(vip免费)(101页)新教科版必修2物理学科配套练习(整本书汇总)
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正确．由垂直速度方向的力改变速度的方向，沿速度方向的力改变速度的大小知，C 、D 正确．6．质量为m 的物体，在F 1、F 2、F 3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F 1、F 2不变，仅将F 3的方向改变90°(大小不变)后，物体可能做( )A ．加速度大小为F 3m的匀变速直线运动 B ．加速度大小为2F 3m的匀变速直线运动 C ．加速度大小为2F 3m的匀变速曲线运动 D ．匀速直线运动 解析：选BC ．物体在F 1、F 2、F 3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有F 3与F 1、F 2的合力等大反向，当F 3大小不变，方向改变90°时，F 1、F 2的合力大小仍为F 3，方向与改变方向后的F 3夹角为90°，故F 合＝2F 3，加速度a ＝F 合m ＝2F 3m，但因不知原速度方向与F 合的方向间的关系，故有B 、C 两种可能．7．如图所示，火车在水平轨道上以大小为v 的速度向西做匀速直线运动，车上有人相对车厢以大小为u 的速度向东水平抛出一小球，已知v >u ，站在地面上的人看到小球的运动轨迹应是(图中箭头表示列车运动的方向)( )解析：选D．小球抛出后相对于地面有水平向西的速度，由于抛出后小球合力向下，故抛出后小球仍向前运动，同时向下落，运动轨迹为曲线，选项D正确．8．翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目．如图所示，翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过M点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过A、B、C三点．下列说法中正确的是()A．过A点时的速度方向沿AB方向B．过B点时的速度方向沿水平方向C．过A、C两点时的速度方向相同D．圆形轨道上与M点速度方向相同的点在AB段上解析：选B．翻滚过山车经过A、B、C三点的速度方向如图所示，由图判断B正确，A、C错误．用直尺和三角板作M点速度方向的平行线且与圆相切于N点，则过山车过N 点时速度方向与M点相同，D错误．9．一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下面判断正确的是()A．若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B．若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C．若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D．若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速解析：选BD．曲线运动合外力的方向一定指向轨迹的凹侧，若x方向始终匀速，由轨迹的弯曲方向可判定，在y方向上，质点受到的力先沿y轴负方向，后沿y轴正方向，故质点在y方向先减速后加速，故B正确．同理可判定D也正确．☆10.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A．质点经过C点的速率比D点的大B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析：选A．质点做匀变速曲线运动，所以合外力不变，则加速度不变；在D点，加速度应指向轨迹的凹侧且与速度方向垂直，则在C点加速度的方向与速度方向成钝角，故质点由C到D速度在变小，即v C＞v D，选项A正确．二、非选择题11．汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用2 min的时间，汽车每行驶半周，速度的方向将改变多少度？汽车每行驶10 s，速度的方向将改变多少度？解析：汽车运动的方向时刻改变，汽车每绕圆形广场一周所用时间为2 min，即为120 s，则每秒汽车转过的角度为3°.又因为物体做曲线运动的速度方向就是物体运动轨迹上该点的切线方向，所以汽车每运行半周，速度的方向改变Δθ＝60×3°＝180°.故汽车每行驶10 s速度方向改变Δθ′＝10×3°＝30°.答案：180°30°12.如图所示，为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动．开始时，探测器以恒定的速率v0向x轴正方向平移．(1)单独分别开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？