2020版新教材高中物理单元素养评价（二）（含解析）鲁教版.docx

单元素养评价(二)(第2章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分)1.在操场上,一遥控小汽车在小明的控制下做曲线运动。对于做曲线运动的遥控小汽车而言,下列说法正确的是()A.遥控小汽车运动速度可能不变B.遥控小汽车的加速度一定是变化的C.遥控小汽车的加速度方向与速度方向不在同一条直线上D.遥控小汽车的加速度方向与其所受合力的方向不在同一条直线上【解析】选C。既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,故A错误;物体在恒力或变力作用下都有可能做曲线运动,例如平抛运动,物体受恒力;匀速圆周运动,物体受变力,所以遥控小汽车的加速度可能不变,故B错误;做曲线运动的条件是物体所受的合力与速度方向不在同一直线上,所以遥控小汽车的加速度方向与速度方向不在同一条直线上,故C正确;根据牛顿第二定律可知,加速度与合外力一定在同一条直线上,故D错误。2.在学习运动的合成与分解时我们做过如图甲所示的实验。在长80100 cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动,你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是如图乙中的()【解析】选C。蜡块所受合力方向水平向右,与初速度方向垂直做类平抛运动,轨迹是抛物线,A错误;在曲线运动中,合力在轨迹的凹侧,B、D错误,C正确。3.在宽度为d的河中,水流速度恒为v1,船在静水中速度大小恒为v2(且v1v2),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船()A.最短渡河时间为B.当船头垂直河岸渡河时,渡河时间最短C.最短渡河位移为dD.当船头垂直河岸渡河时,渡河位移最短【解析】选B。当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,有t=,故A错误,B正确;由于水流速度大于船在静水中的速度,所以最短渡河位移一定大于d,故C错误;当船的合速度与船在静水中的速度垂直时,渡河位移最短,故D错误。故选B。4.如图所示,物体A以速度v沿杆匀速下滑,A用细绳通过定滑轮拉物体B,当绳与水平夹角为时,B的速度为()A.vsinB.vcosC.D.【解析】选A。将A物体的速度按图示两个方向分解,如图所示:由绳子速率v绳=vsin,而绳子速率等于物体B的速率,则有物体B的速率vB=v绳=vsin 。故A正确,B、C、D错误,故选A。5.两个同高度斜面,倾角分别为、,小球1、2分别由斜面顶端以相等水平速度抛出,如图所示,假设两球能落在斜面上,则飞行的高度之比为()A.11B.tan tan C.tan tan D.tan 2tan 2【解析】选D。设两球平抛运动的初速度为v0,则对于球1:tan =,得到运动时间t1=2,下落高度h1=g,同理,得到球2运动时间t2=2,下落高度h2=g,则得到h1h2=tan2tan2,D正确。6.如图所示,P、Q和M、N分别是坐标系x轴与y轴上的两点,Q为OP的中点,N为OM的中点,a、b、c表示三个可视为质点的物体做平抛运动的轨迹,a、b抛出点的位置相同,a、c落点的位置相同,以va、vb、vc表示三个物体平抛的初速度,ta、tb、tc表示三个物体平抛运动的时间,则有()A.vav b=12B.vbvc=4C.tatb=1D.tat b =21【解析】选B。三个物体都做平抛运动,在竖直方向上是自由落体运动,由h=gt2解得t=,可知下落的时间之比为tatbtc=1,由x=v0t解得v0=,可知水平方向上物体的初速度之比vavbvc=212,故B正确,A、C、D错误;故选B。7.从在高空水平匀速飞行的飞机上每隔1 s释放1个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,则()A.这5个小球在空中处在同一条抛物线上B.在空中,相邻的两小球间的距离保持不变C.相邻的两小球的落地点的间距相等D.最先释放的两小球的落地点的间距最大【解析】选C。由于惯性,小球和飞机水平方向具有相同速度,因此都在飞机的正下方,故小球落地前排列在同一条竖直线上,故A 错误;在空中,相邻的两个小球水平分速度相等,由于先释放的一个小球比后一个小球多运动1 s,故竖直分速度大10 m/s,故每秒中两个小球间距增加10 m,故B错误;小球水平方向是匀速运动(设为v0),前一个小球落地,再过1 s,后一个小球落地,故间距为v0t=v0米,恒定,故C正确,D错误;故选C。8.人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,图中能表示出速度矢量的演变过程的是()【解析】选C。做平抛运动的物体只受重力,所以其加速度为g,且不变,所以做平抛运动物体的速度变化量为v=gt,由于重力加速度的方向竖直向下,所以速度的变化量的方向与重力加速度的方向相同,故C对。9.如图所示,A球在B球的斜上方,两球相向水平抛出。若要使两球在与两球抛出的距离相等的竖直线上相遇,则()A.A、B两球要同时抛出B.B球要先抛出C.A球抛出时的速度大于B球抛出时的速度D.A球抛出时的速度小于B球抛出时的速度【解析】选D。两球都做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,则有 h=gt2,得 t=,可知A平抛运动的时间较长,所以A球要先抛出,故A、B错误;水平方向有 x=v0t,因为x相等,A平抛运动的时间较长,所以A球抛出时的速度小于B球抛出时的速度,故C错误,D正确。二、实验题(共5分)10. (1)在“研究平抛物体的运动”的实验中,为了描出物体的运动轨迹,实验应有下列各个步骤:A.以O为原点,画出与y轴相垂直的水平轴x轴;B.把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上,使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过,用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置;C.每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下,用同样的方法描出小球经过的一系列位置,并用平滑的曲线把它们连接起来,这样就描出了小球做平抛运动的轨迹;D.用图钉把白纸钉在竖直木板上,并在木板的左上角固定好斜槽;E.在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O点,在白纸上把O点描下来,利用铅垂线在白纸上画出过O点向下的竖直直线,定为y轴。在上述实验中,缺少的步骤F是_,_。正确的实验步骤顺序是_。(2)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25 cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo=_(用l、g表示),其值是_(取g=9.8 m/s2),小球在b点的速率是_。 【解析】(1)平抛运动的初速度必须是保持水平的,所以上面步骤中缺少了这一步,调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置,说明斜槽末端切线已水平。正确的实验步骤为DFEABC。