周测卷一 曲线运动 运动的合成与分解答案与解析

周测卷·物理周测卷一曲线运动运动的合成与分解(40分钟100分)必备知识点曲线运动的速度方向,物体做曲线运动的条件,运动的合成与分解关键能力点通过物体做曲线运动的条件考查学生的推理论证能力命题情境点生活实践问题情境:1、2、4、6、8题学习探索问题情境:3、5、7、9题第Ⅰ卷(选择题共48分)一、单项选择题:本题共6小题,每小题8分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。1.(新情境题)如图所示,在某次足球比赛中,球员踢出“香蕉”球,足球在空中划出一道美妙的弧线后钻入球门死角。下列关于曲线运动的说法正确的是A.做曲线运动的物体,加速度方向可能不变B.做曲线运动的物体,加速度大小一定改变C.做曲线运动的物体,速度的大小一定改变D.做曲线运动的物体,速度的方向与力的方向在同一直线上解析:做曲线运动的物体,加速度一定不为零,但加速度可以恒定不变,即加速度大小、方向均可能不变,A项正确,B项错误;做曲线运动的物体,速度的大小不一定改变,速度的方向一定改变,速度方向与力的方向不在同一直线上,C、D项错误。答案:A2.如图所示,小船从A点出发到达河的对岸。河宽d=60m,河水流速v1=3m/s,小船在静水中的速度v2=5m/s,下列说法正确的是A.若船头方向与河岸垂直,小船的渡河时间为20sB.若船头方向与河岸垂直,河水流速增大,小船的渡河时间变长C.若船头方向与河岸垂直,河水流速增大,小船的渡河时间变短D.若航线方向与河岸垂直,渡河的时间为15s解析:船头垂直河岸方向有d=v2t,可得渡河的时间t=12s,河水流速增大,垂直河岸方向的分运动不变,即渡河时间不变,A、B、C项错误;因河水流速v1=3m/s,小于船在静水中的速度v2=5m/s,因此当合速度垂直指向对岸时,过河位移最短,t=dv22-v12答案:D3.一质量m=1kg的质点在xOy平面内运动。t0=0时,质点位于y轴上。质点沿x轴方向运动的速度-时间图像如图甲所示,质点沿y轴方向运动的位移-时间图像如图乙所示。t=1s时,质点的速度大小为甲乙A.4m/s B.6m/s C.8m/s D.10m/s解析:由题图可知,t=1s时,质点在x轴方向上的速度大小vx=6m/s,质点在y轴方向上的速度大小vy=ΔyΔt'=8m/s,质点的合速度大小v合=vx2+v答案:D4.(新情境题)如图所示,某次无人机的灯光秀表演中,一架无人机突然停止工作。在重力作用下竖直下落,下落的中途刮起水平方向的大风,已知水平风力恒定,则下列说法中正确的是A.无人机的落地时间会因为该风力变长B.无人机的落地时间会因为该风力变短C.刮风后无人机的轨迹是直线D.刮风后无人机落地速度变大解析:根据运动独立性可知,无人机的落地时间只由竖直方向的运动决定,与水平方向的运动无关,则无人机的落地时间不受该风力影响,A、B项错误;无人机在重力作用下竖直下落,下落的中途刮起水平方向的大风,已知水平风力恒定,可知刚产生风力时,无人机的速度竖直向下,产生风力后,无人机受到重力和风力的合力斜向下,与速度不在同一直线上,所以刮风后无人机的轨迹是曲线,落地速度变大,C项错误,D项正确。答案:D5.(新情境题)如图所示,蜡块A相对玻璃管匀速上升的同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动,图中虚线为蜡块的实际运动轨迹。关于蜡块的运动,下列说法正确的是A.速度不断增大 B.速度不断减小C.做匀变速运动 D.运动的加速度先水平向右后水平向左解析:由图可知,在水平方向上,蜡块受到的合外力先指向右侧,所以蜡块先向右做加速直线运动;之后,蜡块受到的合外力指向左侧,所以蜡块再向右做减速直线运动,由此可知蜡块水平方向的速度先增大后减小,而蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,则蜡块合速度先增大后减小,A、B、C项错误,D项正确。答案:D6.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质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,已知AO与竖直杆成θ角,则下列说法正确的是(N点与O点等高)A.刚开始时B的速度大小为vsinθB.A匀速上升到N点之前过程中,重物B处于失重状态C.重物B下降过程中,绳对B的拉力大于B所受的重力D.A运动到位置N时,B的速度最大解析:根据关联速度之间的关系可知,重物B任意时刻的速度大小均应等于轻环A沿绳方向分速度的大小,由此可知刚开始时重物B的速度为vB=vcosθ,A项错误;分析可知,随着A匀速上升,绳AO与竖直方向的夹角始终在增大,则可知重物B的速度始终在减小,即重物B减速下降,加速度向上,重物B处于超重状态,B项错误;由B项分析可知,重物B处于超重状态,绳对B的拉力大于B所受的重力,C项正确;轻环A运动到N位置时,绳AO与竖直方向的夹角为90°,而cos90°等于0,因此A在该位置处时,重物B的速度减为0,速度最小,D项错误。答案:C第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验探究题:本题共1小题,共14分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。7.(14分)如图甲所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将玻璃管倒置,蜡块将沿玻璃管匀速上升。以水平方向为x轴,以沿玻璃管方向为y轴。甲乙(1)实验一:蜡块从玻璃管底部上升的同时,使玻璃管保持竖直且沿水平方向做匀速直线运动。从地面上看,蜡块的运动轨迹可能是图乙中的。