(2)单独开动P2和P4，探测器的运动有什么不同．解析：(1)单独开动P1时，力沿－x方向，故探测器做匀减速直线运动；单独开动P3时，探测器做匀加速直线运动；单独开动P2或P4时，探测器做匀变速曲线运动．(2)单独开动P2时，探测器在坐标系第Ⅰ象限内做曲线运动，轨迹向上弯曲；单独开动P4，探测器在坐标系第Ⅳ象限内做曲线运动，运动轨迹向下弯曲．答案：见解析1．关于曲线运动，下列说法正确的是()A．曲线运动不一定是变速运动B．曲线运动可以是匀速率运动C．做曲线运动的物体没有加速度D．做曲线运动的物体加速度一定不变解析：选B．曲线运动的速度方向时刻在变，故曲线运动一定是变速运动，选项A错误；当合力方向始终与速度方向垂直时，物体速度大小不变，选项B正确；物体做曲线运动时一定受力的作用，所以做曲线运动的物体一定有加速度，选项C错误；当物体受到的合力变化时，加速度也变化，选项D错误．2．关于力和运动的关系，以下说法中正确的是()A．物体受到外力作用，其运动状态一定改变B．物体受到不变的合外力的作用，其加速度一定不变C．物体做曲线运动，说明其受到的合外力为变力D．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动解析：选BD．物体受到外力作用，若外力的合力为零，其运动状态也不会发生改变，故A错误；不变的合外力将使物体产生恒定的加速度，故B正确；物体所受的外力不论是恒力还是变力，只要外力与速度不在一条直线上，物体一定做曲线运动，故C错误；若物体所受合力方向与运动方向相反，即合外力方向与速度方向在同一条直线上，那么该物体一定做直线运动，选项D正确．3．一个物体在相互垂直的恒力F 1和F 2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去F 2，则物体的运动情况是( )A ．物体做匀变速曲线运动B ．物体做变加速曲线运动C ．物体做匀速直线运动D ．物体沿F 1的方向做匀加速直线运动解析：选A ．物体在相互垂直的恒力F 1和F 2的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，其速度方向与F 合的方向一致，经过一段时间后，撤去F 2，F 1与v 不在同一直线上，故物体必做曲线运动；由于F 1恒定，由a ＝F 1m知，a 也恒定，故应为匀变速曲线运动，选项A 正确． 4．如图所示为一质点在恒力F 作用下在xOy 平面上从O 点运动到B 点的轨迹，且在A 点时的速度v A 与x 轴平行，则恒力F 的方向可能是( )A ．沿＋x 方向B ．沿－x 方向C ．沿＋y 方向D ．沿－y 方向解析：选D ．根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧的特点，质点在O 点受力方向可能沿＋x 方向或－y 方向，而在A 点速度方向沿＋x 可以推知恒力方向不能沿＋x 方向，但可以沿－y 方向，所以D 项正确．5．若已知物体运动的初速度v 0的方向及它受到的恒定的合外力F 的方向，下图表示物体运动的轨迹，正确的是( )解析：选B ．当物体所受合外力的方向与速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，所以选项C 错误；在物体做曲线运动时，运动的轨迹始终处在合外力方向与速度方向的夹角之中，并且合外力F 的方向指向轨迹的凹侧，据此可知，选项B 正确，A 、D 错误．一、选择题1．一个质点同时参与互成一定角度(不在同一直线)的匀速直线运动和匀变速直线运动，该质点的运动特征是( )A ．速度不变B ．运动中的加速度不变C ．轨迹是直线D ．轨迹是曲线解析：选BD ．合运动的加速度等于两个分运动的加速度矢量和，即合运动的加速度是恒定加速度a ，而合运动的加速度与合运动的速度不在同一条直线上，故合运动一定是曲线运动．所以B 、D 正确．2．雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是( )A ．风速越大，雨滴下落时间越长B ．风速越大，雨滴着地时速度越大C ．雨滴下落时间与风速无关D ．雨滴着地速度与风速无关解析：选BC ．雨滴竖直向下的下落运动和在风力作用下的水平运动是雨滴同时参与的两个分运动，雨滴下落的时间由竖直分运动决定，两分运动彼此独立，互不影响，雨滴下落的时间与风速无关，选项A 错误，选项C 正确；雨滴着地时的速度与竖直分速度和水平风速有关，风速越大，雨滴着地时的速度越大，选项B 正确，选项D 错误．3．如图所示，一玻璃筒中注满清水，水中放一软木做成的小圆柱体R (圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，使它在水中能匀速上浮)．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧(图甲)．