浙江浙江省桐乡市高级中学期末精选(培优篇)(Word版 含解析)
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浙江浙江省桐乡市高级中学期末精选(培优篇)(Word 版 含解析)一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.不可伸长的轻绳通过定滑轮,两端分别与甲、乙两物体连接,两物体分别套在水平、竖直杆上。
控制乙物体以v =2m/s 的速度由C 点匀速向下运动到D 点,同时甲由A 点向右运动到B 点,四个位置绳子与杆的夹角分别如图所示,绳子一直绷直。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则下列说法正确的是( )A .甲在A 点的速度为2m/sB .甲在A 点的速度为2.5m/sC .甲由A 点向B 点运动的过程,速度逐渐增大D .甲由A 点向B 点运动的过程,速度先增大后减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB .将甲的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度,设该速度为v 绳,根据平行四边形定则得,B 点的实际速度cos53B v v =︒绳同理,D 点的速度分解可得cos37D v v =︒绳联立解得cos53cos37B D v v ︒=︒那么,同理则有cos37cos53A C v v ︒=︒由于控制乙物体以2m s v =的速度由C 点匀速向下运动到D 点,因此甲在A 点的速度为1.5m s A v =,AB 错误;CD .设甲与悬点连线与水平夹角为α,乙与悬点连线与竖直夹角为β,由上分析可得cos cos A C v v αβ=在乙下降过程中,α角在逐渐增大,β角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C 正确,D 错误。
故选C 。
2.如图所示,ACB 是一个半径为R 的半圆柱面的横截面,直径AB 水平,C 为截面上的最低点,AC 间有一斜面,从A 点以大小不同的初速度v 1、v 2沿AB 方向水平抛出两个小球,a 和b ,分别落在斜面AC 和圆弧面CB 上,不计空气阻力,下列判断正确的是( )A .初速度v 1可能大于v 2B .a 球的飞行时间可能比b 球长C .若v 2大小合适,可使b 球垂直撞击到圆弧面CB 上D .a 球接触斜面前的瞬间,速度与水平方向的夹角为45° 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A 、两个小球都做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,由x =v 0t 得知t 相同时,水平位移越大,对应的初速度越大,则知初速度v 1一定小于v 2.故A 错误.B 、竖直方向上做自由落体运动,由212h gt =,得2h t g =a 球下落的高度大于b 球的高度,则a 球的飞行时间比b 球长;故B 正确.C 、根据平抛运动的推论:平抛运动瞬时速度的反向延长线交水平位移的中点,作出b 球垂直撞击到圆弧面CB 上速度的反向延长线,与AB 的交点一定在O 点的左侧,速度的反向延长线不可能通过O 点,所以b 球不可能与CB 面垂直,即b 球不可能垂直撞击到圆弧面CB 上,故C 错误.D 、由几何知识得知AC 面的倾角为45°,运用与C 项同样的分析方法:作出a 球接触斜面前的瞬间速度反向延长线,可知此瞬时速度与水平方向的夹角大于45°.故D 错误. 故选B.3.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A 由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B 相连,施加外力让A 沿杆以速度v 匀速上升,从图中M 位置上升至与定滑轮的连线处于水平N 位置,已知AO 与竖直杆成θ角,则( )A .刚开始时B 的速度为cos vθB .A 匀速上升时,重物B 也匀速下降C .重物B 下降过程,绳对B 的拉力大于B 的重力D .A 运动到位置N 时,B 的速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】A.对于A ,它的速度如图中标出的v ,这个速度看成是A 的合速度,其分速度分别是a b v v 、,其中a v 就是B 的速率(同一根绳子,大小相同),故刚开始上升时B 的速度cos B v v θ=,故A 不符合题意;B.由于A 匀速上升,θ在增大,所以B v 在减小,故B 不符合题意;C .B 做减速运动,处于超重状态,绳对B 的拉力大于B 的重力,故C 符合题意; D.当运动至定滑轮的连线处于水平位置时90θ=︒,所以0B v =, 故D 不符合题意。
4.一群小孩在山坡上玩投掷游戏时,有一小石块从坡顶水平飞出,恰好击中山坡上的目标物。
若抛出点和击中点的连线与水平面成角α,该小石块在距连线最远处的速度大小为v ,重力加速度为g ,空气阻力不计,则( )A .小石块初速度的大小为cos vαB .小石块从抛出点到击中点的飞行时间为sin v gαC .抛出点与击中点间的位移大小为22sin v gαD .小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角也为α 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .石块做的是平抛运动,当石块与连线的距离最远时,石块的速度与山坡斜面平行,所以把石块的速度沿水平和竖直方向分解,水平方向上可得0cos vv α=即为平抛运动的初速度的大小,选项A 正确;BC .设抛出点与击中点间的距离为L ,则由平抛运动的规律得 水平方向上0cos L v t α=竖直方向上21sin 2L gt α=由以上两个方程可以解得232sin cos v L g αα= 22sin cos v t g αα=选项BC 错误;D .小石块击中目标时,竖直分速度22sin cos y v v gt αα==则击中目标时速度方向与水平方向的夹角22sin tan 2tan cos y v v v αβαα=== 所以小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角不等于α,选项D 错误。
