2017-2018学年高中物理必修二检测:第五章章末质量评估(一) Word版含解析
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高中物理学习材料桑水制作(时间:60分钟,分值:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~10小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)1.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在竖直面内做圆周运动,关于小球运动到P 点时的加速度方向,下列图中可能的是( )解析:选D.竖直面内做圆周运动的小球在P 点受到重力和绳拉力的共同作用,由牛顿第二定律可知其加速度a 的方向即为所受二力合力的方向,且指向圆周的内侧,故A 、B 、C 错误,D 正确.2.在众多比赛项目中,跳台滑雪是非常好看刺激的项目.如一运动员以10 m/s 的初速度从倾角为60°的斜坡顶端水平滑出,如图所示,该运动员再次落到斜面上时飞行的时间为(已知g =10 m/s 2)( )A.33 sB.233s C. 3 s D .2 3 s解析:选D.设运动员下落的高度为H ,水平位移为x ,飞行时间为t ,那么H =12gt 2,x =vt ,tan θ=H x,联立以上三式可得t =2 3 s.3.某人在距地面某一高处以初速度v 0水平抛出一物体,落地速度大小为2v 0,则它在空中的飞行时间及抛出点距地面的高度为( ) A.3v 02g ,9v 204g B.3v 02g ,3v 204gC.3v 0g ,3v 202gD.v 0g ,v 202g解析:选C.物体落地时的竖直分速度为:v y = (2v 0)2-v 20= 3v 0,故其飞行时间为:t =v y g =3v 0g .抛出时高度为:h =v 2y 2g =3v 202g ,所以选项C 正确. 4.(2013·高考北京卷改编)在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意图,如图所示.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x 1,x 2,x 3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是( )A .x 2-x 1=x 3-x 2B .x 2-x 1>x 3-x 2C .x 2-x 1<x 3-x 2D .以上均有可能解析:选B.由题意知,1、2间距等于2、3间距,由于竖直方向是匀加速运动,故t 12>t 23;又因为水平方向为匀速运动,故x 2-x 1>x 3-x 2.5.在一个光滑水平面上,有一转轴垂直于此平面,交点O 的上方h 处固定一细绳的一端,绳的另一端固定一质量为m 的小球B ,绳长AB =l >h ,小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动,要使球不离开水平面,转轴的转速最大值是( )A.12πg hB .πgh C.12πg l D .2πl g解析:选A.以小球为研究对象,进行受力分析,如图所示,小球受三个力作用.重力mg 、水平面支持力F N 、绳子拉力F .在竖直方向上合力为零,在水平方向上所需向心力为mv 2/R ,而R =h tan θ,又F cos θ+F N =mg ,F sin θ=mv 2/R =m ω2R =m ·4π2n 2R =m ·4π2n 2h tan θ,当球即将离开水平面时F N =0.F N =mg -m ·4π2n 2max h =0,得n max =12πg h. 6.(2013·高考江苏卷)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A 、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )A .A 的速度比B 的大B .A 与B 的向心加速度大小相等C .悬挂A 、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等D .悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小解析:选D.A 、B 绕竖直轴匀速转动的角速度相等,即ωA =ωB ,但r A <r B ,根据v =ωr 得,A的速度比B 的小,选项A 错误;根据a =ω2r 得,A 的向心加速度比B 的小,选项B 错误;A 、B 做圆周运动时的受力情况如图所示,根据F 向=m ω2r 及tan θ=F 向mg =ω2r g知,悬挂A 的缆绳与竖直方向的夹角小,选项C 错误;由图知mg F =cos θ,即F =mg cos θ,所以悬挂A 的缆绳受到的拉力小,选项D 正确.7.关于曲线运动和圆周运动,以下说法中正确的是( )A .做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零B .做曲线运动的物体的速度一定是变化的C .做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心D .做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心解析:选ABD.若合外力为零,物体保持静止或做匀速直线运动,所以做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零,A 正确;做曲线运动的物体,其速度方向时刻改变,因此速度是变化的,选项B 正确;做匀速圆周运动的物体所受合外力只改变速度的方向,不改变速度大小,其合外力和加速度的方向一定指向圆心,但一般的圆周运动中,通常合外力不仅改变速度的方向,也改变速度的大小,其合外力、加速度一般并不指向圆心,故选项C 错误,D 正确.8.(2013·黄冈高一检测)下列图中实线为河岸,河水的流动方向如图中v 的箭头所示,虚线为小船从河岸M 驶向对岸N 的实际航线.则其中可能正确的是( )解析:选AB.由运动的合成可知,小船从河岸M驶向对岸N的实际航线可能正确的是A、B.9.(2013·武汉高一检测)横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示.现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c.下列判断正确的是( )A.图中三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短B.图中三小球比较,落在c点的小球飞行时间最短C.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最小D.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最快解析:选BC.小球在平抛运动过程中,可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动,由于竖直方向的位移落在c点处的最小,而落在a点处的最大,所以落在a 点的小球飞行时间最长,落在c点的小球飞行时间最短,A错误、B正确;而速度的变化量Δv=gt,所以落在c点的小球速度变化最小,C正确;三个小球做平抛运动的加速度都为重力加速度,故三个小球飞行过程中速度变化一样快,D错误.10.