝，x＝d.可見該題的正確選項(xiàng)為C. 6．質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在x－y平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象所示，下列說法正確的是 (　　) A．質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s B．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N C．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直 D．2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s 【答案】AB 【詳解】由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx＝3 N，由在y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4 m/s，受力Fy＝0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)正確；受到的合外力為3 N，B選項(xiàng)正確；顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不垂直，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v＝ m/s＝2 m/s，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 7．飛機(jī)在水平地面上空的某一高度水平勻速飛行，每隔相等時(shí)間投放一個(gè)物體．如果以第一個(gè)物體a的落地點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、飛機(jī)飛行方向?yàn)闄M坐標(biāo)的正方向，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系．如圖所示是第5個(gè)物體e離開飛機(jī)時(shí)，拋出的5個(gè)物體(a、b、c、d、e)在空間位置的示意圖，其中不可能的是(　　) 【答案】　B 【詳解】本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．物體被拋出時(shí)的水平速度相同，如果第一個(gè)物體a沒有落地，那么所有物體在豎直方向應(yīng)該排成一排，所以A對；如果先投出的物體已經(jīng)落地，相鄰物體的水平距離應(yīng)該相等，沒有落地的在豎直方向仍排成一排，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D皆正確． 8.隨著人們生活水平的提高，高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂．如右圖所示，某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的高爾夫球．由于恒定的水平風(fēng)力的作用，高爾夫球豎直地落入距擊球點(diǎn)水平距離為L的A穴．則(　　) A．球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng) B．該球從被擊出到落入A穴所用的時(shí)間為 C．球被擊出時(shí)的初速度大小為 D．球被擊出后受到的水平風(fēng)力的大小為mgh/L 【答案】B 【詳解】由于受到恒定的水平風(fēng)力的作用，球被擊出后在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由h＝gt2得球從被擊出到落入A穴所用的時(shí)間為t＝，B正確；由題述高爾夫球豎直地落入A穴可知球水平末速度為零，由L＝v0t/2得球被擊出時(shí)的初速度大小為v0＝L，C錯(cuò)誤；由v0＝at得球水平方向加速度大小a＝gL/h，球被擊后后受到的水平風(fēng)力的大小為F＝ma＝mgL/h，D錯(cuò)誤． 9.一演員表演飛刀絕技，由O點(diǎn)先后拋出完全相同的三把飛刀，分別垂直打在豎直木板上M、N、P三點(diǎn)．假設(shè)不考慮飛刀的轉(zhuǎn)動(dòng)，并可將其看做質(zhì)點(diǎn)，已知O、M、N、P四點(diǎn)距離水平地面高度分別為h、4h、3h、2h，以下說法正確的是(　　) A．三把刀在擊中板時(shí)動(dòng)能相同 B．三次飛行時(shí)間之比為1∶∶ C．三次初速度的豎直分量之比為3∶2∶1 D．設(shè)三次拋出飛刀的初速度與水平方向夾角分別為θ1、θ2、θ3，則有θ1>θ2>θ3 【答案】D 【詳解】初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論：(1)靜止起通過連續(xù)相等位移所用時(shí)間之比t1∶t2∶t3∶……＝1∶(－1)∶(－)∶……；(2)前h、前2h、前3h……所用的時(shí)間之比為1∶∶∶…….對末速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可以相應(yīng)的運(yùn)用這些規(guī)律(從后往前用)．三把刀在擊中板時(shí)速度不等，動(dòng)能不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；飛刀擊中M點(diǎn)所用的時(shí)間長一些，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；三次初速度豎直分量之比等于∶∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．只有選項(xiàng)D正確． 10．一條自西向東的河流，南北兩岸分別有兩個(gè)碼頭A、B，如圖所示．已知河寬為80 m，河水水流的速度為5 m/s，兩個(gè)碼頭A、B沿水流的方向相距100 m．現(xiàn)有一種船，它在靜水中的行駛速度為4 m/s，若使用這種船渡河，且沿直線運(yùn)動(dòng)，則 (　　) A．它可以正常來往于A、B兩個(gè)碼頭 B．它只能從A駛向B，無法返回 C．它只能從B駛向A，無法返回 D．無法判斷 【答案】B 【詳解】由于河寬d＝80 m，A、B間沿水流方向的距離為l＝100 m，所以當(dāng)船頭指向正對岸時(shí)有＝，此時(shí)合速度剛好沿AB的連線，可以使船從A運(yùn)動(dòng)到B，若從B向A運(yùn)動(dòng)，則由于水速大于船速，不論船向哪個(gè)方向，則渡船均不可能回到A點(diǎn)，只可能向下游運(yùn)動(dòng)．故選項(xiàng)B正確． 二、非選擇題 11.如右圖所示，在水平地面上固定一傾角θ＝37、表面光滑的斜面體，物體A以v1＝6 m/s的初速度沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以某一初速度水平拋出．如果當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)恰好被B物體擊中．(A、B均可看做質(zhì)點(diǎn)，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g取10 m/s2)求： (1)物體A上滑到最高點(diǎn)所用的時(shí)間t； (2)物體B拋出時(shí)的初速度v2； (3)物體A、B間初始位置的高度差h. 【答案】　(1)1 s　(2)2.4 m/s　(3)6.8 m 【詳解】　(1)物體A上滑的過程中，由牛頓第二定律得： mgsin θ＝ma 代入數(shù)據(jù)得：a＝6 m/s2 設(shè)經(jīng)過t時(shí)間B物體擊中A物體，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：0＝v1－at 代入數(shù)據(jù)得：t＝1 s. (2)平拋物體B的水平位移：x＝v1tcos 37＝2.4 m 平拋速度：v2＝＝2.4 m/s. (3)物體A、B間的高度差：h＝v1tsin 37＋gt2＝6.8 m. 12 我國射擊運(yùn)動(dòng)員曾多次在國際大賽中為國爭光，在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上又奪得射擊冠軍．我們以11.打靶游戲來了解射擊運(yùn)動(dòng)．某人在塔頂進(jìn)行打靶游戲，如圖所示，已知塔高H＝45 m，在與塔底部水平距離為s處有一電子拋靶裝置，圓形靶可被豎直向上拋出，初速度為v1，且大小可以調(diào)節(jié)．當(dāng)該人看見靶被拋出時(shí)立即射擊，子彈以v2＝100 m/s的速度水平飛出．不計(jì)人的反應(yīng)時(shí)間及子彈在槍膛中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，且忽略空氣阻力及靶的大小(取g＝10 m/s2)． (1)當(dāng)s的取值在什么范圍時(shí)，無論v1多大都不能被擊中？ (2)若s＝200 m，v1＝15 m/s時(shí)，試通過計(jì)算說明靶能否被擊中？ 【答案】(1)s>300 m　(2)不能 【詳解】(1)欲使靶不被擊中，拋靶裝置應(yīng)在子彈射程范圍外． 由H＝gt2，s＝v2t代入數(shù)據(jù)得s＝300 m；故s的取值范圍應(yīng)為s>300 m. (2)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1，子彈恰好在拋靶裝置正上方，此時(shí)靶離地面h1，子彈下降了h2， h1＝v1t1－gt12，h2＝gt12，s＝v2t1， 聯(lián)立以上各式解得h1＝10 m，h2＝20 m. 所以h1＋h2≠H，靶不能被擊中． 111