2023学年新教材高中物理章末综合测评1（人教版）必修2.doc

章末综合测评(一) (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.一质点以一定的速度通过P点时，开始受到一个与速度方向垂直的恒力F的作用，则此后该质点的运动轨迹可能是图中的(　　) A．a　　　　　　　　　　 B．b C．c D．d B　[轨迹a表示物体做圆周运动，圆周运动需要向心力，而向心力总是指向圆心，方向不断改变，而题目中的力是恒力，故A错误；质点受到一个与速度方向垂直的恒力F的作用，一定做类似平抛运动的轨迹，故B正确；受到一个与速度方向垂直的恒力F的作用，质点不可能做直线运动，故C错误；轨迹d类似斜上抛运动的轨迹，质点受到一个与速度方向不垂直的恒力F的作用，故D错误．] 2.一蜡块置于注满清水的长玻璃管中，封闭管口后将玻璃管竖直倒置，在蜡块匀加速上浮的同时，使玻璃管紧贴竖直黑板面沿水平向右方向匀速移动，如图所示．设坐标系的x、y轴正方向分别为水平向右、竖直向上，则蜡块相对于黑板的运动轨迹是(　　) A　　　　B　　　　　C　　　　D C　[蜡块参加了两个分运动，竖直方向在管中匀加速上浮，水平方向向右匀速直线运动，故它做匀变速曲线运动，蜡块的合力竖直向上，故它的运动轨迹向上弯曲，故A、B、D错误，C正确．] 3．一只小船渡河，运动轨迹如图所示．水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于岸边；小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于岸边，且船在渡河过程中船头方向始终不变．由此可以确定(　　) A．船沿AD轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动 B．船沿三条不同路径渡河的时间相同 C．船沿AB轨迹渡河所用的时间最短 D．船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大 D　[因为三种运动船的船头垂直河岸，相对于静水的初速度相同，垂直方向运动性质不同，沿水流方向运动相同，河的宽度相同，所以渡河时间不等，B错误；加速度的方向指向轨迹的凹侧，依题意可知，AC轨迹是匀加速运动，AB轨迹是匀速运动，AD轨迹是匀减速运动，从而知道AC轨迹渡河时间最短，A、C错误；沿AC轨迹在垂直河岸方向是加速运动，故船到达对岸的速度最大，D正确．] 4.如图所示，一艘炮艇沿河由西向东快速顺水行驶，要使炮艇上发射的炮弹击中北岸的目标，射击方向应(　　) A．偏向目标的西侧 B．偏向目标的东侧 C．对准目标 D．无论对准哪个方向都无法击中目标 A　[炮弹的实际速度方向沿目标方向，该速度是船的速度与射击速度的合速度，根据平行四边形定则，知射击的方向偏向目标的西侧，故A正确，B、C、D错误．] 5．在某高度处平抛一物体，当抛出2 s后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时的速度方向与水平方向成60°角，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．物体水平射程40 m B．物体初速度为15 m/s C．物体落地速度25 m/s D．物体飞行时间为2 s D　[由题意可知，2 s后竖直方向上的分速度vy1＝gt＝20 m/s，tan 45°＝＝1 则v0＝vx＝vy1＝20 m/s　故物体抛出时的初速度为v0＝20 m/s 落地时速度v方向与水平成60°角，所以cos 60°＝ 则落地速度为：v＝＝ m/s＝40 m/s 落地时竖直方向分速度为：vy2＝vsin 60°＝40× m/s＝20 m/s 根据竖直方向自由落体运动：vy2＝gt′，则落地时间为：t′＝＝ s＝2 s 由于水平方向做匀速运动，则水平位移即水平射程为：x＝v0t′＝20×2 m＝40 m，故选项A、B、C错误，选项D正确．] 6．如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有(　　) A．tan α＝2 B．tan α＝1 C．tan α＝ D．tan α＝ B　[腾空过程中离地面的最大高度为L，落地过程中，做平抛运动，根据运动学公式：L＝gt2，解得：t＝，运动员在空中最高点的速度即为运动员起跳时水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度为：vx＝＝，根据运动学公式，在最高点竖直方向速度为零，那么运动员落到地面时的竖直分速度为：vy＝gt＝，运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为：tan α＝＝＝1，故B正确，A、C、D错误．] 7.如图所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平地跳跃并离开屋顶，在下一栋建筑物的屋顶上着地，如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s，那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(g取10 m/s2，不计空气阻力)(　　) A．他安全跳过去是可能的 B．他安全跳过去是不可能的 C．如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应不小于6.2 m/s D．如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应不小于4.5 m/s BC　[由h＝gt2，x＝v0t，将h＝5 m，x＝6.2 m代入解得：安全跳过去的最小水平速度v0＝6.2 m/s，选项B、C正确．] 8．以初速度v0＝20 m/s从100 m高台上水平抛出一个物体，则(g取10 m/s2)(　　) A．2 s后物体的水平速度为20 m/s B．2 s后物体的速度方向与水平方向成45°角 C．每1 s内物体的速度变化量的大小为10 m/s D．