(2)实验二:蜡块从玻璃管底部上升的同时,使玻璃管保持竖直且由静止开始沿水平方向做匀加速直线运动。从地面上看,蜡块的运动轨迹可能是图乙中的。

(3)在实验一、二中,若蜡块从玻璃管底部上升到顶部需要的时间分别为t1、t2,则。

A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2(4)在实验二中,从玻璃管倒置后开始计时,蜡块在玻璃管内每秒上升的距离是10cm。玻璃管向右匀加速平移,相邻每秒内的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm,则蜡块的加速度大小a=m/s2。t=2s时,蜡块的速度大小v=m/s。

解析:(1)由题意可知,蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,在水平方向上向右做匀速运动,则蜡块的实际运动为匀速直线运动,其运动轨迹为直线,故蜡块的运动轨迹可能是题图乙中的A。(2)由题意可知,蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,在水平方向上向右做匀加速直线运动,则蜡块的加速度水平向右,合力水平向右,根据做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹的凹侧可知,蜡块的运动轨迹可能是题图乙中的B。(3)在实验一、二中,蜡块在竖直方向上做速度相等的匀速直线运动,蜡块的竖直位移相等,故蜡块从玻璃管底部上升到顶部需要的时间相等,A项正确。(4)蜡块在水平方向上做匀加速直线运动,相邻1s内的位移差Δx=aT2=5cm,解得a=5×10-2m/s2;在竖直方向上,有vy=yT=0.1m/s,在水平方向上,有vx=at=0.1m/s,则v=vx2+v答案:(1)A(3分)(2)B(3分)(3)A(3分)(4)5×10-2(2分)210(3分三、计算题:本题共2小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。8.(18分)如图,起重机吊起一重物,重物从A点由静止开始运动。已知重物以5m/s的速度匀速上升,同时沿水平方向以加速度a=2.5m/s2做匀加速直线运动,重物从A点运动到B点所用的时间为4s。求:(1)t=2s时,重物的速度大小;(2)A、B两点间的距离。解:(1)t=2s时,重物在水平方向上的速度vx=at=5m/s(4分)则v=vx2+vy2=52m/s(2)重物从A点运动到B点的过程中,在水平方向上的位移x=12at02=20m(在竖直方向上的位移y=vyt0=20m(4分)故xAB=x2+y2=202m。9.(20分)质量为m=2kg的质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于y轴上。它在x轴方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y轴方向的位移—时间图像如图乙所示。求:(1)t1=0.5s时质点速度的大小和方向;(2)质点受到的合力F;(3)t2=1s时质点的位置坐标,并在图丙的坐标系上大致描绘出质点2s内的运动轨迹。甲乙丙解:(1)由图乙可知,质点在y轴方向做匀速直线运动,速度为vy=0-102-0m/s=-5m/s由图甲可知,质点在x轴方向做匀加速直线运动,加速度为ax=8-42-0m/s2=2m/s2且vx0=4m/st1=0.5s时质点在x轴方向的速度为vx1=vx0+axt1=5m/s(2分)故t1=0.5s时质点速度的大小为v1=vx12+vy2=52与y轴夹角的余弦值为cosθ=552=22(即速度方向与y轴负方向夹角为45°。(2)根据牛顿第二定律可得F=ma=max=