2016年山西高考物理模擬試題5

    9.(2013·鄭州模擬)如圖所示,光滑斜面固定在水平面上,頂端O有一小球,從靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到底端B的時(shí)間為t1,若給小球不同的水平初速度,落到斜面上的A點(diǎn),經(jīng)過的時(shí)間為t2,落到斜面底端B點(diǎn),經(jīng)過的時(shí)間是t3,落到水平面上的C點(diǎn),經(jīng)過的時(shí)間是t4,則　(　　)
    A.t2>t1 B.t3>t2 C.t4>t3 D.t1>t4
    10.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,一高度為h的光滑水平面與一傾角為θ的斜面連接,一小球以速度v從平面的右端P點(diǎn)向右水平拋出,則小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t　(　　)
    A.一定與v的大小有關(guān)
    B.一定與v的大小無關(guān)
    C.當(dāng)v大于時(shí),t與v無關(guān)
    D.當(dāng)v小于時(shí),t與v有關(guān)
    二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
    11.(14分)小船勻速渡過一條河流,當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí),在出發(fā)后
    10 min到達(dá)對(duì)岸下游120 m處;若船頭保持與河岸成α角向上游航行,出發(fā)后12.5min到達(dá)正對(duì)岸。求:
    (1)水流的速度;
    (2)船在靜水中的速度;河的寬度;船頭與河岸間的夾角α。
    12.(16分)一網(wǎng)球場(chǎng)長(zhǎng)度示意圖,球網(wǎng)高為h=0.9m,發(fā)球線離網(wǎng)的距離為x=6.4m,某一運(yùn)動(dòng)員在一次擊球時(shí),擊球點(diǎn)剛好在發(fā)球線上方H=1.25m高處,設(shè)擊球后瞬間球的速度大小為v0=32m/s,方向水平且垂直于網(wǎng),試通過計(jì)算說明網(wǎng)球能否過網(wǎng)?若過網(wǎng),試求網(wǎng)球的直接落地點(diǎn)離對(duì)方發(fā)球線的距離L。(不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2)
    參考答案及解析
    1.【解析】選D。根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn)可知,合外力總是指向物體運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè),而且最終的速度方向不與合外力方向平行,選項(xiàng)D正確。
    2.【解析】選B。跳傘運(yùn)動(dòng)員下落過程中受到的空氣阻力并非恒力,與速度有關(guān),且速度越大受到的阻力越大,知道速度與所受阻力的規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵。豎直方向運(yùn)動(dòng)員受重力和空氣阻力,速度逐漸增大,阻力逐漸增大,合力逐漸減小,加速度逐漸減小,水平方向只受阻力,速度逐漸減小,阻力逐漸減小,加速度逐漸減小。在v-t圖像中圖線的斜率表示加速度,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。
    3.【解析】選B。設(shè)水流速度為v1,船在靜水中的速度為v2,船沿AB方向航行時(shí),運(yùn)動(dòng)的分解如圖所示,當(dāng)v2與AB垂直時(shí),v2最小,v2min=v1sin37°=4×0.6m/s=
    2.4m/s,選項(xiàng)B正確。
    4.【解析】選B。做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受豎直向下的重力作用,且與初速度方向
    垂直,物體做的是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),速度方向時(shí)刻改變,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
    5.【解析】選A。由圖中兩個(gè)三角形相似可得,=;而h=gt2,聯(lián)立解得x=t,所以小球在點(diǎn)光源照射下的影子在墻上的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。
    6.【解析】選A、D。平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。水平方向x=v0t,豎直方向h=gt2,h=t,vy=gt,vy=,解得t===,選項(xiàng)A、D正確。
    7.【解析】選B、D。渡河時(shí)間為t=,乙能垂直于河岸渡河,對(duì)乙船則有v水=vcos60°,可得甲船在該時(shí)間內(nèi)沿水流方向的位移為(vcos60°+v水)=
    L<2L,甲船在A點(diǎn)左側(cè)靠岸,甲、乙兩船不能相遇。綜上所述,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B、D正確。
    8.【解析】選A、C。物體在x方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在y方向上先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),后做反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由于速度方向與力的方向不在同一直線上,所以物體做曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí),x方向上的速度大小為30m/s,y方向上的速度大小為40m/s,由平行四邊形定則可得合速度大小為50m/s,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
    9.【解析】選B、D。設(shè)斜面高為h,傾角為θ,則當(dāng)小球沿斜面下滑時(shí),其加速度a=gsinθ,由=a得t1=,小球平拋時(shí),由h=gt2得t3=t4=>t2=,故t1>t3=t4>t2,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B、D正確。
    【變式備選】如圖所示,在某次自由式滑雪比賽中,一運(yùn)動(dòng)員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后,又落回到斜面雪坡上,如圖所示,若斜面雪坡的傾角為θ,飛出時(shí)的速度大小為v0,不計(jì)空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變,重力加速度為g,則　(　　)
    A.如果v0不同,則該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向也就不同
    B.不論v0多大,該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向都是相同的
    C.運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小是
    D.運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是
    【解析】選B、D。如果v0不同,則該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的位置不同,但位移方向均沿斜坡,即位移方向與水平方向的夾角均為θ,由tanφ=2tanθ得速度方向與水平方向的夾角均為φ,故A錯(cuò)、B對(duì);將運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度沿水平和豎直方向分解,求出運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小為,故C錯(cuò);由幾何關(guān)系得
    tanθ=,解得運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間t=,故D對(duì)。
    10.【解析】選C、D。球有可能落在斜面上,也有可能落在水平面上,可用臨界法求解。如果小球恰好落在斜面與水平面的交點(diǎn)處,則滿足=vt,h=gt2,聯(lián)立可得v=,故當(dāng)v大于時(shí),小球落在水平地面上,t=,與v無關(guān);當(dāng)v小于時(shí),小球落在斜面上,x=vt,y=gt2,=tanθ,聯(lián)立可得t=,即與v有關(guān),故選項(xiàng)C、D正確。
    【總結(jié)提升】平拋運(yùn)動(dòng)的解題技巧
    (1)解決落點(diǎn)位置問題一般要建立水平位移和豎直位移之間的關(guān)系。
    (2)解決落點(diǎn)方向即末速度的方向的問題,一般要建立水平速度和豎直速度之間的關(guān)系。
    (3)注意挖掘和利用合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)及題設(shè)情境之間的幾何關(guān)系。
    11.【解析】(1)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí),如圖甲所示。
    由x=v2t1得:v2==m/s=0.2 m/s (4分)
    (2)又有:d=v1t1　 (3分)
    船頭保持與岸成α角航行時(shí),如圖乙所示。
    v2=v1cosα　 (2分)
    d=v1sinαt2　 (2分)
    聯(lián)立以上各式解得:α=53°,v1=m/s,d=200 m?！?(3分)
    答案：(1)0.2 m/s
    (2)m/s　200m　53°
    12.【解題指南】首先確定網(wǎng)球是否能過網(wǎng),若能過網(wǎng),再根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算出網(wǎng)球的水平射程。
    【解析】網(wǎng)球在水平方向通過網(wǎng)所在處歷時(shí)為
    t1==0.2s (3分)
    下落高度h1=g=0.2m (3分)