高中物理人教版必修二专题训练1

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专题训练一

1.下列对曲线运动的理解正确的是 ( ).

A.物体做曲线运动时,加速度一定变化

B.做曲线运动的物体不可能受恒力作用

C.曲线运动可以是匀变速曲线运动

D.做曲线运动的物体,速度的大小可以不变

解析 当物体受到恒力作用且力与速度方向不共线时,物体就做加速度恒定的曲线运动,故A、B错误,C正确;当物体受到的外力的方向始终与速度方向垂直时,物体做速度大小保持不变的曲线运动,故D正确.

答案 CD

2.某物体在一足够大的光滑水平面上向西运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体的运动将是 ( ).

A.直线运动且是匀变速直线运动

B.曲线运动但加速度方向不变、大小不变,是匀变速曲线运动

C.曲线运动但加速度方向改变、大小不变,是非匀变速曲线运动

D.曲线运动但加速度方向和大小均改变,是非匀变速曲线运动

解析 由题所给条件可知,物体水平向西做匀速直线运动,水平向南做匀加速直线运动.合成速度的方向在西南夹角范围内,加速度与外力方向一致,为向南且恒定,故物体做匀变速曲线运动,选项B正确.

答案 B

3.物体沿曲线由M运动至N,如果物体在运动中始终只受另一个物体的斥力作用,那么这个物体所在位置可能是图16中(已知MA和NA分别是过M、N点曲线的切线) ( ).

图16 A.①区域 B.②区域 C.③区域 D.④区域

解析 由物体做曲线运动的条件和牛顿第二定律知,物体在运动中所受合外力方向始终指向曲线的凹侧,由某点的速度沿该点的切线方向知:运动轨迹始终夹在速度与合外力矢量之间,故施力物体只能在②区域.

答案 B

4.游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹,打在远处的同一个靶上,A为甲枪子弹留下的弹孔,B为乙枪子弹留下的弹孔,两弹孔在竖直方向上相距h,如图17所示,不计空气阻力.关于两枪射出的子弹初速度大小,下列判断正确的是 ( ).

图17

A.甲枪射出的子弹初速度较大

B.乙枪射出的子弹初速度较大

C.甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大

D.无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小

解析 子弹被射出后做平抛运动,水平方向有x=v0t,竖直方向y=12gt2,由以上两式得y=gx22v20,由于y乙>y甲,故v0乙

答案 A

5.如图18所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°.在顶点把两个相同的小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上.若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为 ( ).

图18

A.1∶1 B.4∶3 C.16∶9 D.9∶16

解析 由平抛运动的位移规律得 x=v0ty=12gt2,而tan α=yx,则t=2v0tan αg,所以有tAtB=tan 37°tan 53°=916,故D正确.

答案 D

6.如图19所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图.小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10 Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,单位为cm,两球恰在位置4相碰.

图1-9

(1)计算A球离开桌面时的速度大小;

(2)画出图中A球的运动轨迹并标明相对应的四个位置.

解析 由题图可知,有三个时间间隔,每一个时间间隔是0.1 s故物体的运动时间为0.3 s.所以A球离开斜槽时的水平速度是v=30 cm0.3 s=1 m/s.A球做的是平抛运动,在竖直方向下落的高度与B球相同,情形如图所示.

答案 (1)1 m/s (2)如图所示

7.一小球以v0=10 m/s的速度水平抛出,抛出点距地面高度为H=20 m,问:

(1)小球在空中的飞行时间是多少?

(2)小球落地点距抛出点的水平距离是多少?

(3)落地时小球的速度大小是多少?

解析 (1)由H=12gt2得t= 2Hg= 2×2010s=2 s

(2)由x=v0t得x=10×2 m=20 m

(3)经过2 s,小球的竖直速度为vy=gt=20 m/s

所以落地时速度为v=v20+v2y=102+202 m/s=105 m/s

答案 (1)2 s (2)20 m (3)105 m/s

8.如图1-10所示,飞机距地面高度为H=500 m,水平飞行速度v1=100 m/s,追击一辆速度为v2=20 m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?(g取10 m/s2)

图1-10

解析 炸弹从抛出到落地所用时间为:h=12gt2,所以t=2hg= 2×50010s=10 s.

在10 s内炸弹的水平位移为:s1=v1t=100×10 m=1 000 m. 在10 s内汽车的位移为:s2=v2t=20×10 m=200 m.

所以飞机应在距汽车s=s1-s2=1 000 m-200 m=800 m的地方投弹方可击中汽车.

答案 800 m

9.在光滑的水平面内,一质量m=1 kg的质点以速度v0=10 m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5 N作用,直线OA与x轴成37°角,如图1-11所示,求:

图1-11

(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,求质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;

(2)质点经过P点时的速度大小.

解析 (1)质点做类平抛运动,v0=10 m/s.

a=Fm=5 N1 kg=5 m/s2,

tan 37°=yx=12at2v0t=at2v0,

解得t=3 s.

因此x=v0t=10×3 m=30 m,

y=12at2=12×5×32 m=22.5 m.

则P点坐标为(30 m,22.5 m).

(2)vx=v0=10 m/s,

vy=at=5×3 m/s=15 m/s, 则P点速度v=v2x+v2y=102+152m/s=513 m/s.

答案 (1)3 s (30 m,22.5 m)

(2)513 m/s

10.从高为H的A点平抛一物体,其水平射程为2x.在A点正上方高为2H的B点向相同方向抛出另一物体,其水平射程为x.两物体的轨迹在同一竖直面内,且都从同一个屏的顶端M擦过,求屏的高度.

解析 两物体的抛出高度和水平射程都已知,也就确定了两球的初速度关系:2x=vA 2Hg

x=vB 4Hg,得vA=22vB.

两物体都经过屏顶M,即以不同的初速度通过相同的水平射程,说明下落到M点所用时间不同,而时间由高度决定,解出落到M点的高度就可求出屏高.

设屏高为h,离抛射点的水平距离为d,则

d=vA 2H-hg=vB 22H-hg

解得h=67H.

答案 67H