现将玻璃管倒置(图乙)，在软木塞上升的同时，将玻璃管水平向右加速移动，观察软木塞的运动，将会看到它斜向右上方运动，经过一段时间，玻璃管移至图丙中右图所示位置，软木塞恰好运动到玻璃管的顶端，在图丁四个图中，能正确反映软木塞运动轨迹的是( )解析：选C ．圆柱体参与了竖直方向的匀速直线运动和水平向右的初速度为零的匀加速直线运动，所以其合初速度的方向竖直向上，合加速度的方向水平向右，物体运动的轨迹(直线还是曲线)由物体的速度和加速度的方向关系决定，由于合初速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，圆柱体一定做曲线运动，所以A 错；圆柱体在竖直方向的速度不变，而水平方向的速度逐渐增大，所以合速度的方向与水平方向的夹角逐渐减小，做曲线运动的物体的轨迹的切线方向即为速度的方向，所以B 、D 错，C 对．4．欲划船渡过一宽100 m 的河，船相对静水速度v 1＝5 m/s ，水流速度v 2＝3 m/s ，则( )A ．过河最短时间为20 sB ．过河最短时间为25 sC ．过河位移最短所用的时间是25 sD ．过河位移最短所用的时间是20 s解析：选AC ．当船头指向垂直河岸航行时，过河用时最短，最短时间t 1＝d v 1＝1005s ＝20 s ，A 对，B 错．当船驶向上游与河岸成θ角，合速度与岸垂直时，且v 1cos θ＝v 2时，过河位移最短，此时cos θ＝v 2v 1＝35，过河时间t 2＝d v 1sin θ＝1005×45s ＝25 s ，故C 对，D 错． 5．某人横渡一河岸，船划行速度和水流速度一定，此人过河最短时间为T 1；若此船用最短的位移过河，则所需时间为T 2，若船速大于水速，则船速与水速之比为( )A ．T 2T 22－T 21B ．T 2T 1C ．T 1T 21－T 22D ．T 1T 2 解析：选A ．设船在静水中速度为v 1，水流速度为v 2，河宽为d ，则过河最短时间T 1＝d v 1；过河位移最短时，所用时间T 2＝d v 21－v 22，联立以上两式得v 1v 2＝T 2T 22－T 21. 6.如图所示，水平面上的小车向左运动，系在车后缘的轻绳绕过定滑轮，拉着质量为m 的物体上升．若小车以v 1的速度做匀速直线运动，当车后的轻绳与水平方向的夹角为θ时，物体的速度为v 2，轻绳对物体的拉力为T ，则下列关系式正确的是( )A ．v 2＝v 1B ．v 2＝v 1cos θC ．T ＝mgD ．T >mg 解析：选D ．轻绳的速度大小与物体m 的速度v 2相等，小车沿水平面向左匀速运动的速度为v 1，因此，小车的合速度为v 1，小车沿轻绳方向的速度是小车的分速度，根据平行四边形定则将速度v 1分解，如图所示，v 2＝v 1cos θ，选项A 、B 均错；v 1不变，在小车向左运动的过程中，角θ减小，cos θ增大，因此物体上升的速度v 2不断增大，物体加速上升，根据牛顿第二定律可知T －mg ＝ma >0，则T >mg ，选项C 错误，选项D 正确．7．匀速上升的载人气球中，有人水平向右抛出一物体，取竖直向上为y 轴正方向，水平向右为x 轴正方向，取抛出点为坐标原点，则地面上的人看到的物体的运动轨迹是图中的( )解析：选B ．抛出的物体由于惯性仍具有向上的初速度，而竖直方向上的分运动是竖直上抛运动，水平方向上的分运动是匀速直线运动．所以B 正确．8．如图所示，甲、乙两同学从河中 O 点出发，分别沿直线游到 A 点和 B 点后，立即沿原路线返回到 O 点，OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直，且 OA ＝OB ．若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为( )A ．t 甲<t 乙B ．t 甲＝t 乙C ．t 甲>t 乙D ．无法确定解析：选C ．设水流的速度为v 水，两人在静水中的速度为v 人，从题意可知v 人>v 水，设OA ＝OB ＝L ，对甲同学t 甲＝L v 人＋v 水＋L v 人－v 水＝2v 人L v 2人－v 2水，对乙同学来说，要想垂直到达B 点，其速度方向要指向上游，并且来回时间相等，即t 乙＝ 2L v 2人－v 2水，则t 甲t 乙＝v 人v 2人－v 2水，即t 甲>t 乙，C 正确．☆9.小河宽为d ，河水中各点的水流速度与各点到较近河岸边的距离成正比，v 水＝kx ，k ＝4v 0d，x 是各点到近岸的距离，小船船头垂直河岸渡河，小船划水速度为v 0，则下列说法中正确的是( )A ．小船渡河时的轨迹为直线B ．小船渡河时的轨迹为曲线C ．小船到达距河对岸d 4处，船的渡河速度为2v 0D ．小船到达距河对岸3d 4处，船的渡河速度为10v 0 解析：选BC ．