物理必修二第五章测试3

单元测评一、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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.关于物体的运动，下列说法正确的是（ ） A.物体做曲线运动时，它所受的合力一定不为零 B.做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态C.做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变D.做曲线运动的物体，所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上解析：由牛顿第一定律可知，若物体所受合外力为零，它将保持匀速直线运动或静止状态，不可能做曲线运动，故A 正确.做曲线运动的物体，其速度方向沿轨迹的切线方向，因而时刻在改变，故B 错，C 对.由做曲线运动的条件可知D 错.答案：AC2.一个质点受到两个互成锐角的力F 1和F 2作用，由静止开始运动，若运动中保持二力方向不变，但F 1突然增大到F 1+ΔF 2，则质点以后（ ） A.一定做匀变速曲线运动B.在相等的时间内速度的变化一定相等C.可能做匀速直线运动D.可能做变加速直线运动解析：物体由静止开始沿着F 1和F 2的合力方向运动.当F 1增大到F 1+ΔF 2时，两力的合力方向比原来偏向F 1的方向，而与物体速度的方向不共线，物体开始做曲线运动.但这两个力的合力是一个恒力，所以物体做匀变速曲线运动.故A 、B 正确，C 、D 错. 答案：AB3.将一小球从距地面h 高处，以初速度v 0水平抛出，小球落地时速度为v ，它的竖直分量为v y .则下列各式中计算小球在空中飞行时间t 正确的是（ ） A.gg 2 B.gv v y-0 C.gv v 22- D.yv h 2解析：由分运动和合运动的等时性知，竖直分运动（自由落体运动）的时间即为平抛运动的时间，由h=221gt 可知A 项正确.v 0在水平方向上，v y 在竖直方向上，不在一条直线上，两速度直接相减，其大小（v 0-v y ）显然无意义，所以选项B 错误.由平行四边形定则知v 2=202v v -，有v y =v 2-v 02，又由v y =gt 可知选项C 正确.竖直方向为匀变速直线运动，其平均速度220y yy v v v =+=，又h=y v ·t ，知D 项对.答案：ACD4.在高度为h 的同一位置向水平方向同时抛出两个小球A 和B ，若A 球的初速度v A 大于B 球的初速度v B ，则下列说法中正确的是（ ） A.A 球比B 球先落地B.在飞行过程中的任一段时间内，A 球的水平位移总是大于B 球的水平位移C.若两球在飞行中遇到一堵墙，A 球击中墙的高度大于B 球击中墙的高度D.在空中飞行的任意时刻，A 球总在B 球的水平正前方，且A 球的速率总是大于B 球的速率解析：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动.由题意知，A 、B 小球在竖直方向同时由同一位置开始做自由落体运动，因此在飞行过程中，它们总在同一高度.而在水平方向上，A 球以较大的速度、B 球以较小的速度同时由同一位置开始向同一方向做匀速直线运动，在飞行过程中，A 球总在B 球的水平正前方.故A 错，B 、D 正确.因v A ＞v B ，抛出后A 球先于B 球遇到墙，即从抛出到遇到墙A 球运动时间短，B 球用时长，那么A 球下落的高度小，故C 正确. 答案：BCD5.加速度不变的运动（ ） A.一定是直线运动B.可能是直线运动，也可能是曲线运动C.可能是匀速圆周运动D.若初速度为零，一定是直线运动解析：加速度不变的运动一定是匀变速运动，但不一定是匀变速直线运动，可能是匀变速曲线运动，但若初速度为零时，物体的速度和恒定加速度必然同向，所以物体一定做匀加速直线运动.B 、D 选项正确.答案：BD6.如图6-17所示，从一根内壁光滑的空心竖直钢管A 的上端边缘，沿直径方向向管内水平抛入一钢球.球与管壁多次相碰后落地（球与管壁相碰时间不计），若换一根等高但较粗的内壁光滑的钢管B ，用同样的方法抛入此钢球，则运动时间（ ）图6-17A.在A 管中的球运动时间长B.在B 管中的球运动时间长C.在两管中的球运动时间一样长D.无法确定 解析：小球做平抛运动，平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动.