人教版高中物理新教材同步讲义必修第二册 第5章 章末检测试卷(一)（含解析）

章末检测试卷(一)

(满分：100分)

一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)

1．(2022·昆明一中高一期末)关于曲线运动的描述，下列说法正确的是(　　)

A．曲线运动一定是变速运动

B．物体在恒力作用下，不可能做曲线运动

C．物体在变力作用下一定做曲线运动

D．两个变速运动的合运动必为曲线运动

答案　A

解析　曲线运动的速度方向一直在变，所以一定是变速运动，故A正确；物体在恒力作用下也可能做曲线运动，只要力的方向始终不和速度方向共线即可，故B错误；当变力始终与物体速度共线时，物体在该力作用下将做变速直线运动，故C错误；若两个变速直线运动的合力与速度在一条直线上，则合运动为匀变速直线运动，故D错误．

2.(2022·宁波市高一期末)如图，某同学在空旷的地面扔飞镖，曲线为飞镖飞行的轨迹．忽略空气阻力，关于飞镖在空中飞行的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．飞镖速度的大小不变，速度方向时刻发生变化

B．飞镖速度的大小不变，加速度方向时刻发生变化

C．飞镖速度方向和加速度方向，始终在曲线每点的切线方向上

D．飞镖的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上

答案　D

解析　飞镖扔出后做曲线运动，速度方向不断改变，忽略空气阻力，飞镖水平速度不变，竖直速度一直变化，合速度大小变化，故A错误；忽略空气阻力，飞镖只受重力，故根据牛顿第二定律可知，加速度恒定，为重力加速度，故B错误；飞镖做曲线运动，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向竖直向下，加速度方向竖直向下，飞镖的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上，故C错误，D正确．

3．物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角α的正切值tan α随时间t变化的图像是下列选项图中的(　　)

答案　B

解析　tan α＝＝，tan α∝t，故选项B正确．

4．船在静水中的速度保持5 m/s不变，水流的速度恒定为3 m/s，河宽100 m，则船到河的对岸需要的时间最少为(　　)

A．20 s   B．25 s 

C．15 s   D．10 s

答案　A

5.如图是做斜抛运动物体的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点．下列叙述中正确的是(不计空气阻力)(　　)

A．物体在C点速度为零

B．物体在A点速度与物体在B点速度相同

C．物体在A点、B点的水平速度均大于物体在C点的水平速度

D．物体在A、B、C各点的加速度都相同

答案　D

解析　斜抛运动在水平方向是匀速直线运动，即水平速度不变，A、C错误；由斜抛运动的对称性可知A、B两点的速度大小相等，方向不同，B错误；斜抛运动的加速度恒为g，D正确．

6．(2022·连云港市高一期末)套圈是一项趣味运动，如图为小朋友准备用套圈套中正前方的玩具．若将套圈与玩具视为质点，套圈距离水平地面1.25 m高，玩具与套圈水平距离为2.5 m，不计空气阻力，g取10 m/s2.则套圈的水平速度大小为(　　)

A．5.0 m/s   B．5.5 m/s

C．6.0 m/s   D．6.25 m/s

答案　A

解析　套圈抛出后做平抛运动，水平方向有x＝vt，

竖直方向有h＝gt2，解得t＝

联立解得v＝x＝2.5 m/s＝5.0 m/s ，故选A.

7.(2021·安徽高一月考)如图所示，竖直线MN中点O处有一倾斜挡板，现从M点由静止释放一小球，在O点被挡板反弹，速度方向变为水平，大小不变，然后落到地面上的P点．不计空气阻力，已知P、N在同一水平线上，则MN与NP的长度之比为(　　)

A．1∶1   B．2∶1 

C．3∶2   D．4∶3

答案　A

解析　设MN＝2h，则到达O点的速度v＝，则NP＝v＝2h，

即MN与NP的长度之比为1∶1，故选A.

