【优化方案】2012高中物理 第5章第一节知能优化训练 新人教版必修2

用心 爱心 专心 1 1 某质点做曲线运动时 A 在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向 B 在任意时间内位移的大小总是大于路程 C 在任意时刻质点受到的合力不可能为 0 D 速度的方向与合力的方向必不在一条直线上 解析 选 ACD 做曲线运动的物体的速度方向为该点曲线的切线方向 选项 A 正确 物体 做曲线运动的条件是物体所受合力不等于零 且与速度方向不在同一条直线上 选项 C D 正确 曲线运动的位移大小一定小于路程 选项 B 错 2 2011 年衡水高一检测 质点沿如图 5 1 15 所示的轨迹从A点运动到B点 已知其 速度逐渐减小 图中能正确表示质点在C点处受力的是 图 5 1 15 解析 选 C 把力F分解为一个与速度方向在同一直线上的分力F1 一个与速度方向垂直 的分力F2 根据曲线运动中F应指向轨迹的 凹侧 可排除 A D 在 B 项中 F1的方向与v 的方向同向 使质点从A到B加速 故 B 项错 在 C 项中 F1的方向与v的方向反向 使质 点从A到B减速 故 C 正确 3 2011 年徐州高一检测 有a b为两个分运动 它们的合运动为c 则下列说法正确 的是 A 若a b的轨迹为直线 则c的轨迹必为直线 B 若c的轨迹为直线 则a b必为匀速运动 C 若a为匀速直线运动 b为匀速直线运动 则c必为匀速直线运动 D 若a b均为初速度为零的匀变速直线运动 则c必为匀变速直线运动 解析 选 CD a b两个分运动的合初速度与合加速度如果共线 则合运动c必为直线运 动 如果不共线 则合运动c必为曲线运动 A 错误 若c为直线运动 a b可能为匀速运 动 也可能为变速直线运动 但a b的合初速度与合加速度必共线 B 错误 两个匀速直线 运动的合运动必为匀速直线运动 C 正确 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动必为 初速度为零的匀加速直线运动 D 正确 4 图 5 1 16 2011 年高考江苏卷 如图 5 1 16 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 立即沿原路线路返回到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 D 无法确定 解析 选 C 设两人在静水中的游速为v0 水速为v 则 t甲 sOA v0 v sOA v0 v 2v0sOA v2 0 v2 用心 爱心 专心 2 t乙 2sOB v2 0 v2 2sOA v2 0 v2 2v0sOA v2 0 v2 故 A B D 错 C 对 5 图 5 1 17 2011 年高考四川卷 某研究性学习小组进行如下实验 如图 5 1 17 所示 在一端封 闭的光滑细玻璃管中注满清水 水中放一个红蜡做成的小圆柱体R 将玻璃管的开口端用胶塞 塞紧后竖直倒置且与y轴重合 在R从坐标原点以速度v0 3 cm s 匀速上浮的同时 玻璃管 沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动 同学们测出某时刻R的坐标为 4 6 此时R 的速度大小为 cm s R在上升过程中运动轨迹的示意图是 R视为质 点 图 5 1 18 解析 红蜡块有水平方向的加速度 所受合外力指向曲线的内侧 所以其运动轨迹应如 D 图所示 因为竖直方向匀速 由y 6 cm v0t知t 2 s 水平方向x t 4 cm 所 vx 2 以vx 4 cm s 因此此时R的合速度为 v cm s 5 cm s v2x v2 042 32 答案 5 D 一 选择题 1 2011 年南京高一检测 做曲线运动的物体 在其轨迹曲线上某一点的加速度方向 A 为通过该点的曲线的切线方向 B 与物体在这一点时所受合外力方向垂直 C 与物体在这一点的速度方向一致 D 与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零 