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处( )A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于v c,车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v c,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时,与未结冰时相比,v c的值变小解析:选AC.汽车转弯时,恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,说明公路外侧高一些,支持力的水平分力刚好提供向心力,此时汽车不受静摩擦力的作用,与路面是否结冰无关,故选项A正确,选项D错误.当v<v c时,支持力的水平分力大于所需向心力,汽车有向内侧滑动的趋势,摩擦力指向外侧;当v>v c时,支持力的水平分力小于所需向心力,汽车有向外侧滑动的趋势,在摩擦力大于最大静摩擦力前不会侧滑,故选项B错误,选项C正确.二、实验题(本题共1小题,共10分,按题目要求作答)11.某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次从斜槽上滚下,在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(O 为小球的抛出点).(1)在图中描出小球的运动轨迹.(2)从图中可看出,某一点的位置有明显的错误,其产生的原因可能是该次实验中,小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏________(选填“高”或“低”).(3)某同学从图象中测得的三组数据如表所示,则此小球做平抛运动的初速度v 0=________ m/s. x /cm 10.00 20.00 30.00 y /cm5.00 20.00 45.00解析:(1)如图所示(2)从轨迹上可以看出,第四个点偏离到轨迹左侧,与轨迹上同一高度的点比较,在下落相同高度时,水平位移偏小,说明平抛运动的初速度偏小,即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低.(3)根据x =v 0t ,y =12gt 2可得v 0=x g 2y,代入其中一组数据可得v 0=1.0 m/s. 答案:(1)见解析图 (2)低 (3)1.0三、计算题(本题共2小题,共30分.解答时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)12.(15分)如图所示,小球在外力作用下,由静止开始从A 点出发做匀加速直线运动,到B点时撤去外力.然后,小球冲上竖直平面内半径为R 的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C ,到达最高点C 后抛出,最后落回到原来的出发点A 处.试求:(1)小球运动到C 点时的速度;(2)A 、B 之间的距离.解析:(1)小球恰能通过最高点,说明此时半圆环对球无作用力,设此时小球的速度为v则mg =m v 2R (3分)所以v =gR .(3分)(2)小球离开C 点后做平抛运动,设从C 点落到A 点用时t ,则2R =12gt 2(3分) 又因A 、B 距离x =vt (3分)所以x =gR ×4R g=2R .(3分) 答案:(1)gR (2)2R 13.(15分)如图所示,一个人用一根长1 m 、只能承受74 N 拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg 的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O 离地面h =6 m .转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g =10 m/s 2)(1)绳子断时小球运动的角速度多大?(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?解析:(1)设绳断时角速度为ω,则有F -mg =m ω2L (3分)代入数据得ω=8 rad/s.(2分)(2)绳断后,小球做平抛运动,其初速度v =ωL =8 m/s(2分)由平抛运动规律有h -L =12gt 2(3分) 得t =1 s(2分)水平距离x =vt =8 m .(3分)答案:(1)8 rad/s (2)8 m。
2017-2018年高中物理必修2(粤教版)习题:章末质量评估(一)+Word版含答案
章末质量评估(一)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得3分,选错或不答的得0分)1.关于斜抛运动,下列说法不正确的是( )A.任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动B.斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动C.斜抛运动一定是变加速运动D.斜抛运动是匀变速运动解析:任何斜抛运动都可以分解成任何两个方向上的分运动,包括互相垂直的两个方向,所以A正确;根据斜抛运动的规律,B是正确的;合力不变的物体所做的斜抛运动是匀变速运动,所以C错误,D正确.故选C.答案:C2.一个小球在水平桌面上以速度v0运动,当小球运动至P点时,开始受到某力的作用,轨迹如图所示,AP为直线,PB为曲线.以下说法中正确的是( )A.该外力可能沿x轴正方向B.该外力可能沿x轴负方向C.该外力可能沿y轴正方向D.该外力可能沿y轴负方向解析:物体做曲线运动时,所受外力指向圆弧的内侧,在图中小球所受外力可能沿y轴正方向,故A、B、D错误,C正确.答案:C3.物体自地面做竖直上抛运动后又落回地面,则( )A.上抛过程中,加速度方向向上,速度方向向上,相对于抛出点的位移方向向上B.下落过程中,加速度方向向下,速度方向向下,相对于抛出点的位移方向向下C.在最高点,速度大小为零,不受力的作用D.到达最高点后,加速度方向不变,速度方向改变解析:物体抛出后只受重力作用,加速度方向向下,大小恒定.落地前的位移相对于抛出点方向向上,A、B、C均错,D正确.答案:D4.如图所示,我某集团军在一次空地联合军事演习中,离地面H高处的飞机以水平对地速度v1发射一颗炸弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看作竖直上抛).设此时拦截系统与飞机的水平距离为x ,若拦截成功,不计空气阻力,则v 1、v 2的关系应满足( )A .v 1=Hx v 2 B .v 1=v 2x HC .v 1=x Hv 2D .v 1=v 2解析:要拦截成功,两炮弹必在空中相遇,设经时间t 两炮弹相遇,则x =v 1t ,y =12gt 2,s=v 2t -12gt 2,y +s =H ,联立以上各式,解得v 1=xHv 2.故选C.答案:C5.