8．如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有(　　)

A．tan α＝2   B．tan α＝1

C．tan α＝   D．tan α＝

答案　B

解析　运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性，可知平抛运动的水平位移为2L，则有L＝gt2

解得t＝，运动员通过最高点时的速度为v＝＝，则有tan α＝＝1，A、C、D错误，B正确．

二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)

9．某地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，向距离他L处的对面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，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时，有(不计空气阻力)(　　)

A．运动时间之比是2∶1

B．下落的高度之比是2∶1

C．下落的高度之比是4∶1

D．运动的加速度之比是1∶1

答案　ACD

解析　由平抛运动的规律得t1∶t2＝∶＝2∶1，故选项A正确；h1∶h2＝(gt12)∶(gt22)＝4∶1，选项B错误，C正确；由平抛运动的性质知，选项D正确．

10.(2022·河北模拟预测)如图所示，每一级台阶的高度h＝0.2 m，宽度x＝0.4 m，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出．取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力．若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为(　　)

A．2 m/s   B．2.5 m/s 

C．3 m/s   D．3.2 m/s

答案　CD

解析　若小球恰好落到台阶2的右边沿，竖直方向有2h＝gt22，解得t2＝＝ s

水平方向有2x＝v2t2，解得v2＝＝2 m/s，

若小球恰好落到台阶3的右边沿，则有3h＝gt32

解得t3＝＝ s，又3x＝v3t3，解得v3＝＝2 m/s，故小球落在台阶3上初速度大小应满足的条件：2 m/s<v≤2 m/s，故选项C、D正确，A、B错误．

11.(2021·山东高一期中)如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，重力加速度为g，则(　　)

A．球被击出时的初速度大小为L

B．球被击出时的初速度大小为L

C．该球从被击出到落入A穴所用时间为

D．该球从被击出到落入A穴所用时间为

答案　BD

解析　竖直方向只受重力，竖直方向为自由落体运动，由h＝gt2，得到t＝，故C错误，D正确；由于球竖直地落入A穴，故水平方向的末速度为零，根据运动学公式，有L＝t，得v0＝＝L，故A错误，B正确．

12.(2022·江西临川一中高一期末)如图所示，小车在岸上拉船，细绳一端固定在竖直墙壁上，另一端跨过车后的定滑轮与船相连(忽略滑轮与细绳间的摩擦)，拉车的两段轻绳水平．已知船的质量为m，船受到的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时车的拉力大小为F，则下列说法正确的是(　　)

A．车的速度为

B．车的速度为

C．船的加速度为

D．船的加速度为

答案　AC

解析　拉船的绳的速度为v绳＝vcos θ

则车的速度为v车＝，A正确，B错误；

车的拉力大小为F，则拉船的绳的拉力大小为F；

对船根据牛顿第二定律可得cos θ－Ff＝ma

船的加速度为a＝，C正确，D错误．

三、非选择题(本题共6小题，共60分)

13．(6分)如图所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动．

(1)关于实验过程中的一些做法，以下合理的有_________________________________．

A．小球释放的初始位置越高越好

B．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行

C．小球的平抛运动要靠近但不接触木板

D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹

(2)某同学在实验操作时发现，将小球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下．他应该：________________________________________________________________________.

(3)某同学做“探究平抛运动的特点”的实验时，重复让小球从斜槽上相同位置由静止滚下，得到小球运动过程中的多个位置；根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标(x，y)，画出y－x2图像如图所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是________；设该直线的斜率为k，重力加速度为g，则小球从轨道末端飞出的速度为________．(各物理量均取国际单位)

答案　(1)BC(2分)　(2)调节斜槽末端使其水平(1分)　(3)抛物线(1分)　(2分)

解析　(1)小球从适当高度释放即可，释放小球的初始位置太高，需要的木板越宽，不利于实验，故A错误；调整木板，使之与小球下落的竖直面平行，如果不平行，小球会与木板发生碰撞，故B正确；小球做平抛运动时要靠近木板但不能与木板接触，否则会影响小球的平抛运动轨迹，故C正确；应用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，故D错误．

(2)小球能自动滚下，说明斜槽末端倾斜，所以要调节斜槽末端使其水平．

(3)根据平抛运动规律，在水平方向有x＝v0t

在竖直方向有y＝gt2

得y＝x2

由此可知在y－x2图像中，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是抛物线，

图像的斜率k＝，解得v0＝.

14．(8分)未来若在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”．悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：

(1)由以上信息，可知a点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点．

(2)该星球表面的重力加速度为________m/s2.

(3)小球平抛的初速度是________m/s.

(4)小球在b点时的速度是________m/s.

答案　(1)是(2分)　(2)8(2分)　(3)0.8(2分)　(4)(2分)

解析　(1)竖直方向上，由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知，a点是小球的抛出点．

(2)由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间间隔相同，设为T，在竖直方向有Δh＝g星T2，Δh＝0.08 m，T＝0.10 s，可求出g星＝8 m/s2.

