【講與練】高中物理人教版(2019)必修2：第5章核心素養(yǎng)微課1提能作業(yè)習(xí)題

第五章核心素養(yǎng)微課(一)合格考訓(xùn)練1．如圖所示，小船在河中發(fā)動(dòng)機(jī)損壞失去動(dòng)力，人們用繩通過(guò)定滑輪將小船拉回河岸。若人以0.4m/s的速度勻速拉繩，某時(shí)刻繩與水平方向的夾角α＝60°，下列關(guān)于船的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及該時(shí)刻小船在水中運(yùn)動(dòng)速度的說(shuō)法，正確的是(A)A．船做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，v＝0.8m/sB．船做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，v＝0.2m/sC．船做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，v＝0.8m/sD．船做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，v＝0.2m/s解析：該時(shí)刻將小船速度分解為沿繩和垂直繩方向v繩＝0.4m/s，v船＝eq\f(v繩,cosα)＝0.8m/s，由于α隨時(shí)間增大，船做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。故選A。2．如圖某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ァ＝懈魈幩魉俣认嗟?，他游過(guò)的路程、過(guò)河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是(C)A．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間長(zhǎng)B．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間短C．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間不變D．路程、時(shí)間與水速無(wú)關(guān)解析：游泳者相對(duì)于岸的速度為他相對(duì)于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度方向與岸的夾角越小，路程越長(zhǎng)，但過(guò)河時(shí)間t＝eq\f(d,v人)不變，與水速無(wú)關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確。3．在水平地面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，通過(guò)定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體，如圖所示，若小車(chē)和被吊的物體在同一時(shí)刻速度大小分別為v1和v2，繩子對(duì)物體的拉力為FT，物體所受重力為G，則下列說(shuō)法正確的是(B)A．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，且v1＝v2B．物體做加速運(yùn)動(dòng)，且v2<v1C．物體做加速運(yùn)動(dòng)，且FT＝GD．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，且FT＝G解析：如圖所示，將小車(chē)的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩方向和垂直于繩的方向的運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可得v2＝v1sinθ，所以v1>v2，而小車(chē)向左勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，θ逐漸變大，故v2逐漸變大，物體有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)T>G，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。4．(多選)如圖所示，有一個(gè)沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的半徑為R的半圓柱體，半圓柱面上有一個(gè)只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的豎直桿AB，在豎直桿未到達(dá)半圓柱體的最高點(diǎn)之前(BC)A．半圓柱體向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直桿向上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．半圓柱體向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直桿向上做減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．半圓柱體以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，桿同半圓柱體接觸點(diǎn)和半圓柱體中心的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ時(shí)，豎直桿向上的運(yùn)動(dòng)速度為vtanθD．