解析 选 D 由物体做曲线运动的条件可知 A C 错 D 对 由牛顿第二定律可知 B 错 2 2011 年湛江高一检测 若已知物体的速度方向和它所受合力的方向 如图 5 1 19 所示 可能的运动轨迹是 图 5 1 19 解析 选 B 曲线运动的轨迹夹在速度方向和合外力方向之间 且向合外力方向弯曲 故 B 正确 3 用心 爱心 专心 3 图 5 1 20 2011 年东城区高一检测 如图 5 1 20 所示 物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到 B 这时突然使它所受的力方向反向而大小不变 即由F变为 F 在此力作用下 对物体以 后的运动情况 下列说法正确的是 A 物体不可能沿曲线Ba运动 B 物体不可能沿直线Bb运动 C 物体不可能沿曲线Bc运动 D 物体不可能沿原曲线由B返回A 解析 选 ABD 物体从A点向B点做曲线运动 所受合外力可能的方向有如图所示的三种可能 由于物 体所受的力是恒力 所以任何一种可能的情况也不能和过B点的切线Bb平行 那么当力F 突然反向时 物体受的力也不可能与Bb直线平行 所以物体不可能沿过B点的切线Bb做直 线运动 B 选项正确 物体仍做曲线运动 由于合力方向的变化 必然导致曲线弯曲的方向 与原来相反 因此 物体在受力变向后沿曲线Bc运动是可能的 C 选项不正确 A D 选项 正确 4 2010 年高考上海卷 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风 若风速越大 则降落伞 A 下落的时间越短 B 下落的时间越长 C 落地时速度越小 D 落地时速度越大 解析 选 D 根据运动的独立性原理 水平方向吹来的风不会影响竖直方向的运动 A B 错误 根据速度的合成 落地时速度v 若风速越大 vx越大 则降落伞落 v2x v2y 地时速度越大 C 错误 D 正确 5 图 5 1 21 2010 年高考江苏卷 如图 5 1 21 所示 一块橡皮用细线悬挂于O点 用铅笔靠着线 的左侧水平向右匀速移动 运动中始终保持悬线竖直 则橡皮运动的速度 A 大小和方向均不变 B 大小不变 方向改变 C 大小改变 方向不变 D 大小和方向均改变 解析 选 A 设铅笔的速度为v 如图所示橡皮的速度分解成水平方向的v1和竖直方向的v2 因该过 程中悬线始终竖直 故橡皮水平方向的速度与铅笔移动速度相同 即v1 v 因铅笔靠着线的 左侧水平向右移动 故悬线竖直方向长度减小的速度大小与铅笔移动速度的大小相等 则橡 皮竖直方向速度的大小也与铅笔移动速度的大小相等 即v2 v 又因v1 v2的大小 方向都 不变 故合速度 即橡皮运动的速度 大小 方向都不变 选项 A 正确 用心 爱心 专心 4 6 2011 年南昌检测 一小船在静水中的速度为 3 m s 它在一条河宽 150 m 水流速度 为 4 m s 的河流中渡河 则 A 小船不可能到达正对岸 B 小船渡河的时间不可能少于 50 s C 小船以最短时间渡河时 它沿水流方向的位移大小为 200 m D 小船以最短位移渡河时 位移大小为 150 m 解析 选 ABC 小船在静水中的速度为 3 m s 水流速度为 4 m s 小船在静水中的速度 小于水流速度 所以小船不能到达正对岸 A 正确 当船头垂直河岸运动时 分运动时间最 短 合运动时间也最短 为 50 s B 正确 这时小船沿水流方向的位移大小为 200 m C 正 确 7 一质点在水平面内运动 在xOy直角坐标系中 质点的坐标 x y 随时间t变化的 规律是 x t t2 m y 2 25t 0 6t2 m 则 3 4 1 5 A 质点的运动是匀速直线运动 B 质点的运动是匀加速直线运动 C 质点的运动是非匀变速直线运动 D 质点的运动是非匀变速曲线运动 解析 选 B 两个分运动的初速度分别为 v0 x m s v0y 2 25 m s 加速度分别为 3 4 ax m s2 ay 1 2 m s2 合速度与x轴的夹角 tan 3 合加速度与x轴的夹角 2 5 v0y v0 x tan 3 即加速度与初速度同向 所以 B 正确 ay ax 