球跟管壁碰撞中受水平方向弹力作用，只改变水平方向速度大小，而竖直方向始终仅受重力作用，保持自由落体运动.由公式h=221gt ，得t=gh 2，因A 、B 等高，故t 相同，应选C.答案：C7.两轮通过皮带传动，没有打滑，轮上A 、B 、C 三点的位置如图6-18所示，若r 1＞r 2，O 1C=r 2，则这三点的向心加速度的关系为（ ）图6-18A.a A =a B =a CB.a A ＞a B ＞a CC.a C ＜a A ＜a BD.a C =a B ＞a A 解析：同一轮上各点的角速度均相同.由于皮带没有打滑，故与皮带接触各点的线速度大小均相同.由v=ωr ，v 一定时，ω∝r 1，因r 1＞r 2，所以ω1＜ω2.比较a A 和a C ：因A 点和C 点位于同一轮上，角速度相同，r 1＞r 2，所以a A ＞a C . 比较a A 和a B ：因线速度大小相同，a ∝r 1，r 1＞r 2，所以a A ＜a B .a b =222r ω,a c =221r ω，ω1＜ω2. 所以a B ＞a C .综合以上分析得a C ＜a A ＜a B . 答案：C8.下列现象是为了防止物体产生离心运动的有（ ） A.汽车转弯时要限制速度B.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨D.离心水泵工作时 答案：ABC9.关于运动的合成，下列说法中正确的是（ ）A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B.两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动（速度大小相等、方向相反除外）C.只要两个分运动是直线运动，那么它们的合运动也一定是直线运动D.两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等解析：运动的速度是所有分运动速度的矢量和，它不一定比分运动的速度大，故A 错.匀速直线运动是速度不变的运动，两个恒定的分速度的合速度也一定是恒定不变的，故B 对.两个分运动是直线运动，有一个或两个分运动的速度大小在不断变化，那么合运动的速度的方向就有可能不断改变，使合运动是曲线运动，所以C 错.合运动与分运动具有等时性，D 对. 答案：BD10.如图6-19所示，有一质量为M 的大圆环，半径为R ，被一轻杆固定后悬挂在O 点，有两个质量为m 的小环（可视为质点），同时从大环两侧的对称位置由静止滑下.两小环同时滑到大环底部时，速度都为v ，则此时大环对轻杆的拉力大小为（ ）图6-19A.（2m+2M ）gB.Mg-R mv 22C.2m(g Rv+2)+Mg D.2m(g Rv-2)+Mg解析：隔离一个小环，向上为正方向： F N -mg=Rvm2F N =mg+Rvm2把大环和两个小环合起来作为研究对象 F=Mg+2F N =Mg+2m(Rvg 2+)故C 正确. 答案：C二、填空题（共4小题，每小题6分，共24分）11.第一次从高为h 处水平抛出一个球，其水平射程为s ，第二次用跟前一次相同的速度从另一处水平抛出另一个球，水平射程比前一次多了Δs ，不计空气阻力，则第二次抛出点的高度为___________________. 解析：第一次s=v 0t=gh v 20，第二次(s+Δs)=v 0t′=gh v '20，解得h′=(ss ∆+1)2·h答案：(ss ∆+1)2·h12.某人横渡一条河流，船划行速度和水流速度一定，此人过河最短时间为T 1；若此人用最短的位移过河，则需时间为T 2.若船速大于水速，则船速与水速之比为. 解析：设河宽为L ，船速为v 1，水速为v 2，则v 1=1T L ，2222221TL v v +=，则v 2=21212222221T T T T L TL v -=-，所以2122221T TT v v -=.答案：21222T T T -13.如图6-20所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r 0=1.0 cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触.当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力.自行车车轮的半径R 1=35 cm ，小齿轮的半径R 2=4.0 cm ，大齿轮的半径R 3=10.0 cm.则大齿轮的转速n 1和摩擦小轮的转速n 2之比为_______.