半圓柱體以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，桿同半圓柱體接觸點(diǎn)和半圓柱體中心的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ時(shí)，豎直桿向上的運(yùn)動(dòng)速度為vsinθ解析：豎直桿與半圓柱體接觸點(diǎn)的實(shí)際速度v桿是接觸點(diǎn)沿半圓柱體切線(xiàn)方向的速度v切與半圓柱體水平向右的速度v的合速度，如圖所示，運(yùn)用平行四邊形定則，得v桿＝vtanθ，故D錯(cuò)誤，C正確；半圓柱體向右運(yùn)動(dòng)，θ角逐漸減小，v桿減小，但tanθ并非均勻減小，故豎直桿并非向上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確。5．在某次抗洪救援演練中，一條可視為質(zhì)點(diǎn)的救災(zāi)沖鋒舟要渡過(guò)一條兩岸平行的河流。已知沖鋒舟在靜水中的速度大小為v1＝5m/s，河水的流速大小為v2＝4m/s，沖鋒舟渡河的最短時(shí)間為t＝40s。若沖鋒舟在靜水中的速度大小為v2，河水的流速大小為v1，河寬不變，則沖鋒舟渡河的最短距離為(D)A．225m B．238mC．242m D．250m解析：由題意可知，河寬d＝v1t＝200m，若沖鋒舟在靜水中的速度為v2，河水的流速為v1，沖鋒舟以最短距離渡河時(shí)，設(shè)合速度與河岸夾角為θ，則sinθ＝eq\f(v2,v1)，則渡河的最短距離s＝eq\f(d,sinθ)＝eq\f(v1d,v2)＝250m，則選D。6．(多選)(2023·遼寧高一校聯(lián)考期末)如圖所示，一條兩岸平直寬為L(zhǎng)＝120m的小河，河水流速的大小處處相等，一人駕駛小船由渡口A駛向渡口B，船頭始終朝向河對(duì)岸，已知船在靜水中航速恒定，且船在靜水中的速度與河水的流速之比為2∶1，若該船到達(dá)對(duì)岸需要60s。若以地面為參考系，則下列說(shuō)法正確的是(BD)A．河水流速為2m/sB．船的速度為eq\r(5)m/sC．船在渡河時(shí)軌跡是一條直線(xiàn)，且與水平方向所成夾角為60°D．船在渡河時(shí)軌跡是一條直線(xiàn)，且與水平方向所成夾角大于60°解析：船在靜水中的速度v靜＝eq\f(L,t)＝2m/s，河水流速為v水＝eq\f(1,2)v靜＝1m/s，船的速度為v船＝eq\r(v\o\al(2,水)＋v\o\al(2,靜))＝eq\r(5)m/s，A錯(cuò)誤，B正確；船在渡河時(shí)軌跡是一條直線(xiàn)，與水平方向所成夾角為θ，有tanθ＝eq\f(v靜,v水)＝2>tan60°＝eq\r(3)，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。7．(多選)(2022·海南?？诟咭缓？谑协偵饺A僑中學(xué)?？计谀?關(guān)于兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法正確的是(CD)A．兩個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．不共線(xiàn)的兩個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定不是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．小船渡河的運(yùn)動(dòng)中，小船對(duì)岸的速度可以小于水流速度D．小船渡河的運(yùn)動(dòng)中，小船渡河所需時(shí)間與水流速度大小無(wú)關(guān)解析：兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)可能是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，比如平拋運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；不共線(xiàn)兩個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有加速度，則合運(yùn)動(dòng)也一定是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；合運(yùn)動(dòng)的速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能與分速度相等，故C項(xiàng)正確；小船渡河運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間為t＝eq\f(d,v垂直)，所以其時(shí)間與河岸寬與船垂直于河岸的速度有關(guān)，與水流速度無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)正確。故選CD。8．如圖所示，一條小船位于寬200m的河的正中間A點(diǎn)處，下游150m處有一危險(xiǎn)區(qū)，已知小船在靜水中的最大速度為3m/s，水流速度為4m/s。為了使小船避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)安全到達(dá)河岸，船員立刻使船頭正對(duì)河岸奮力劃船，小船能安全到達(dá)河岸嗎？答案：能解析：船員使船頭正對(duì)河岸奮力劃船時(shí)，船沿水流方向做勻速運(yùn)動(dòng)，沿垂直河岸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)沿水流方向的位移為150m時(shí)用時(shí)間t＝eq\f(x,v水)＝eq\f(150,4)s＝37.5s，此時(shí)船沿垂直河岸方向的位移s＝v船t＝3×37.5m＝112.5m>eq\f(1,2)d＝100m，可知船已經(jīng)安全到達(dá)了河岸。等級(jí)考訓(xùn)練9．如圖所示，在水平力F作用下，物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體A恰勻速上升，以下說(shuō)法正確的是(D)A．物體B正向右做勻減速運(yùn)動(dòng)B．物體B正向右做加速運(yùn)動(dòng)C．地面對(duì)B的摩擦力減小D．