8 图 5 1 22 如图 5 1 22 所示 一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动 当AB杆和墙 的夹角为 时 杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1 B端沿地面滑动的速度大小为v2 则 v1 v2的关系是 A v1 v2 B v1 v2cos C v1 v2tan D v1 v1sin 解析 选 C A B两点速度分解如图 由沿杆方向的速度相等得 v1cos v2sin v1 v2tan 故 C 对 9 用心 爱心 专心 5 图 5 1 23 如图 5 1 23 所示 在一次救灾工作中 一架沿水平直线飞行的直升机A 用悬索 重 力可忽略不计 救护困在湖水中的伤员B 在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的 同时 悬索将伤员吊起 在某一段时间内 A B之间的距离以L H t2 式中H为直升机A 离地面的高度 各物理量的单位均为国际制单位 规律变化 则在这段时间内 下面判断中 正确的是 不计空气阻力 A 悬索的拉力小于伤员的重力 B 悬索成倾斜直线 C 伤员做加速度减小的曲线运动 D 伤员做加速度大小 方向均不变的曲线运动 解析 选 D 伤员B参与了两个方向上的运动 水平方向上和直升机A以相同的水平速度 做匀速运动 竖直方向上 由于A B之间的距离满足L H t2 所以伤员与地面之间的竖 直距离关系式为s H L t2 比较s 知 伤员在竖直方向上做初速度为零 加速度为 at2 2 2 m s2的匀加速直线运动 根据牛顿第二定律可知 在竖直方向上 悬索的拉力应大于伤员 的重力 A 选项错误 在水平方向上 伤员和直升机A以相同的水平速度做匀速运动 没有 加速度 所以悬索应成竖直直线状态 B 选项错误 以计时起点伤员所在位置为原点 直升 机飞行方向和竖直向上方向分别为x y轴正方向 得伤员的运动轨迹方程为y 轨迹为 x2 v2 抛物线 其加速度a ay 2 m s2 大小 方向都不变 故 D 正确 二 非选择题 10 飞机在航行时 它的航线要严格地从东到西 如果飞机的速度是 160 km h 风从南 面吹来 风的速度为 80 km h 那么 1 飞机应朝哪个方向飞行 2 如果所测地区长达 80 km 所需时间是多少 3 解析 1 根据平行四边形定则可确定飞机的航向 如图所示 有 sin 即 30 v1 v2 80 160 1 2 2 飞机的合速度 v v2cos30 80 km h 3 所需时间t 1 h s v 答案 1 西偏南 30 2 1 h 11 如图 5 1 24 所示 图甲表示某物体在x轴方向上分速度的v t图象 图乙表 示该物体在y轴方向上分速度的v t图象 求 用心 爱心 专心 6 图 5 1 24 1 t 0 时物体的速度 2 t 8 s 时物体的速度 3 t 4 s 时物体的位移 解析 1 由图象可知 t 0 时 vx 3 m s vy 0 由勾股定理得v0 m s 3 m s 方向沿x轴正方向 v2x v2y32 02 2 由图象可知 t 8 s 时 vx 3 m s vy 4 m s 速度大小为v m s 5 m s v2x v2y32 42 方向与x轴正方向之间夹角的正切 tan vy vx 4 3 3 t 4 s 时 x vxt 3 4 m 12 m y ayt2 42 m 4 m 1 2 1 2 4 8 前 4 秒内的位移为 l m 12 65 m x2 y2122 42 方向与x轴正方向之间夹角的正切 tan y x 1 3 答案 见解析 12 2011 年唐山高一检测 图 5 1 25 一人一猴在玩杂技 如图 5 1 25 所示 直杆AB长 12 m 猴子在直杆上由A向B匀速 向上爬 同时人顶着直杆水平匀速移动 已知在 10 s 内 猴子由A运动到B 而人也由甲位 置运动到了乙位置 已知x 9 m 求 1 猴子对地的位移 2 猴子对人的速度 猴子对地的速度 3 若猴子从静止开始匀加速上爬 其他条件不变 试在图中画出猴子运动的轨迹 解析