由题意可知，小船在垂直于河岸方向上做匀速直线运动；由于水的速度与水到岸边的距离有关，所以小船在沿河方向做变速运动，所以小船的轨迹为曲线，B 正确，A 错误．小船到达距河对岸d 4处时，小船沿河岸方向的速度为v 0，其合速度为2v 0，所以C 正确．小船到达距河对岸3d 4处时，小船到另一河岸的距离为 d 4，所以其合速度为2v 0，D 错误．二、非选择题10. 2014年3月9日全国山地自行车冠军赛首站结束，刘馨阳、任成远分获男、女越野赛冠军．若某一路段车手正在骑自行车以4 m/s 的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速也是4 m/s ，则车手感觉的风速多大？方向如何？解析：以人为参考系，气流水平方向上有向西的4 m/s 的速度，向南有4 m/s 的速度，所以合速度为4 2 m/s ，方向为西南方向，如图所示．由图可知骑车的人感觉到风速方向为东北方向的东北风．答案：4 2 m/s 东北风11. 如图所示，A 物块以速度v 沿竖直杆匀速下滑，由细绳通过定滑轮拉动物体B 在水平方向上运动．当细绳与水平面夹角为θ时，求物体B 运动的速度大小．解析：本题为绳子末端速度分解问题．物块A 沿杆向下运动，产生使绳子伸长和使绳子绕定滑轮转动两个效果．因此绳子端点(即物块A )的速度可以分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，如图所示，其中物体B 的速度大小等于沿绳子方向的分速度，则有sin θ＝v B v ，因此v B ＝v sin θ.答案：v sin θ☆12.一物体在光滑水平面上运动，它在x 方向和y 方向上的两个分运动的速度—时间图像如图所示．(1)判断物体的运动性质； (2)计算物体的初速度大小；(3)计算物体在前3 s 内和前6 s 内的位移大小．解析：(1)由图像可知，物体沿x 方向的分运动为匀速直线运动，沿y 方向的分运动为匀变速直线运动，故合运动为匀变速曲线运动．(2)物体的初速度为v 0＝ v 2x 0＋v 2y 0＝302＋(－40)2 m/s ＝50 m/s.(3)在前3 s 内x 方向：x ＝v x t ＝30×3 m ＝90 my 方向：y ＝－12×40×3 m ＝－60 m 合位移大小为s ＝x 2＋y 2＝902＋(－60)2 m ＝3013 m前6 s 内x 方向：x ′＝v x t ′＝30×6 m ＝180 m.y 方向：y ′＝0合位移：s ′＝x ′2＋y ′2＝180 m.答案：(1)匀变速曲线运动 (2)50 m/s(3)3013 m 180 m1．关于运动的合成与分解，以下说法中正确的是( )A ．由两个分运动求合运动，合运动是唯一确定的B ．由合运动分解为两个分运动，可以有不同的分解方法C ．只有物体做曲线运动时，才能将这个运动分解为两个分运动D ．任何形式的运动，都可以用几个分运动代替解析：选ABD ．从运动合成或分解的法则——平行四边形定则出发思考，明确运动分解的意义、方法，可做出正确的判断，答案为A 、B 、D ．2.如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间以后，在空中做匀速运动．若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4.0 m/s.当有正东方向吹来的风，风速大小是3.0 m/s 时，则跳伞员着地时的速度( )A ．大小为5.0 m/s ，方向偏西B ．大小为5.0 m/s ，方向偏东C ．大小为7.0 m/s ，方向偏西D ．大小为7.0 m/s ，方向偏东 解析：选A ．跳伞员竖直方向的匀速直线运动和水平方向上与风同速的匀速直线运动是他的两个分运动，如图所示，由平行四边形定则及几何知识得，v 合＝ 4.02＋3.02 m/s ＝5.0 m/s ，方向偏西．选项A 正确，其他选项均错．3．一物体运动规律是x ＝3t 2 m ，y ＝4t 2 m ，则下列说法中正确的是( ) A ．物体在x 轴和y 轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动 B ．物体的合运动是初速度为零、加速度为5 m/s 2的匀加速直线运动 C ．物体的合运动是初速度为零、加速度为10 m/s 2的匀加速直线运动 D ．物体的合运动是加速度为5 m/s 2的曲线运动解析：选AC ．根据匀加速直线运动的位移公式s ＝v 0t ＋12at 2可知，物体在x 轴和y 轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动，选项A 正确；物体在x 、y 方向上的加速度分别为a x ＝6 m/s 2，a y ＝8 m/s 2，根据平行四边形定则知，物体的合加速度为a ＝a 2x ＋a 2y＝10 m/s 2，v 0＝0，选项B 、D 错误，选项C 正确．4．