（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图6-20解析：大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边缘各点的线速度大小相等，由v=2πnr 可知转速n 和半径r 成反比；小齿轮和车轮间和轮轴的原理相同，两轮上各点的转速相同.由这三次传动可以找出大齿轮和摩擦小轮间的转速之比n 1∶n 2=2∶175答案：2∶17514.在高速公路的转弯处，路面造的外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ.设拐弯路段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时，车轮与路面之间横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ=_____________. 解析：由于汽车所受到的横向摩擦力为零，说明汽车所受重力与支持力的合力提供汽车转弯的向心力，即F 向=mgtanθ=Rvm2，所以tanθ=Rgv2，则θ=arctanRgv2.答案：arctanRgv2三、计算题（共36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）15.（8分）射击运动员沿水平方向对准正前方100 m 处的竖直靶板射击，第一发子弹射在靶上的A 点，经测量计算，得知子弹飞行速度为500 m/s ，第二发子弹击中A 点正下方5 cm 处的E 点，求第二发子弹的飞行速度.（不计空气影响，g 取10 m/s 2） 解析：第一发子弹飞行时间为t 1=50010011=v x s=0.2 s ，则第一发子弹下落的高度h 1=2121gt =0.2m ；第二发子弹下落高度h 2=h 1+0.05 m=0.25 m ，下落时间t 2=20122=gh s ，则第二发子弹的初速度v 2=2011002=t x m/s=5200 m/s.答案：5200 m/s16.（8分）如图6-21所示，质量为m 的小球从光滑的斜面滑下后又冲上光滑的圆弧轨道，已知圆环的半径为R ，当小球从多高处滑下时小球能通过圆环的最高点A?图6-21解析：由圆周运动的规律可知，小球能通过A 点而不脱离轨道，其最小速度v 必须满足mg=Rvm2①小球在运动过程中，机械能守恒，在B 点处为E p =0mgh=mg·2R+21mv 2②联立①②两式，得：h=R 25即小球从R h 25≥处下滑时，才能通过A 点而不会离开轨道.答案：R h 25≥17.（10分）如图6-22所示，质量m=1 kg 的小球用细线拴住，线长l=0.5 m ，细线所受拉力达到F=18 N 时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断.若此时小球距水平地面的高度h=5 m ，重力加速度g=10 m ／s 2，求小球落地处到地面上P 点的距离.（P 点在悬点的正下方）图6-22解析：球摆到悬点正下方时，线恰好被拉断，说明此时线的拉力 F=18 N ，则由F-mg=lvm2可求得线断时球的水平速度为v=15.0)1018()(⨯-=-mlmg F m/s=2 m/s线断后球做平抛运动，由h=221gt可求得物体做平抛运动的时间为t=10522⨯=gh s=1 s则平抛运动的水平位移为x=vt=2×1 m=2 m.答案：2 m18.（10分）如图6-23所示，在质量为M 的电动机上，装有质量为m 的偏心轮，飞轮转动的角速度为ω，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则飞轮重心离转轴的距离为多大?在转动过程中，电动机对地面的最大压力为多大?图6-23解析：设偏心轮的重心距转轴r ，偏心轮等效为用一长为r 的细杆固定质量为m （轮的质量）的质点，绕转轴转动（如题图所示）.轮的重心在正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力.即F=Mg ①根据牛顿第三定律，此时轴对偏心轮的作用力向下，大小为F=Mg，其向心力为F+mg=mω2r ②由①②得偏心轮重心到转轴的距离为：r=（M+m）g／（mω2）③当偏心轮的重心转到最低点时，电动机对地面的压力最大.对偏心轮有F′-mg=mω2r ④对电动机，设它所受支持力为F NF N=F′+Mg⑤由③④⑤解得F N=2（M+m）g由牛顿第三定律得，电动机对地面的最大压力为2（M+m）g.答案：（M+m）g／（mω2）2（M+m）g。