物理高一下册 期末精选单元测试与练习(word解析版)

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一、第五章 抛体运动易错题培优(难) 1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为( )

A.gR B.2gR C.3gR D.2gR 【答案】C 【解析】 小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为,如图,

则由21sin2ygtR,得2sinRtg,竖直方向的分速度为2sinyvgtgR,水平方向的分速度为

220(2)(2sin)42sinvgRgRgRgR,又00tanyvgtvv,而

2001

2tan2gtgtvtv,所以tan2tan,物体沿水平方向的位移为2cosxR,又

0xvt,联立以上的方程可得03vgR,C正确.

2.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/s B.甲在A点的速度为2.5m/s C.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 cos53Bvv绳 同理,D点的速度分解可得 cos37Dvv绳

联立解得 cos53cos37BDvv

那么,同理则有 cos37cos53ACvv

由于控制乙物体以2msv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1.5msAv,AB错误;

CD.设甲与悬点连线与水平夹角为,乙与悬点连线与竖直夹角为,由上分析可得

coscosACvv

在乙下降过程中,角在逐渐增大,角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C正确,D 错误。 故选C。

3.如图所示,在固定的斜面上A、B、C、D四点,AB=BC=CD。三个相同的小球分别从A、B、C三点以v1、v2、v3的水平速度抛出,不计空气阻力,它们同时落在斜面的D点,则下

列判断正确的是( )

A.A球最后才抛出

B.C球的初速度最大

C.A球离斜面最远距离是C球的三倍

D.三个小球落在斜面上速度方向与斜面成30

斜向右下方

【答案】C 【解析】 【详解】

A.设球在竖直方向下降的距离为h,三球水平抛出后,均做平抛运动,据212hgt可

得,球在空中飞行的时间 2htg

所以A球在空中飞行时间最长,三球同时落在斜面的D点,所以A球最先抛出,故A项错误; B.设球飞行的水平距离为x,三球水平抛出后,球在水平方向做匀速直线运动,则球的初

速度

03tan302hxghvtt

C球竖直下降的高度最小,则C球的初速度最小,故B项错误;

C.将球的运动分解成垂直于斜面和平行于斜面可得,球在垂直斜面方向的初速度和加速度

分别为

0sin30vv,cos30ag

当球离斜面距离最远时,球垂直于斜面的分速度为零,球距离斜面的最远距离 222

0sin30322cos308vvdhag



A球在竖直方向下降的距离是C球的三倍,则A球离斜面最远距离是C球的三倍,故C项 正确; D.三球水平抛出,最终落在斜面上,则

2

0

1

2tan30gtvt

设球落在斜面上速度方向与水平面成角,则

00tanyvgtvv 解得 2tan2tan3033

所以球落在斜面上速度方向与水平面夹角不是60,即球落在斜面上速度方向与斜面不是成30斜向右下方,故D项错误。

4.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v1、v2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v1可能大于v2

B.a球的飞行时间可能比b球长

C.若v2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=v0t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v1一定小于v2.故A错误.

B、竖直方向上做自由落体运动,由212hgt,得2htg,若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.

5.2019年女排世界杯,中国女排以十一连胜夺冠。如图为排球比赛场地示意图,其长度

为L,宽度s,球网高度为h。现女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球,发球点高度为1.5h,排球做平抛运动(排球可看做质点,忽略空气阻力),重力加速度为g,则排球( )

A.能过网的最小初速度为

23Lgh

B.能落在界内的最大位移为

22

4

sL

C.能过网而不出界的最大初速度为

22

34gsLh





D.能落在界内的最大末速度为

22()224gsLghh

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据平抛运动的两分运动规律

0xvt

212ygt 联立可得 2202gyxv

A.刚能过网的条件为

2Lx

1.50.5yhhh 带入轨迹方程可得最小初速度为

02Lgvh

故A错误; B.能落在界内的最大位移是落在斜对角上,构成的直角三角形,由几何关系有

222max(1.5)()2sshL

故B错误; C.能过网而不出界是落在斜对角上,条件为

22()2sxL

1.5yh 带入轨迹方程可得最大初速度为 22220max()()2334sggsvLLhh

故C正确; D.根据末速度的合成规律可知,能落在界内的最大末速度为

222max0max21.5()334gsvvghLghh

故D错误。 故选C。

6.高度为d的仓库起火,现需要利用仓库前方固定在地面上的消防水炮给它灭火。如图所示,水炮与仓库的距离为d,出水口的横截面积为S。喷水方向可自由调节,功率也可以变化,火势最猛的那层楼窗户上、下边缘离地高度分别为0.75d和0.25d,(要使火火效果最好)要求水喷入时的方向与窗户面垂直,已知水炮的效率为η,水的密度为ρ,重力加速度为g,不计空气阻力,忽略水炮离地高度。下列说法正确的是( ) A.若水从窗户下边缘进入,则进入时的速度大小为

dg

B.若水从窗户上边缘进入,则进入时的速度大小为

2dg

C.若水从窗户的正中间进入,则此时的水炮功率最小

D.满足水从窗户进入的水炮功率最小值为

321

22Sgd

【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】 A.把抛出水的运动逆向思维为平抛运动,根据平抛运动规律有

022ggvxdhh



水从上边缘进入0.75hd,解得 0220.753ggdvdd

故A错误; B.水从下边缘进入0.25hd,解得

0220.25gvdgdd

故B错误; C.逆向思维,水到达水炮时

0xvv,2yvgh

则有 222(2)2xydvvvghh

根据数学知识可知,当2dh,即0.5hd时,v最小,对应位置为窗户正中间,故C正确; D.由上面的分析可知,当v的最小值2vdg,满足水从窗户进入的水炮功率最小,其

最小值为