(3)两相邻位置间的时间间隔为0.10 s，水平距离为8 cm，由x＝v0T，得初速度v0＝0.8 m/s.

(4)b点竖直分速度为a、c间的竖直平均速度，则vy b＝ m/s＝0.8 m/s，所以vb＝＝ m/s.

15．(8分)(2022·北京市第四中学顺义分校高一月考)2021年7月，河南郑州地区突降暴雨，道路被淹，需要调用直升机抢运被困人员．如图甲所示，直升机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地，前4 s内被困人员水平方向的v－t图像和竖直方向的v－t图像分别如图乙、图丙所示．不计空气阻力，g＝10 m/s2.以t＝0时刻被困人员所在位置为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，竖直向上为y轴正方向，求被困人员：

(1)在4 s末的速度v大小；

(2)在4 s末的位置坐标(x，y)的值；

(3)在前4 s的轨迹方程．

答案　(1)5 m/s　(2)(12 m,8m)　(3)x2＝18y(0≤x≤12 m)

解析　(1)由题图乙、丙知4 s末的速度大小为

v＝＝5 m/s(1分)

(2)根据题图图像，4 s末水平方向的位移和竖直方向的位移分别为：

x＝3×4 m＝12 m(1分)

y＝ m＝8 m(1分)

在4 s末的位置坐标为(12 m,8 m)(1分)

(3)在前4 s内：

x＝3t，(1分)

y＝at2 (1分)

a＝ m/s2＝1 m/s2 (1分)

可得前4 s的轨迹方程为x2＝18y(0≤x≤12 m)(1分)

16．(10分)平抛一物体，抛出1 s时它的速度方向与水平方向的夹角为45°，落地时速度方向与水平方向成60°角，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：

(1)初速度大小；

(2)落地速度大小；

(3)抛出点离水平地面的高度．

答案　(1)10 m/s　(2)20 m/s　(3)15 m

解析　将平抛运动沿水平方向和竖直方向分解，由题意作出运动轨迹如图所示

(1)设初速度为v0，则tan α＝＝1，vy1＝gt，代入数据得v0＝10 m/s(4分)

(2)由图可知cos β＝，则

v＝＝ m/s＝20 m/s(2分)

(3)由vy22＋v02＝v2得

vy2＝＝ m/s＝10 m/s(2分)

在竖直方向上有vy22＝2gh

代入数据得h＝15 m．(2分)

17.(14分)如图所示，小球从平台上水平抛出，正好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑固定斜面的顶端并沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：

(1)小球水平抛出的初速度大小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．

答案　(1)3 m/s　(2)1.2 m　(3)2.4 s

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＝gt12，vy＝gt1(2分)

根据已知条件结合速度的合成与分解得：tan 53°＝(1分)

代入数值解得：v0＝3 m/s，t1＝0.4 s．(1分)

(2)s＝v0t1，则s＝1.2 m．(2分)

(3)设小球落到斜面顶端的速度为v1，

sin 53°＝(2分)

小球在光滑斜面上的加速度为a＝gsin 53°(1分)

小球在斜面上的运动过程满足：＝v1t2＋at22(2分)

故小球离开平台后到达斜面底端经历的时间为

t＝t1＋t2(2分)

联立以上各式解得：t＝2.4 s．(1分)

18.(14分)如图所示，在水平地面上固定一倾角θ＝37°、表面光滑的斜面体，物体A以v1＝

6 m/s的初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出．物体A恰好可以上滑到最高点，此时物体A恰好被物体B击中．A、B均可看成质点，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：

(1)物体A上滑到最高点所用的时间；

(2)物体B抛出时的初速度v2的大小；

(3)物体A、B间初始位置的高度差h.

答案　(1)1 s　(2)2.4 m/s　(3)6.8 m

解析　(1)物体A沿斜面上滑过程中，由牛顿第二定律得

mgsin θ＝ma(2分)

代入数据得a＝6 m/s2(1分)

设物体A滑到最高点所用时间为t，由运动学公式知

0＝v1－at(2分)

解得t＝1 s(1分)

(2)物体B平抛的水平位移x＝v1tcos 37°＝2.4 m(2分)

物体B抛出时的初速度大小v2＝＝2.4 m/s(2分)

(3)物体A、B间初始位置的高度差

h＝v1tsin 37°＋gt2＝6.8 m．(4分)