右側(cè)繩與水平方向成30°角時(shí)，vA∶vB＝eq\r(3)∶2解析：將B的運(yùn)動(dòng)沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，沿繩子方向上的分速度等于A的速度，如圖所示根據(jù)平行四邊形定則有vBcosα＝vA，所以vB＝eq\f(vA,cosα)，α減小，所以B的速度減小，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；分別對(duì)A、B受力分析，在豎直方向上有T＝mAg，mBg＝FN＋Tsinα，α減小，則支持力增大，根據(jù)Ff＝μFN，可知摩擦力增大，C錯(cuò)誤；根據(jù)vBcosα＝vA，右側(cè)繩與水平方向成30°角時(shí)，有vA∶vB＝eq\r(3)∶2，D正確。10．(2023·遼寧沈陽(yáng)高一東北育才學(xué)校校考期末)如圖所示，在水平地面上有一個(gè)表面光滑的直角三角形物塊M，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿下端用光滑鉸鏈連接于O點(diǎn)(O點(diǎn)固定于地面上)，上端連接小球m，小球靠在物塊左側(cè)，水平向左的推力F施于物塊，整個(gè)裝置靜止。若撤去力F，下列說(shuō)法正確的是(C)A．物塊先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)直至靜止B．小球與物塊分離時(shí)，輕桿中有力C．小球與物塊分離時(shí)，若輕桿與水平地面成α角，小球的角速度大小為ω，則物塊的速度大小是ωLsinαD．小球落地的瞬間與物塊分離解析：當(dāng)撤去力F后，隨著直角三角形物塊M向右運(yùn)動(dòng)，小球m邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊隨同直角三角形物塊M向右運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾∏騧對(duì)直角三角形物塊M有向右的力，所以物塊M先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者分離后兩者作用力為0，又由于物塊表面光滑，所以接著做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由于物塊分開(kāi)后做勻速運(yùn)動(dòng)，所以小球與物塊分離時(shí)兩者水平方向加速度為0，且兩者之間作用力也為0，又因?yàn)闂U為可動(dòng)桿作用力沿桿，若桿有作用力必然有水平方向分力，與實(shí)際不符，故小球與物塊分離時(shí)，輕桿中無(wú)力，故B錯(cuò)誤；如圖所示兩物體水平速度相同，小球角速度為ω，則小球的線(xiàn)速度v＝ωL，方向垂直桿向下，然后分解為水平速度，就是vx＝ωLsinα，即為兩物體分離時(shí)物塊的速度；由于小球落地前水平方向會(huì)減速，在落地瞬間水平速度減為0，但物塊分離后做勻速，因此在落地前小球和物塊已分離，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。11．(多選)(2022·湖北襄陽(yáng)高一襄陽(yáng)四中統(tǒng)考期末)如圖所示，小滑塊P、Q的質(zhì)量均為m，P套在固定光滑豎直桿上，Q放在光滑水平面上。P、Q間通過(guò)鉸鏈用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿連接，輕桿與豎直桿的夾角為α，一水平輕彈簧左端與Q相連，右端固定在豎直桿上。當(dāng)α＝30°時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)將P由靜止釋放，當(dāng)其下降到最低點(diǎn)時(shí)α變?yōu)?0°，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，P、Q始終在同一豎直平面內(nèi)，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g，則在滑塊P下降過(guò)程中(AC)A．滑塊P先向下做加速后向下做減速運(yùn)動(dòng)B．豎直桿對(duì)滑塊P的彈力始終大于彈簧彈力C．當(dāng)α變?yōu)?5°時(shí)，滑塊P、Q速度大小相等D．滑塊P的速度達(dá)到最大時(shí)，Q受到輕桿的作用力等于2mg解析：將P由靜止釋放，先是桿彈力的豎直分力小于P的重力，P加速下滑，之后桿彈力的豎直分力大于P的重力，P減速下滑，故A正確；以整體為研究對(duì)象，系統(tǒng)水平方向先向左加速運(yùn)動(dòng)后向左減速運(yùn)動(dòng)，所以水平方向所受合力先向左，后向右，因此水平方向加速階段豎直桿彈力大于彈簧彈力，水平方向減速階段豎直桿彈力小于彈簧彈力，故B錯(cuò)誤；P、Q兩物體沿輕桿方向的速度相同，即vPcosα＝vQsinα，則當(dāng)α變?yōu)?5°時(shí)，滑塊P、Q速度大小相等，故C正確；P由靜止釋放，開(kāi)始向下做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，P的速度達(dá)到最大，對(duì)P在豎直方向，根據(jù)平衡條件可得Fcosα＝mg，當(dāng)α變?yōu)?0°時(shí)，P已靜止，故當(dāng)加速度為零時(shí)，α小于60°，則此時(shí)輕桿彈力F<2mg，故D錯(cuò)誤。故選AC。12．一條船要在最短時(shí)間內(nèi)渡過(guò)寬為300m的河，已知河水的流速與船離河岸的距離d變化的關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，求：(1)船渡河的最短時(shí)間以及船到達(dá)下游的距離；(2)船在河水中速度的最大值；(3)船在河水中的加速度大小。答案：(1)100s200m(2)5m/s(3)0.08m/s2解析：(1)當(dāng)船頭與河岸垂直