一只小船渡河,水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于岸边.小船相对于水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,运动轨迹如图所示.船相对于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.由此可以确定船沿三条不同路径渡河( )A .时间相同,AD 是匀加速运动的轨迹B .时间相同,AC 是匀加速运动的轨迹 C .沿AC 用时最短,AC 是匀加速运动的轨迹D .沿AD 用时最长,AD 是匀加速运动的轨迹解析:根据题意,船在静水中的速度是不同的,因此它们的时间也不相同,根据曲线运动条件可知,AC 轨迹说明船在静水中加速运动,而AB 则对应船在静水中匀速运动,对于AD ,则船在静水中减速运动,故A 、B 错误;由上分析可知,由AC 轨迹,船在静水中加速运动,因此所用时间最短,故C 正确;沿着AD 运动轨迹,对应的时间是最长的,但AD 是匀减速运动的轨迹,故D 错误.答案:C6.如图所示,小船以大小为v 1、方向与上游河岸成θ的速度(在静水中的速度)从A 处过河,经过t 时间,正好到达正对岸的B 处.现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸B 处,在水流速度不变的情况下,下列方法中可采用的是( )A.只要增大v1大小,不必改变θ角B.只要增大θ角,不必改变v1大小C.在增大v1的同时,也必须适当增大θ角D.在增大v1的同时,也必须适当减小θ角解析:因小船垂直河岸过河,则由速度的分解知识可知水流速度:v=v1cos θ;则在水流速度v不变的情况下,增大v大小,必须增大θ角,故选项C正确.答案:C7.某同学在一古井口以1 m/s的速度竖直向下扔一石块,2 s 后听到石块击水的声音,声音的传播时间忽略不计,取g=10 m/s2,可估算出古井的深度约为( )A.20 m B.22 mC.2 m D.7 m解析:石块做竖直下抛运动,则s=v0t+12gt2=1×2 m+12×10×22 m=22 m.由此可知古井约为22 m,B正确.答案:B8.从地面上同时抛出两小球,A沿竖直向上,B沿斜向上方,它们同时到达最高点,不计空气阻力.则( )A.A先落到地面上B.B的加速度比A的大C.A上升的最大高度比B大D.抛出时B的初速度比A大解析:A小球和B小球竖直方向上都做竖直上抛运动,它们同时到达最高点,根据竖直上抛运动的对称性,它们下降的过程经历的时间也是相同的,所以它们一定是同时落地,故A错误;A和B的加速度是相同的,都是重力加速度,故B错误;它们同时到达最高点,所以在竖直方向上的位移是相等的,即上升的高度是相等的,故C错误;它们同时到达最高点,所以B的初速度沿竖直方向的分速度与A的初速度大小相等,所以B的初速度一定大于A的初速度,故D正确.答案:D9.如图所示,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( )A .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y =12gt 2,得t =2yg,因A 、B 等高,故t 相同,应选C.答案:C10.如图所示,P 是水平面上的圆弧凹槽,从高台边B 点以某速度v 0水平飞出的小球,恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A 点沿圆弧切线方向进入轨道.O 是圆弧的圆心,θ1是OA 与竖直方向的夹角,θ2是BA 与竖直方向的夹角,则( )A.tan θ2tan θ1=2B .tan θ1tan θ2=2 C.1tan θ1tan θ2=2D.tan θ1tan θ2=2解析:由题意知:tan θ1=v y v 0=gt v 0,tan θ2=x y =v 0t 12gt2=2v 0gt,由以上两式得tan θ1tan θ2=2.故B 项正确.答案:B二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)11.如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方,使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时,一支铅笔从三角板直角边的最下端由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动.下列关于铅笔笔尖的运动及其所留下的痕迹的判断中正确的是( )A .笔尖留下的痕迹是一条抛物线B .笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线C .在运动过程中,笔尖运动的速度方向始终保持不变D .在运动讨程中,笔尖运动的加速度方向始终不变解析:笔尖的运动为水平向右的匀速直线运动和竖直向上的匀加速直线运动的合运动,轨迹为抛物线,A 正确,B 错误.运动过程中笔尖的加速度始终不变,速度方向时刻发生变化,C 错误,D 正确.答案:AD12.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图所示).不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛球时,他可能做出的调整为( )A .减小初速度,抛出点高度不变B .增大初速度,抛出点高度不变C .初速度大小不变,降低抛出点高度D .初速度大小不变,提高抛出点高度解析:设小球被抛出时的高度为h ,则h =12gt 2,小球从抛出到落地的水平位移x =v 0t ,两式联立得x =v 02hg,根据题意,再次抛小球时,要使小球运动的水平位移x 减小,可以采用减小初速度v 0或降低抛出点高度h 的方法,故A 、C 正确.答案:AC13.如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v 1和v 2,绳子对物体的拉力为F 拉,物体所受重力为G ,则下列说法正确的是( )A .物体做匀速运动,且v 1=v 2B .物体做加速运动,且v 2<v 1C .物体做加速运动,且F 拉>GD .物体做匀速运动,且F 拉=G解析:小车在运动的过程中,其速度产生两个效果,故将小车的速度按照沿绳子方向与垂直绳子的方向进行分解,如图所示,则由图可以看出v 2=v 1cos α,则v 2<v 1.随着小车向前移动,α将不断减小,cos α将逐渐增大,则v 2逐渐增大,即物体向上做加速运动,根据牛顿第二定律可知,F 拉>G .故B 、C 正确.答案:BC14.小球从O 点水平抛出,建立如图所示的坐标系.x 轴上OA =AB =BC ,y 轴沿竖直方向,从A 、B 、C 三点作y 轴的平行线,与小球运动轨迹交于M 、N 、P 三点,那么下列比值中正确的是( )A .小球在这三点的水平速度之比v 1x ∶v 2x ∶v 3x =1∶1∶1B .小球在OM 、MN 、NP 三段轨迹上运动的时间之比t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶3C .