(2)这四个点的水平间隔相同,所以时间间隔相同,根据公式h=gt2得t=,水平方向上v0=即v0=2,代入数据可得初速度v0=0.7 m/s。小球在b点时竖直方向分速度为v1=0.525 m/s,根据公式v=,代入数据可得b点的速度v=0.875 m/s。答案:(1)调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置,说明斜槽末端切线已水平DFEABC(2)20.7 m/s0.875 m/s三、计算题(本题共3小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(9分)从离地高80 m处水平抛出一个物体,3 s末物体的速度大小为50 m/s,取g=10 m/s2。求:(1)物体抛出时的初速度大小。(2)物体在空中运动的时间。【解析】(1)物体在3 s末的竖直分速度:vy=gt=103 m/s=30 m/s(3分)根据平行四边形定则知物体抛出的初速度:v0= m/s=40 m/s(3分)(2)根据h=gt2得物体在空中运动的时间:t= s=4 s(3分)答案:(1)40 m/s(2)4 s12.(9分)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)计算物体的初速度大小。(2)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小。【解析】(1)物体的初速度为:v0= m/s=50 m/s。(2分)由tan=,得=53,故物体的初速度方向与x轴成53。(1分)(2)根据图像的面积表示位移,可得物体在前3 s内:x轴方向的分位移为sx3=vxt=303 m=90 m(1分)y轴方向的分位移为sy3= m=60 m(1分)故物体在前3 s内的位移大小s3= m=30 m(1分)在前6 s内,可得:x轴方向的分位移为sx6=vxt=306 m=180 m(1分)y轴方向的分位移为sy6=0(1分)故物体在前6 s内的位移大小s6=sx6=180 m(1分)答案:(1) 50 m/s(2)30 m 180 m13.(10分)如图所示,小球从平台上抛出,正好落在临近平台的一倾角为=53的光滑斜面上并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,重力加速度g取10 m/s2,(sin53=0.8,cos53=0.6)求:(1)小球水平抛出的初速度v0是多少。(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少。(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。【解析】(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,所以,vy=v0tan53,=2gh(1分)代入数据,得vy=4 m/s,v0=3 m/s。(1分)(2)由vy=gt1得t1=0.4 s(1分)s=v0t1=30.4 m=1.2 m。(1分)(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=8 m/s2(1分)初速度v=5 m/s(1分)=vt2+a(2分)代入数据,整理得:4+5t2-26=0解得t2=2 s或t2=- s(不合题意,舍去)。(1分)所以t=t1+t2=2.4 s。(1分)答案:(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)以初速度v0水平抛出一物体,当其竖直分位移与水平分位移相等时()A.竖直分速度等于水平分速度B.瞬时速度为v0C.运动时间为D.速度变化方向在竖直方向上【解析】选B、C、D。依题意有v0t=gt2,则t=所以vy=gt=g=2v0所以v=v0物体仅受竖直方向重力作用,故B、C、D正确。15.(5分)(多选)(2019全国卷)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v-t图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则()A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【解析】选B、D。由v-t图像面积可知,第二次面积大于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以A错误;由于第二次竖直方向下落距离大,位移方向相同,故第二次水平方向位移大,故B正确;由v-t图像斜率知,第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由=可知a1a2,故C错误;由图像斜率,速度为v1时,第一次图像斜率大,第二次图像斜率小,故a1a2,由G-fy=ma,可知,故D正确。16.(5分)(2019浙江1月学考)用小锤击打弹性金属片后,一小球做平抛运动,同时另一小球做自由落体运动。两球运动的频闪照片如图所示,最上面与最下面小球位置间的实际竖直距离为1 m,照片中反映的实际情况是()A.自由下落小球相邻位置间的位移相等B.平抛运动小球相邻位置间的位移相等C.自由下落小球相邻位置间的距离一定大于0.1 mD.平抛运动小球相邻位置间的水平距离一定大于0.1 m【解析】选D。自由下落的小球做自由落体运动,速度越来越快,频闪照片中每个相邻位置的时间间隔相等,所以相邻位置间的位移越来越大,A错误;自由下落小球最上面与最下面的竖直距离为1 m,频闪照片中有10个时间间隔,每段的平均距离为0.1 m,C错误;平抛运动的小球在水平方向做匀速直线运动,时间间隔相等,所以相邻位置的水平位移相等,但竖直方向做自由落体运动,相邻位置的竖直位移越来越大,因此相邻位置间的位移(合位移)越来越大,B错误;由图片可知平抛运动的水平位移大于1 m,所以平抛运动小球相邻位置的水平距离一定大于0.1 m,D正确。17.(10分)三位同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:(1)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片,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,改变小锤打击的力度,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(2)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的末端与可看作光滑的水平板相切;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,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是_。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明_。(3)丙同学采用频闪照相的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10 cm,则由图可求得拍摄时每_s曝光一次,该小球运动到图中位置2时速度大小为_m/s(g取10 m/s2)。【解析】(1)金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落