高中物理新教材同步必修第二册 章末检测试卷（一）

章末检测试卷(一) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共12 小题，每小题4 分，共48 分.1～7 为单项选择题，8～12 为多项选择 题) 1.(2019·伊春二中第二学期期末)一架飞机以一定的水平速度匀速直线飞行，不计空气阻力， 在某一时刻让A 物体先落下，相隔1 s 又让B 物体落下，在以后运动中(A、B 物体均未落地) 关于A 物体与B 物体的位置关系，以下说法中正确的是( ) A.A 物体在B 物体的前下方 B.A 物体在B 物体的后下方 C.A 物体始终在B 物体的正下方 D.以上说法都不正确 答案 C 解析 A、B 两物体均从匀速直线飞行的飞机上自由落下，均做平抛运动，水平方向做速度 等于飞机速度的匀速直线运动，所以两物体在落地前总在飞机的正下方；A 物体先下落，A 物体在竖直方向的速度始终大于B 物体在竖直方向的速度，则A 物体在B 物体的正下方， 且两物体竖直方向的间距越来越大，故C 正确，A、B、D 错误. 2.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x 方向和y 方向上的分运动速度随时间变 化的规律如图1 所示.关于物体的运动，下列说法正确的是( ) 图1 A.物体做速度逐渐增大的曲线运动 B.物体运动的加速度先减小后增大 C.物体运动的初速度大小是50 m/s D.物体运动的初速度大小是10 m/s 答案 C 解析 由题图知，x 方向的初速度沿x 轴正方向，y 方向的初速度沿y 轴负方向，则合运动的 初速度方向不在y 轴方向上；x 轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y 轴方向的 分运动是匀变速直线运动，加速度沿y 轴正方向，所以合运动的加速度沿y 轴正方向，与合 初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知，物体的速度先减 小后增大，故A 错误.物体运动的加速度等于y 轴方向的加速度，保持不变，故B 错误.根据 题图可知物体运动的初速度大小为：v0＝＝ m/s＝50 m/s，故C 正确，D 错误. 3.(2017·全国卷Ⅰ)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空 气的影响).速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网.其原因是( ) A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 答案 C 解析 由题意知，两个乒乓球均做平抛运动，则根据h＝gt2及vy 2＝2gh 可知，乒乓球的运动 时间、下降的高度及竖直方向速度的大小均与水平速度大小无关，故选项A、B、D 均错误； 由发出点到球网的水平位移相同时，速度较大的球运动时间短，在竖直方向下落的距离较小， 可以越过球网，故C 正确. 4.(2018·江苏卷)某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该 弹射管保持水平，先后弹出两只小球.忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的( ) A.时刻相同，地点相同 B.时刻相同，地点不同 C.时刻不同，地点相同 D.时刻不同，地点不同 答案 B 5.人站在平台上平抛一小球，球离手的速度为v1，落地时速度为v2，不计空气阻力.下图中 能表示出速度矢量的变化过程的是( ) 答案 C 6.(2017·江苏卷)如图2 所示，A、B 两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t 在空中相遇. 若两球的抛出速度都变为原来的2 倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( ) 图2 A.t B.t C. D. 答案 C 解析 设A、B 两小球的抛出点间的水平距离为L，分别以水平速度v1、v2抛出，经过时间t 的水平位移分别为x1、x2，根据平抛运动规律有x1＝v1t，x2＝v2t，又x1＋x2＝L，则t＝；若 两球的抛出速度都变为原来的2 倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为t′＝＝，故选项C 正 确. 7.(2019·长丰二中高一下学期期末)一个物体从某一确定的高度以v0的初速度水平抛出，已知 它落地时的速度为vt，重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A.用θ 表示它的速度方向与水平方向夹角，则sin θ＝ B.它的运动时间是 C.它的竖直方向位移是 D.它的位移是 答案 B 解析 根据几何关系知，sin θ＝，故A 错误；根据平行四边形定则知，物体落地时的竖直 分速度vy＝，则物体运动的时间t＝＝，故B 正确；竖直方向的位移y＝＝，水平位移x＝v0t ＝v0，根据平行四边形定则知，物体的位移s＝＝，故C、D 错误. 8.