小球在这三点的竖直分速度之比v 1y ∶v 2y ∶v 3y =1∶2∶3D .AM ∶BN ∶CP =1∶2∶3解析:因为平抛运动可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,由题意知OA =AB =BC ,故小球在OM 、MN 、NP 三段轨迹上运动的时间相等,故A 正确,B 错误;由于t 1=t 2=t 3,又由v y =gt 知v 1y =gt ,v 2y =g 2t ,v 3y =g 3t ,所以v 1y ∶v 2y ∶v 3y =1∶2∶3,故C 正确;由于AM 、BN 、CP 为竖直分位移,由y =12gt 2知D 错误.答案:AC三、非选择题(本题共4小题,共46分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,答案中必须明确写出数值和单位)15.(8分)研究平抛运动时,我们用到如图甲所示的装置,将两个完全相同的斜槽固定在同一竖直面内,它们的最下端水平.把两个质量相等的小钢球,从斜面的顶点由静止同时释放,斜槽2的水平轨道末端与光滑水平面吻合.可以观察到现象:___________________,这说明:_______________________________________________.同时我们还用到如图乙所示的装置(装置离地面足够高),小球2与斜槽末端在同一水平线上.将小球1从任意高度释放,当它到达斜槽末端时释放小球2;再水平移动小球2,重复上述过程.可以观察到现象:_________________________________________________.这说明:______________________________________________.本实验的关键是如何确保小球1水平抛出时小球2能同时释放,这就需要一个控制装置.我们可以设置一个发射器(即一个光源),让接收器接收它发出的光时去控制电磁铁吸住小球 2.当小球1从斜槽末端经过时将发射器发出的光挡住,接收器未收到光信号就控制电磁铁停止工作,小球2落下.解析:图甲中,小球1做平抛运动,小球2沿光滑水平面做匀速直线运动,两小球同时沿着同一水平方向运动.在斜槽尾端两小球沿相同的光滑斜槽从相同高度同时由静止释放,则两小球的水平初速度相同,小球1必定落到光滑水平面上与小球2相碰,这说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动;图乙中,小球1做平抛运动,小球2同时做自由落体运动,发现两小球总能在空中某位置相遇,这种现象说明,平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.答案:两球在斜槽2的水平轨道上相碰平抛运动的水平分运动是匀速直线运动实验中两个小球都能在空中相碰平抛运动的竖直分运动是自由落体运动16.(12分)质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其两个相互垂直的x、y方向上的分速度v x和v y随时间变化的图线如图所示,求:(1)物体的初速度;(2)t1=8 s时物体的速度大小;(3)t2=4 s时物体的位移大小.解析:(1)t=0时,v x=3 m/s,v y=0.所以初速度v0=3 m/s,沿x轴正方向.(2)t1=8 s时,v x=3 m/s,v y=4 m/s,则v=v2x+v2y=32+42 m/s=5 m/s.(3)t2=4 s时,x=v x·t=3×4 m=12 m,y =12at 22=12×0.5×42m =4 m ,合位移s = x 2+y 2=122+42m =410 m ≈12.6 m. 答案:(1)3 m/s ,沿x 轴正方向 (2)5 m/s (3)12.6 m(或410 m)17.(12分)在竖直的井底,将一物体以11 m/s 的速度竖直向上抛出,物体冲出井口时被人接住,在被人接住前1 s 内物体的位移是4 m ,位移方向向上,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,求:(1)物体从抛出到被人接住所经历的时间; (2)此井的竖直深度.解析:(1)设人接住物体前1 s 时速度为v ,则有s ′=vt ′-12gt ′2,即4=v ×1-12×10×12,解得v =9 m/s ,则物体从抛出到被接住所用总时间t =v -v 0-g+t ′=1.2 s. (2)井的竖直深度为s =v 0t -12gt 2=11×1.2 m -12×10×1.22m =6 m.答案:(1)1.2 s (2)6 m18.(14分)在高处以初速度v 1水平抛出一个带刺飞镖,在离开抛出点水平距离l 、2l 处有A 、B 两个小气球以速度v 2匀速上升,先后被飞镖刺破(认为飞镖质量很大,刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹).试求:(1)飞镖刺破A 气球时,飞镖的速度大小;(2)A 、B 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中的高度差. 解析:(1)飞镖从抛出到刺破气球A ,经过了时间t A =lv 1, 竖直方向速度v y =gt A =gl v 1, 则飞镖速度大小v A =v 21+g 2l 2v 21.(2)A 、B 两气球被刺破位置的高度差 h 1=3×12gt 2A =3gl22v 21,B球比A球多运动时间lv1,B比A多上升h2=v2lv1,A、B未被刺破前高度差H=h1+h2=3gl22v21+v2lv1.答案:(1) v21+g2l2v21(2)3gl22v21+v2lv1。
2017-2018学年高中物理必修2章末综合测评1 含答案 精品
章末综合测评(一) (用时:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于摩擦力做功,下列说法中正确的是( ) A .滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功B .静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功C .静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D .滑动摩擦力可以对物体做正功【解析】 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而且摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.综上所述,只有D 正确.【答案】 D2.下列关于力做功的说法中正确的是( )【导学号:45732025】A .人用力F =300 N 将足球踢出,球在空中飞行40 m ,人对足球做功1 200 JB .人用力推物体,但物体未被推动,人对物体做功为零C .物体竖直上升时,重力不做功D .只有恒力才能做功,变力不能做功【解析】 球在空中飞行40 m 不是人踢足球的力的位移,A 错;物体没有被推动,位移为零,人对物体做功为零,B 对;物体竖直上升时,重力做负功,C 错;任何力都有可能做功,D 错.【答案】 B3.有关功、功率和机械效率的说法中,正确的是( ) A .机械的功率越大,做的功就越多 B .功率不同的机械,做的功可能相等 C .机械做功的时间越少,功率就越大 D .