每1 s内物体的速度大小的变化量为10 m/s ABC　[水平抛出的物体做平抛运动，水平方向速度不变，vx＝v0＝20 m/s，A项正确；2 s后，竖直方向的速度vy＝gt＝20 m/s，所以tan θ＝＝1，则θ＝45°，B项正确；速度的变化表现为竖直方向速度的变化，所以Δt＝1 s内，速度的变化量Δv＝gΔt＝10 m/s，所以C项正确；物体的运动速度大小为，相同时间内，其变化量不同，D项错误．] 9．河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要以最短时间渡河，则(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．船渡河的最短时间是60 s B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C．船在河水中航行的轨迹是一条直线 D．船在河水中的最大速度是5 m/s BD　[由题中甲图可知河宽300 m，船头始终与河岸垂直时，船渡河的时间最短，则t＝＝ s＝100 s，A错，B对；由于船沿河向下漂流的速度大小始终在变，故船的实际速度的大小、方向也在时刻发生变化，船在河水中航行的轨迹是曲线，C错；船沿河向下漂流的最大速度为4 m/s，所以船在河水中的最大速度v＝ m/s＝5 m/s，D对．] 10．如图所示，A、B、C三个小球在离地面不同高度处，同时以相同的速度向左水平抛出，小球A落到D点，DE＝EF＝FG，不计空气阻力，抛出后每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，下列说法正确的是(　　) A．B球落在E点，C球落在F点 B．B、C两球均落在D点 C．三小球离地面的高度之比为1∶4∶9 D．三小球在空中运动的时间之比tA∶tB∶tC＝1∶3∶5 BC　[因为A、B、C三个小球以相同的初速度抛出，每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，所以三个小球在空中运动的时间之比为1∶2∶3，水平位移之比为1∶2∶3，而DE＝EF＝FG，所以B、C两球也落在D点，选项B正确，A、D错误；由h＝gt2可得A、B、C三个小球抛出的高度之比为1∶4∶9，选项C正确．] 二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答) 11．(4分)如图所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球．AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述三条轨迹可得出结论： . [解析]　将B球与A球相比较，可以看出在同一时刻，在水平方向上B球和A球在相同位置，说明B球水平方向上与A球的运动是相同的，即在水平方向上B球做匀速直线运动．将B球与C球的运动相比较，B球在竖直方向上的位置与C球是相同的，即在竖直方向上B球与C球的运动是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动． [答案]　做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动(或平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成) 12．(6分)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图． 甲　　　　　乙　　　　　　丙 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 ． (2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s.根据画出的轨迹测出小球多个位置的坐标(x，y)，画出y­x2图象如图丙所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是 ． [解析]　(1)因为平抛运动的初速度为水平方向，所以实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平； (2)根据y＝gt2得，t＝＝ s＝0.2 s，则小球平抛运动的初速度v0＝＝ m/s＝1.6 m/s. 因为平抛运动过程中竖直方向上有y＝gt2和水平方向上有x＝v0t，解得y＝g＝·x2，可知小球的轨迹为一条抛物线． [答案]　(1)水平　(2)1.6　抛物线 13．(10分)一条河宽为L＝900 m，水的流速为v＝50 m/s，并在下游形成壮观的瀑布．一艘游艇从距离瀑布水平距离为l＝1 200 m的上游渡河，为了不被冲进瀑布，游艇应如何航行速度最小，最小值为多少？此时游艇在河中航行的时间为多少？ [解析]　为了不被冲进瀑布，而且速度最小，则游艇的临界航线OA如图所示．船头应与航线垂直，并偏向上游，最小速度等于水的流速沿垂直于航线方向的分量，由几何关系可得sin α＝，cos α＝，所以vmin＝v⊥＝vsin α＝v＝30 m/s 此时游艇在河中航行的时间为 t＝＝＝37.5 s. [答案]　30 m/s　37.5 s 14．(12分)如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面上的物体B，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则vA和vB的比值为多少？ [解析]　物体B实际的运动(合运动)水平向右，根据它的实际运动效果可知，两分运动分别为沿绳方向的分运动(设其速度为v1)和垂直绳方向的分运动(设其速度为v2)，如图甲所示． 甲　　　　乙 有v1＝vBcos β　① 汽车A实际的运动(合运动)水平向右，根据它的实际运动效果，两分运动分别为沿绳方向的分运动(设其速度为v3)和垂直绳方向的分运动(设其速度为v4)，如图乙所示，则有v3＝vAcos α　② 又因二者沿绳子方向上的速度相等，即v1＝v3　③ 由①②③式得 vA∶vB＝cos β∶cos α. [答案]　cos β∶cos α 15．(12分)如图所示，在倾角为37°的斜面上从A点以6 m/s的初速度水平抛出一个小球，小球落在B点，求：(g取10 m/s2) (1)A、B两点间的距离和小球在空中飞行的时间； (2)小球刚碰到斜面时的速度方向与水平方向夹角的正切值． [解析]　(1)如图所示，设小球落到B点时速度的偏转角为α，运动时间为t. 则tan 37°＝＝