一质点做匀速直线运动.现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则( ) A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 答案 BC 解析 质点一开始做匀速直线运动，处于平衡状态，施加恒力后，则该质点所受的合外力为 该恒力.若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，质点速度方向与恒力 方向不同，故A 错误；若恒力的方向某一时刻与质点运动方向垂直，之后质点做曲线运动， 力与运动方向夹角会发生变化，类似于平抛运动，故B 正确；由牛顿第二定律可知，质点 加速度方向与其所受合外力方向相同，故C 正确；根据加速度的定义，单位时间内速度变 化量相同，而速率变化量不一定相同，故D 错误. 9.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，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＝(gt1 2)∶(gt2 2)＝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.如图3 所示，乒乓球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从 左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘.设乒乓球 的运动为平抛运动，则乒乓球( ) 图3 A.在空中做匀变速运动 B.在水平方向做匀加速直线运动 C.在网的右侧运动的时间是左侧的2 倍 D.击球点的高度是网高的2 倍 答案 AC 解析 乒乓球击出后只受恒定的重力，在重力作用下做平抛运动，其运动可分解为水平方向 上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，A 正确，B 错误；球在网的左侧和右侧通 过的水平距离之比＝＝＝，C 正确；设击球点到桌面的高度为h，则击球点到网上沿的高度 与击球点到桌面的高度之比为＝＝，所以击球点的高度与网高度之比为＝，D 错误. 11.如图4 所示，不可伸长的轻质细绳绕过光滑定滑轮C，与质量为m 的物体A 连接，A 放在 倾角为θ 的光滑固定斜面上，绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B 连接，B、C 间细绳 恰沿水平方向，A、C 间细绳与斜面平行，从当前位置开始，B 在外力作用下以速度v0匀速 下滑，设绳子的张力为FT，重力加速度为g，在此后的运动过程中，下列说法正确的是( ) 图4 A.物体A 做加速运动 B.物体A 做匀速运动 C.FT可能小于mgsin θ D.FT一定大于mgsin θ 答案 AD 解析 由题意可知，将B 的实际运动分解成两个分运动，如图所示，根据平行四边形定则， 可知v 绳＝vBsin α，B 以速度v0匀速下滑，又α 增大，所以v 绳增大，则物体A 沿斜面向上做 加速运动，根据受力分析，结合牛顿第二定律，则有FT＞mgsin θ，故A、D 正确. 12.如图5，一小球从某固定位置以一定初速度水平抛出，已知当抛出速度为v0时，小球落 到一倾角为θ＝60°的斜面上，且球发生的位移最小，不计空气阻力，则( ) 图5 A.小球从抛出到落到斜面的时间为 B.小球从抛出到落到斜面的时间为 C.小球的抛出点到斜面的距离为 D.小球的抛出点到斜面的距离为 答案 BC 解析 球平抛的位移最小，则抛出点和落点的连线与斜面垂直，分解位移，如图所示： 设平抛时间为t，结合几何关系知，tan θ＝，x＝v0t，y＝gt2，解得：t＝，故选项A 错误，B 正确；s＝＝＝，选项C 正确，D 错误. 二、实验题(本题共2 小题，共12 分) 13.(4 分)(2019·眉山高中第二学期期末质检)某学习小组的同学根据不同的实验条件，进行了 “探究平抛运动的特点”的实验： 图6 (1)甲同学采用如图6 甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片，金属片把A 球沿水平方向弹出， 同时B 球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A 球被 弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明____________________________________. (2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q， 其中N 的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁 C、D 的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q 在轨道出口处的水平初速度v0相等，现 将小铁球P、Q 分别吸在电磁铁C、D 上，然后切断电源，使两小球能同时以相同的初速度 v0分别从轨道M、N 的下端射出.