机械的功率越大,机械效率就越高【解析】 由P =Wt可得W =Pt ,做功的多少由功率和做功的时间两个量决定,功率大的机械做的功不一定多,选项A 错误,选项B 正确;只有做功时间没有对应时间内的功,无法比较功率,选项C 错误;功率和机械效率是两个不同的物理量,二者之间没有必然联系,选项D 错误.【答案】 B4.一辆汽车以功率P 1在平直公路上匀速行驶,若驾驶员突然减小油门,使汽车的功率减小为P 2并继续行驶.若整个过程中阻力恒定不变,此后汽车发动机的牵引力将( )A .保持不变B .不断减小C .突然减小,再增大,后保持不变D .突然增大,再减小,后保持不变【解析】 由P 1=Fv 知,当汽车以功率P 1匀速行驶时,F =f ,加速度a =0.若突然减小油门,汽车的功率由P 1减小到P 2,则F 突然减小.整个过程中阻力f 恒定不变,即F <f ,此时加速度a <0,所以汽车将减速.由P 2=Fv 知,此后保持功率P 2不变继续行驶,v 减小,F 增大.当F =f 时,汽车不再减速,而以一较小速度匀速行驶,牵引力不再增大.【答案】 C5.质量为1 kg 的物体从足够高处自由下落,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,则开始下落1 s 末重力的功率是( )【导学号:45732026】A .100 WB .50 WC .200 WD .150 W【解析】 自由落体运动的物体,从开始下落1 s 时的瞬时速度为v =gt =10 m/s ,则根据公式P =Fv 可知,此时重力的功率为P =mgv =100 W ,选项A 正确,其他选项均错误.【答案】 A6.某机械的效率是80%,它对外做了1 000 J 的有用功,这台机械消耗的能量是( ) A .1 000 J B .800 J C .1 200 J D .1 250 J【解析】 由η=W 有用W 总可得,该机械消耗的总能量 W 总=W 有用η=1 0000.80J =1 250 J ,故D 正确.【答案】 D7.如图1所示,三个固定的斜面底边长度都相等,斜面倾角分别为30°、45°、60°,斜面的表面情况都一样.完全相同的物体(可视为质点)A 、B 、C 分别从三个斜面的顶部滑到底部的过程中( )图1 A.物体A克服摩擦力做的功最多B.物体B克服摩擦力做的功最多C.物体C克服摩擦力做的功最多D.三个物体克服摩擦力做的功一样多【解析】设斜面底边长为d,则斜面长l=dcos θ,物体所受的摩擦力f=μmg cos θ,物体克服摩擦力做的功W f=fl=μmg cos θ·dcos θ=μmgd,故三个物体克服摩擦力做功一样多,D正确.【答案】 D8.如图2所示,重物P放在粗糙的水平板OM上,当水平板绕O端缓慢抬高,在重物P 开始滑动之前,下列说法中正确的是( )【导学号:45732027】图2A.P受到的支持力不做功B.P受到的支持力做正功C.P受到的摩擦力不做功D.P受到的摩擦力做负功【解析】摩擦力时刻与运动方向垂直,不做功,支持力时刻与运动方向相同,做正功,故选B、C.【答案】BC9.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图3所示.设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是s1和s2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2t0时刻做的功是W2,则( )图3A .s 2=5s 1 v 2=3v 1B .s 1=9s 2 v 2=5v 1C .s 2=5s 1 W 2=8W 1D .v 2=3v 1 W 2=9W 1【解析】 由题意和图象可知,在开始至t 0时刻物体的加速度为F 0m,t 0时刻的速度为v 1=a 1t 0=F 0t 0m ,位移为s 1=12a 1t 20=F 0t 202m ,外力做功W 1=F 0s 1=F 20t 22m;从t 0至2t 0时刻物体的加速度为2F 0m ,2t 0时刻的速度为v 2=v 1+a 2t 0=3F 0t 0m ,此阶段的位移为s 2′=v 1t 0+12a 2t 20=2F 0t 2m ,故2t 0时刻相对于出发点的位移s 2=5F 0t 202m ,外力做功W 2=2F 0s 2′=4F 20t 2m ,综合上述可知s 2=5s 1,v 2=3v 1,W 2=8W 1,故A 、C 正确.【答案】 AC10.在平直路面上运动的汽车的额定功率为50 kW ,若其总质量为2.5 t ,在水平路面上所受的阻力为5×103N .则下列说法中正确的是( )【导学号:45732028】A .汽车所能提供的最大牵引力为5×103N B .汽车所能达到的最大速度是10 m/sC .汽车以0.5 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动的最长时间为20 s D .汽车以0.5 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动的最长时间为16 s【解析】 当汽车速度达到最大时,牵引力最小F =f ,故选项A 错误;由P =Fv 得汽车所能达到的最大速度v max =P f =50×1035×103m/s =10 m/s ,选项B 正确;汽车以恒定的加速度a做匀加速运动,能够达到的最大速度为v ,则有P v-f =ma ,解得v =P f +ma=50×1035×103+2.5×103×0.5m/s =8 m/s.由v =at 得,这一过程维持的时间t =v a =80.5 s =16 s ,选项D 正确.【答案】 BD二、计算题(共3小题,共40分)11.(12分)质量为5 kg 的物体静止于水平地面上,现对物体施以水平方向的恒定拉力,1 s 末将拉力撤去,物体运动的v t 图象如图4所示,试求:图4(1)滑动摩擦力在0~3 s 内做的功; (2)拉力在1 s 末的功率.【解析】 (1)根据v t 图象知,撤去拉力后物体加速度大小:a 2=Δv Δt=6 m/s 2撤去拉力后,物体只受摩擦力,则f =ma 2=30 N物体在3 s 内的位移s =3×122m =18 m 摩擦力做的功为:W f =-fs =-540 J.(2)撤去拉力F 之前,由牛顿第二定律 得:F -f =ma 1根据v t 图象知,第1 s 内加速度:a 1=Δv Δt=12 m/s 2由瞬时功率公式得:P =Fv =1 080 W.【答案】 (1)-540 J (2)1 080 W12.(12分)上海世博会期间,新能源汽车成为园区的主要交通工具,其中有几百辆氢燃料电池汽车.氢在发动机内燃烧过程中,只会排出水蒸气而无其他废气排出,因此不会产生温室效应.有一辆氢燃料电池汽车重6 t ,阻力是车重的0.05倍,最大输出功率为60 kW ,求:(1)车以a =0.5 m/s 2从静止匀加速起动,能有多长时间维持匀加速运动? (2)最大行驶速度为多少?【导学号:45732029】【解析】 (1)设车匀加速起动时间为t ,则有F -f =ma ① P =Fv ′ ② v ′=at③由①②③解得t =Pma 2+fa解得t =20 s.(2)当速度继续增大时,F 减小,a 减小.当F =f 时a =0,速度最大, 所以v =P f=20 m/s.【答案】 (1)20 s (2)20 m/s13.