某电视台群众娱乐节目中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台的边缘上，向平台圆心处的球筐内投篮球．如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐(图中箭头指向表示投篮方向，群众演员沿切线方向与转盘同速，且v ＝ωR )( )解析：选B ．篮球被投出时由于惯性具有同圆盘边缘线速度等大的切向速度v 1＝ωR ，要投入平台中心处的篮筐，篮球的合速度应该沿半径方向水平向左，根据平行四边形定则可知，选项B 正确，其他选项所标注的篮球投出方向都不能使篮球的合速度沿半径方向指向圆心．5．小船在200 m 宽的河中横渡，水流速度为2 m/s ，船在静水中的航速是4 m/s ，求： (1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？ (2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？解析：小船参与了两个运动：随水漂流和船在静水中的运动．因为分运动之间是互不干扰的，具有等时的性质，故(1)小船渡河时间等于垂直于河岸的分运动时间t ＝t 1＝d v 船＝2004s ＝50 s沿河流方向的位移x 水＝v 水t ＝2×50 m ＝100 m 即在正对岸下游100 m 处靠岸．(2)要小船垂直过河，即合速度应垂直于河岸，如图所示，则cos θ＝v 水v 船＝24＝12所以θ＝60°，即航向与岸上游成60°角渡河时间t ＝d v 合＝d v 船sin θ＝2004sin 60° s ＝1003s ≈57.7 s.答案：(1)50 s 后在正对岸下游100 m 处靠岸 (2)航向与岸上游成60°角 57.7 s一、选择题1．物体做平抛运动时，它的速度方向和水平方向间的夹角α的正切tan α随时间t 变化的图像是图中的( )解析：选B ．平抛运动的合速度v 与两个分速度v 0、v y 的关系如图所示．则tan α＝v y v 0＝gv 0·t ，故正切tan α与时间t 成正比，B 正确．2．在地面上方某一高处，以初速度v 0水平抛出一石子，当它的速度由水平方向变化到与水平方向成θ角时，石子的水平位移的大小是(不计空气阻力)( )A ．v 20sin θgB ．v 20cos θgC ．v 20tan θgD ．v 20cot θg解析：选C ．经时间t 后竖直方向的速度为v y ＝gt ，由三角函数关系可得：tan θ＝gtv 0，水平位移的大小x ＝v 0t ＝v 20tan θg，选项C 正确．3．在运动的合成和分解的实验中，蜡块在长1 m 的竖直放置的玻璃管中在竖直方向做匀速直线运动．现在某同学拿着玻璃管在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动(忽略蜡块与玻璃管之间的摩擦)，并每隔1 s 画出蜡块运动所到达的位置，运动轨迹如图所示，若在轨迹上C 点(a ，b )作该曲线的切线(图中虚线)交y 轴于A 点，则A 的坐标为( )A ．(0,0.5b )B ．(0,0.6b )C ．(0,0.5a )D ．(0，a )解析：选A ．作出图示，设v 与x 轴的夹角为θ，有tan θ＝v yv x，根据平抛运动的规律有在水平方向：x ＝v x t /2，在竖直方向：y ＝v y t ，综合各式得tan θ＝y /(2x )．在直角三角形ABC 中，BC ＝x tan θ＝y /2＝0.5b ，故A 点的坐标应为(0,0.5b )． 4.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图所示)．不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛球时，他可能作出的调整为( )A ．减小初速度，抛出点高度不变B ．增大初速度，抛出点高度不变C ．初速度大小不变，降低抛出点高度D ．初速度大小不变，提高抛出点高度解析：选AC ．设小球被抛出时的高度为h ，则h ＝12gt 2，小球从抛出到落地的水平位移x ＝v 0t ，两式联立得x ＝v 02hg，根据题意，再次抛小球时，要使小球运动的水平位移x 减小，可以采用减小初速度v 0或降低抛出点高度h 的方法，故A 、C 正确．5．在一次飞越黄河的表演中，汽车在空中飞经最高点后在对岸着地，已知汽车从最高点至着地点经历的时间约为1 s ，忽略空气阻力，则最高点与着地点的高度差约为( )A ．8.0 mB ．5.0 mC ．3.2 mD ．1.0 m解析：选B ．汽车从最高点开始做平抛运动，竖直方向y ＝12gt 2＝12×10×12m ＝5.0 m ，即最高点与着地点的高度差约为5.0 m ，B 正确．6．如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )。