故选A 。
5.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为v甲、v乙,两船从同一渡口向河对岸划去。
已知甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,则甲、乙两船渡河所用时间之比为()A.vv甲乙B.vv乙甲C.2vv⎛⎫⎪⎝⎭甲乙D.2vv⎛⎫⎪⎝⎭乙甲【答案】D【解析】【详解】如图所示,当v甲与河岸垂直时,甲渡河时间最短,合速度偏向下游,到达对岸下游某点。
乙船应斜向上游,才有最短航程,因两船抵达对岸的地点恰好相同,所以乙船不是垂直河岸过河,最短航程时v v⊥乙乙合。
由x vt=知,t与v成反比,所以有2sinsinsinvvtvt vθθθ===水甲乙合水乙甲合由图可看出tan cosv vv vθθ==水乙甲水,,代入上式得2t vt v⎛⎫= ⎪⎝⎭甲乙乙甲故D项正确,ABC错误。
6.如图所示,在竖直平面内坐标系中的第一象限内有沿x轴正方向的恒定风力,将质量为0.1kgm=小球以初速度4m/sv=从O点竖直向上抛出,到达最高点的位置为M点,落回x轴时的位置为N(图中没有画出),若不计空气阻力,坐标格为正方形,g取210m/s,则()A.小球在M点的速度大小为5m/sB .位置N 的坐标为(120),C .小球到达N 点的速度大小为D .风力大小为10N 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .设正方形的边长为0s ,小球竖直方向做竖直上抛运动有01v gt =解得10.4s t =0122v s t =水平方向做匀加速直线运动有10132v s t =解得小球在M 点的速度大小为16m/s v =选项A 错误;B .由竖直方向运动的对称性可知,小球再经过1t 到达x 轴,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,位置N 的坐标为(12,0),选项B 正确;C .到N 点时竖直分速度大小为04m/s v =,水平分速度1212m/s x N v a t v ===水平小球到达N 点的速度大小为2v ==选项C 正确; D .水平方向上有11v at =解得215m/s a =水平所以风力大小1.5N F ma ==水平选项D 错误。
故选BC 。
7.如图所示,倾角为θ=37°的斜面放在水平地面上,小球从斜面顶端P点以初速度v0水平抛出,刚好落在斜面中点处。
现将小球以初速度2v0水平抛出,不计空气阻力,小球下落后均不弹起,sin37°=0.6,c os37°=0.8,重力加速度为g,则小球两次在空中运动过程中()A.时间之比为1:2 B.时间之比为12C.水平位移之比为1:4 D.竖直位移之比为1:2【答案】BD【解析】【分析】【详解】第一次落到斜面中点,假设第二定落到水平面上,根据212h gt=可知122tt=水平方向做匀速直线运动,根据x vt=代入数据可知1222xx=由于第一次恰好落到斜面中点处,因此第二定一定落到水平面上,假设成立。
因此运动时间之比2;水平位移之比为1:2;竖直位移之比为1:2。
BD正确,AC错误。
故选BD。
8.如图,竖直放置间距为d的两个平行板间存在水平方向的风力场,会对场中的物体产生水平向右的恒定风力作用,与两板上边缘等高处有一个质量为m的小球P(可视为质点)。
现将小球P从两板正中央由静止释放,最终小球运动到右板上的位置O。
已知小球下降的高度为h,小球在竖直方向只受重力作用,重力加速度大小为g,则从开始位置运动到位置O的过程中()A .水平风力2mgdF h=B .小球P 的运动时间2h t g=C .小球P 运动的加速度a =gD .小球P 运动的轨迹为曲线 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】D .由于水平方向风力恒定,竖直方向重力恒定,因此两个力的合力恒定,又由于初速度为零,因此物体做初速度为零的匀加速直线运动,运动轨迹为直线,D 错误; A .小球所受力的方向与运动方向相同,因此2d Fmg h= 可得2mgdF h=A 正确;B .在竖直方向上,小球做自由落体运动212h gt =运动的时间2h t g=B 正确;C ,小球竖直方向加速度为a g =竖水平方向加速度为2F gd a m h==水 C 错误。
故选AB 。
9.如图所示,水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练,飞机沿水平方向做匀加速直线运动.当飞机飞过观察点B 点正上方A 点时投放一颗炸弹,经时间T 炸弹落在观察点B 正前方1L 处的C 点,与此同时飞机投放出第二颗炸弹,最终落在距观察点B 正前方2L 处的D 点,且21L 3L =,空气阻力不计,以下说法正确的有( )A .飞机第一次投弹时的速度为1L T B .飞机第二次投弹时的速度为12L TC .飞机水平飞行的加速度为12L T D .两次投弹时间间隔T 内飞机飞行距离为14L 3【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A 、第一次投出的炸弹做平抛运动,在时间T 内水平方向匀速直线运动的位移为L 1,故第一次投弹的初速度为11L v T=;故A 正确. BC 、设飞机的加速度为a ,第二次投弹时的速度为2v ,由匀变速直线运动的规律可知:()21211v T aT L v aT T 2+=-+,而21L 3L =,解得:122L a 3T =,1215L v v aT 3T =+=,故B 、C 均错误.D 、两次投弹间隔T 内飞机飞行的距离2114123L s v T aT =+=;故D 正确. 故选AD.10.如图所示,a ,b 两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,则( )A .一定是b 球先落在斜面上B .可能是a 球先落在半圆轨道上C .当0210gRv >时,一定是a 球先落到半圆轨道上 D .当043gRv <时,一定是b 球先落在斜面上 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .将圆轨道和斜面轨道重合在一起,如图所示交点为A ,初速度合适,小球可做平抛运动落在A 点,则运动的时间相等,即同时落在半圆轨道和斜面上。