(16分)汽车发动机的额定功率P =60 kW ,若其总质量为m =5 t ,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为f =5.0×103N ,则:(1)汽车保持恒定功率起动时,汽车所能达到的最大速度v max ;(2)若汽车以a =0.5 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?【解析】 汽车在运动中所受的阻力大小为:f =5.0×103 N.(1)汽车保持恒定功率起动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.当a =0时速度最大,所以,此时汽车的牵引力为F 1=f =5.0×103 N则汽车的最大速度为v max =P F 1=6×1045.0×103m/s =12 m/s.(2)当汽车以恒定加速度a =0.5 m/s 2匀加速运动时,汽车的牵引力为F 4,由牛顿第二定律得F 4-f =maF 4=f +ma =5.0×103 N +5×103×0.5 N=7.5×103N汽车匀加速运动时,其功率逐渐增大,当功率增大到等于额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为v t =P F 4=6×1047.5×103m/s =8 m/s则汽车匀加速运动的时间为:t =v t a =80.5s =16 s.【答案】 (1)12 m/s (2)16 s。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评:章末综合
章末综合测评(一)(用时:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,1~5小题只有一项符合题目要求,6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,一物块仅在三个共点恒力F1、F2、F3的作图1用下以速度v0水平向右做匀速直线运动,其中F1斜向右上方,F2竖直向下,F3水平向左.某时刻撤去其中的一个力,其他力的大小和方向不变,一段时间后恢复该力,则下列说法不正确的是( )【导学号:50152052】A.如果撤去的是F1,则物块先做匀变速曲线运动,恢复该力之后将做直线运动B.如果撤去的是F1,恢复F1时物块的速度大小可能为v0C.如果撤去的是F3,物块将向右做匀加速直线运动,恢复该力之后做匀速直线运动D.如果撤去的是F2,在恢复该力之前的时间内,因物块做曲线运动,故在相等时间间隔内其速度的变化量Δv的方向时刻在改变【解析】物块在三个共点力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动,说明三个共点力平衡,如果撤去F1,则F2、F3的合力与F1等大反向,合力与初速度不在一条直线上,物块做匀变速曲线运动,恢复F1,物块又处于平衡状态,做匀速直线运动,A选项正确;撤去F1,F2、F3的合力对物块先做负功后做正功,有可能总功为零,即恢复F1时物块的速度大小可能为v0,B选项正确;撤去F2之后,物块做类平抛运动,则Δv=aΔt,因为加速度a是恒定的矢量,故在相等时间间隔内Δv的大小和方向都不变,D选项错误;撤去F3后,合力水平向右,故物块向右做匀加速直线运动,C选项正确.【答案】 D2.将一只小球水平抛出,小球在空中依次飞过1号、2号、3号三个完全相同的窗户,图2中曲线为小球在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )【导学号:50152053】图2A .小球通过3号窗户所用的时间最长B .小球通过1号窗户所用的时间最长C .小球通过3个窗户的时间是相同的D .3个窗户所截得的小球运动轨迹相同【解析】 根据平抛运动规律,小球通过窗户所用的时间决定于竖直方向的分速度,而小球在竖直方向上做自由落体运动,速度越来越大,故可知,通过三个窗户所用的时间t 1>t 2>t 3,所以选项B 正确,A 、C 错误;由平抛规律可知,合速度的方向不同,故运动轨迹不同,所以选项D 错误.【答案】 B3.如图3所示,相同材料制成的A 、B 两轮水平放置,它们靠轮边缘间的摩擦转动,两轮半径R A =2R B ,当主动轮A 匀速转动时,在A 轮边缘放置的小木块P 恰能与轮保持相对静止.若将小木块放在B 轮上,欲使木块相对B 轮也相对静止,则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图3A .RB B.R B2 C.R B 3D.R B4【解析】 根据题设条件,两轮边缘线速度相等可知2ωA =ωB ,在A 轮边缘放置的小木块P 恰能与轮保持相对静止,有F 向=m ω2A R A .若将小木块放在B 轮上,欲使木块相对B 轮也静止,令木块P 与B 轮转轴的最大距离为x ,应有F 向=m ω2B x ,解得x =R B2,故选B.【答案】 B4.如图4所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出,经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )【导学号:50152054】图4A .t a >t b ,v a <v bB .t a >t b ,v a >v bC .t a <t b ,v a <v bD .t a <t b ,v a >v b【解析】 由于h a >h b ,所以t a >t b ,又x a =x b ,根据x =vt 可知v b >v a ,故选A. 【答案】 A5.长度L =0.50 m 的轻杆OA ,A 端有一质量m =3.0 kg 的小球,如图5所示,小球以O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率为2 m/s(g 取10 m/s 2),则此时细杆OA 受到( )图5A .6 N 的拉力B .6 N 的压力C .24 N 的拉力D .24 N 的压力【解析】 设小球以速率v 通过最高点时,球对杆的作用力恰好为零,即:mg =mv 2L,v=gL =10×0.5 m/s = 5 m/s.由于v 0=2 m/s < 5 m/s ,小球过最高点时对细杆产生压力,如图所示 由牛顿第二定律:mg -F N =mv 20/L 得 F N =mg -mv 20/L =3×10 N-3×220.5N =6 N.【答案】 B6.滑雪者从山上M 处以水平速度飞出,经t 0时间落在山坡上N 处时速度方向刚好沿斜坡向下,接着从N 沿直线自由滑下,又经t 0时间到达坡上的P 处.斜坡NP 与水平面夹角为30°,不计摩擦阻力和空气阻力,则从M 到P 的过程中水平、竖直两方向的分速度v x 、v y 随时间变化的图象是( )图6【解析】 滑雪者先做平抛运动,后沿斜坡向下做匀加速运动,故水平方向的速度先不变,再增大;竖直方向的速度一直增大,但开始的加速度大于在斜坡上的加速度,定量计算可求得B 、D 正确.【答案】 BD7.在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图7甲),若把滑铁索过江简化成图乙的模型,铁索的两个固定点A 、B 在同一水平面内,AB 间的距离为L =80 m ,绳索的最低点离AB 间的垂直距离为h =8 m ,若把绳索看做是圆弧,已知一质量m =52 kg 的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10 m/s ,(取g =10 m/s 2)那么( )【导学号:50152055】图7A .