实验可观察到的现象应是____________________.仅改变弧 形轨道M 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____________________. 答案 (1)平抛运动的物体在竖直方向上是自由落体运动(1 分) (2)P 球击中Q 球(1 分) 平抛 运动的物体在水平方向上是匀速直线运动(2 分) 解析 (1)通过对照实验，说明两球的运动具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直 方向上做自由落体运动. (2)两球在光滑水平板上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速 直线运动. 14.(8 分)未来在一个未知星球上用如图7 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： 图7 (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)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 运动时间相同，设为T，在竖直方向有 Δh＝gT2，T＝0.10 s，可求出g＝8 m/s2. (3)两位置间的时间间隔为0.10 s，水平距离为8 cm，由x＝vxt，得水平速度vx＝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. 三、计算题(本题共4 小题，共40 分) 15.(8 分)某河宽200 m，河水的流速与离某河岸距离的变化关系如图8 所示，船在静水中的 航行速度恒为4 m/s，则： 图8 (1)小船渡河的最短时间是多少？ (2)以最短时间过河过程中，小船在河水中航行的最大速度是多少？速度方向与河岸夹角是多少？ 答案 (1)50 s (2)5 m/s 53° 解析 (1)设水流速度为v1，小船在静水中的速度为v2，河宽为d. 当船头垂直河岸渡河时，时间最短：t＝(2 分) 代入数据可得t＝50 s.(1 分) (2)小船驶至距河岸100 m 时水流速度最大，此时船的实际速度也最大，则v1m＝3 m/s.(1 分) vm＝＝ m/s＝5 m/s(2 分) 设此时该速度方向与河岸的夹角为θ 则tan θ＝＝，所以θ＝53°.(2 分) 16.(10 分)平抛一物体，当抛出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，取g＝10 m/s2，求： (1)初速度大小； (2)落地速度大小； (3)抛出点离地面的高度. 答案 (1)10 m/s (2)20 m/s (3)15 m 解析 将平抛运动分解为水平和竖直两个方向，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vy2 2＋v0 2＝v2得 vy2＝＝ m/s＝10 m/s(2 分) 在竖直方向上有vy2 2＝2gh 代入数据得h＝15 m.(2 分) 17.(10 分)如图9 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： 图9 (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(1 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(1 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(1 分) (3)物体A、B 间初始位置的高度差 h＝v1tsin 37°＋gt2＝6.8 m.(3 分) 18.(12 分)如图10 所示，小球A 从倾角为37°的足够长的斜面上的顶点处开始沿斜面匀速下 滑，速度大小v1＝3 m/s，经过时间Δt 后，从斜面顶点处以速度v2＝4 m/s 水平抛出一个飞 镖，结果飞镖恰好在斜面上某处击中小球A.不计飞镖运动过程中的空气阻力，可将飞镖和 小球视为质点.已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： 图10 (1)飞镖是以多大的速度击中小球的？ (2)两个物体开始运动的时间间隔Δt 应为多少？ 答案 (1)2 m/s (2)0.4 s 解析 (1)飞镖落在斜面上有： 水平方向：x＝v2t(1 分) 竖直方向：y＝gt2(1 分) tan 37°＝＝＝(1 分) 解得：t＝＝ s＝0.6 s(1 分) 则竖直分速度 vy＝gt＝10×0.6 m/s＝6 m/s(1 分) 根据平行四边形定则得v＝＝ m/s＝2 m/s(2 分) (2)飞镖的水平位移 x＝v2t＝4×0.6 m＝2.4 m(2 分) 小球的位移s＝＝ m＝3 m(1 分) 小球下滑的时间 t′＝＝ s＝1 s(1 分) 则Δt＝t′－t＝0.4 s.(1 分)