人在整个绳索上运动可看成是匀速圆周运动B .可求得绳索的圆弧半径为104 mC .人在滑到最低点时对绳索的压力为570 ND .在滑到最低点时人处于失重状态 【解析】 根据题意,R 2=402+(R -8)2得R =104 m在最低点F -mg =m v 2R得F =570 N此时人处于超重状态,B 、C 选项正确.【答案】 BC8.水平光滑直轨道ab 与半径为R 的竖直半圆形光滑轨道bc 相切,一小球以初速度v 0沿直轨道向右运动,如图8所示,小球进入圆形轨道后刚好能通过c 点,然后小球做平抛运动落在直轨道上的d 点,则( )图8A .小球到达c 点的速度为gRB .小球在c 点将向下做自由落体运动C .小球在直轨道上的落点d 与b 点距离为2RD .小球从c 点落到d 点需要时间为2R g【解析】 小球在c 点时由牛顿第二定律得:mg =mv 2cR,v c =gR ,A 项正确;小球在c 点具有速度,它将做平抛运动,并非做自由落体运动,B 错误; 小球由c 点平抛,在平抛运动过程中由运动学公式得:x =v c t,2R =12gt 2解得t =2Rg,D 项正确;x =2R ,C 项正确. 【答案】 ACD二、非选择题(共4小题,共52分,按题目要求作答) 9.(12分)图9甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.图9(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛________________.(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.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L =5 cm ,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为________m/s ;B 点的竖直分速度为________m/s.【解析】 (2)取点(48.0,44.1)分析可得: 0.441=12 ×9.8×t 220.48=v 0t 2 解得:v 0=1.6 m/s.(3)由图可知,物体由A →B 和由B →C 所用的时间相等,且有: Δy =gT 2x =v 0T 解得:v 0=1.48 m/s v By =y AC2T=1.98 m/s. 【答案】 (1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.48 1.9810. (12分)某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子,石子在空中运动的部分轨迹照片如图10所示.从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A 点.已知每块砖的平均厚度为10 cm ,抛出点到A 点竖直方向刚好相距200块砖,取g =10 m/s 2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:图10(1)石子在空中运动的时间t ; (2)石子水平抛出的速度v 0.【导学号:50152056】【解析】 (1)由题意可知:石子落到A 点的竖直位移y =200×10×10-2 m =20 m由y =gt 2/2 得t =2 s.(2)由A 点的速度分解可得v 0=v y tan 37°又因v y =gt ,解得v y =20 m/s故v 0=15 m/s.【答案】 (1)2 s (2)15 m/s11.(12分)图11甲为游乐场的悬空旋转椅,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m =40 kg 的球通过长L =12.5 m 的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上,水平杆长L ′=7.5 m .整个装置绕竖直杆转动,绳子与竖直方向成θ角.当θ=37°时,(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:图11(1)绳子的拉力大小; (2)该装置转动的角速度.【解析】 (1)对球受力分析如图所示,则F T =mgcos 37°=490 N.(2)球做圆周运动的向心力由重力和绳子的拉力的合力提供,即mg tan 37°=m ω2(L sin 37°+L ′),得ω=g tan 37°L sin 37°+L ′=0.7 rad/s.【答案】 (1)490 N (2)0.7 rad/s12.(16分)如图12所示,半径为R ,内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m 的小球A 、B 以不同速率进入管内,A 通过最高点C 时,对管壁上部的压力为3mg ,B 通过最高点C 时,对管壁下部的压力为0.75mg .求A 、B 两球落地点间的距离.图12【解析】 两个小球在最高点时,受重力和管壁的作用力,这两个力的合力作为向心力,离开轨道后两球均做平抛运动,A 、B 两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差.对A 球:3mg +mg =m v 2AR 解得v A =4gR对B 球:mg -0.75mg =m v 2BR 解得v B =14gR s A =v A t =v A4Rg =4R s B =v B t =v B4R g=R所以s A -s B =3R . 【答案】 3R。
高中物理必修二检测:第五章章末质量评估(一)
章末质量评估(一)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.每小题中只有一个选项是正确的,选对得3分,错选、不选或多选均不得分)1.关于曲线运动和圆周运动,以下说法中错误的是( )A.做曲线运动的物体受到的合力一定不为零B.做曲线运动的物体的速度一定是变化的C.做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心D.做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心解析:若合力为零,物体保持静止或匀速直线运动,所以做曲线运动的物体受到的合力一定不为零,故选项A正确;做曲线运动的物体,其速度方向时刻改变,因此速度是变化的,故选项B正确;做匀速圆周运动的物体所受合力只改变速度的方向,不改变速度的大小,其合力和加速度的方向一定指向圆心,但一般的圆周运动中,合力不仅改变速度的方向,也改变速度的大小,其合力、加速度一般并不指向圆心,故选项C错误,选项D正确.答案:C2.如图所示,A、B轮通过皮带传动,A、C轮通过摩擦传动,半径R A=2R B =3R C,各接触面均不打滑,则A、B、C三个轮的边缘点的线速度大小和角速度之比分别为( )A.v A∶v B∶v C=1∶2∶3,ωA∶ωB∶ωC=3∶2∶1B.v A∶v B∶v C=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=2∶3∶6C.v A∶v B∶v C=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3D.v A∶v B∶v C=3∶2∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶1∶1解析:由题意知,A、B轮通过皮带传动,A、B边缘上的点具有大小相同的线速度;A、C轮通过摩擦传动,A、C边缘上的点具有相同的线速度,所以三个轮的边缘点的线速度大小是相等的,则v A∶v B∶v C=1∶1∶1,根据线速度与角速度之间的关系v=ωR,得ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3,选项C正确.答案:C3.水平放置的平板表面有一个圆形浅槽,如图所示.一只小球在水平槽内滚动直至停下,在此过程中( )A.小球受四个力,合力方向指向圆心B.小球受三个力,合力方向指向圆心C.槽对小球的总作用力提供小球做圆周运动的向心力D.槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力解析:对小球进行受力分析,小球受到重力、槽对小球的支持力和摩擦力3个力的作用,所以A错误;其中重力和支持力在竖直面内,而摩擦力是在水平面内的,重力和支持力的合力作为向心力指向圆心,但再加上摩擦力三个力的合力就不指向圆心了,所以选项B、C错误,选项D正确.答案:D4.如图所示,一个固定气缸的活塞通过两端有转轴的杆AB与圆盘边缘连接,半径为R的圆盘绕固定转动轴O点以角速度ω逆时针匀速转动,从而使活塞水平左右振动.在图示位置,杆与水平线AO夹角为θ,AO与BO垂直,则此时活塞速度为( )A.ωR B.ωRcos θC.ωRtan θD.ωRtan θ解析:在图示位置时,B点的合速度v B=ωR,沿切线方向,则B点沿AB杆的分速度为v1=v Bcos θ,而在AB杆上的A点沿气缸方向的分量v2=v1cos θ,故活塞的速度为ωR,故A正确.答案:A5.如图所示,A、B两个相同小球同时在OA杆上以O点为圆心向下摆动过程中,在任意时刻A、B两球相等的物理量是( )A.角速度B.加速度C.向心力D.速度解析:A、B两球都绕O点做圆周运动,角速度ω必定相等,故A正确.角速度ω相等,根据a n=ω2r知:加速度与半径成正比,则A的加速度较大,故B错误.角速度ω相等,根据F n=mω2r知:向心力与半径成正比,则A的向心力较大,故C错误.由v=ωr分析得知,A的速度较大,故D错误,故选A.答案:A6.如图所示,在倾角θ=37°的斜面底端的正上方H处,平抛一个物体,该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直,则物体抛出时的初速度为( )A. 9gH17B.gH4C. 3gH4D.gH3解析:碰撞时的竖直分速度v y=v0tan 37°=43v0,且H-12gt2v0t=tan37°,而t=v yg,联立以上各式可解得v0=9gH17.A对.答案:A7.如图所示,水平路面出现了一个地坑,其竖直截面为半径为R的半圆,AB为沿水平方向的直径.一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以速度v1、v2从A点沿AB方向水平飞出,分别落于C、D两点,C、D两点与水平路面的距离分别为0.6R和R.则v1∶v2的值为( )A. 3B.3 5C.3155D.335解析:石子做平抛运动,而平抛运动的时间取决于下落的高度.落到C点的石子下落的高度h1=0.6R,下落时间t1=2h1g=1.2Rg;落到D点的石子下落的高度h2=R,下落时间t2=2h2g=2Rg.平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动,根据几何知识可得水平位移分别为x1=1.8R,x2=R,根据x=vt可得,速度v1=x1t1,v2=x2t2,联立解得v1∶v2=3155,故C正确.答案:C8.在光滑的水平面上,有一转轴垂直于此平面,交点O的上方h处固定一细绳,绳的另一端固定一质量为m的小球B,线长AB=l>h,小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示,要使球不离开水平面,转轴的转速最大值是( )A.12πghB.πghC.12πglD.2πlg解析:以小球为研究对象,小球受三个力作用,重力G、水平面支持力F N、绳子拉力F,在竖直方向合力为零,在水平方向所需向心力为mω2R,而R=htan θ.当小球即将离开水平面时,F N=0,转速n有最大值,F与mg的合力提供向心力,即mgtan θ=mω2R,又ω=2πn,故mg=m4π2n2h,n=12πgh.故选项A正确.答案:A9.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船A点开出的最小速度为( )A.2 m/s B.2.4 m/sC.3 m/s D.3.5 m/s解析:船参与了两个分运动,沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动,其中,合速度v合方向已知,大小未知,顺水流而下的分运动速度v水的大小和方向都已知,沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知,合速度与分速度遵循平行四边形定则(或三角形定则),如图所示.当v合与v船垂直时,v船最小,由几何关系得到v船的最小值为v船=v水sin 37°=2.4 m/s.故B正确,A、C、D错误.答案:B10.某人站在竖直墙壁前一定距离处练习飞镖,他从同一位置沿水平方向扔出两支飞镖A和B,两支飞镖插在墙壁靶上的状态如图所示(侧视图).则下列说法中正确的是( )A.飞镖A的质量小于飞镖B的质量B.飞镖A的飞行时间小于飞镖B的飞行时间C.抛出时飞镖A的初速度小于飞镖B的初速度D.插入靶时,飞镖A的末速度一定小于飞镖B的末速度解析:平抛运动的时间和下落高度都与飞镖质量无关,本题无法比较两飞镖的质量,故A错误;飞镖A下落的高度小于飞镖B下落的高度,根据h=12gt2得t=2hg,知飞镖A的运动时间小于飞镖B的运动时间,故B正确;两飞镖的水平位移相等,飞镖A所用的时间短,则飞镖A的初速度大,故C错误;设飞镖与水平方向的夹角为θ,可得末速度v=v0cos θ,故无法比较飞镖A、B的末速度大小,故D错误.答案:B二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.每小题有多个选项是正确的,全选对得6分,少选得3分,选错、多选或不选得0分) 11.下列有关运动的说法正确的是( )A.图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越大B.图乙质量为m的小球到达最高点时对管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为2grC.图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度D.图丁用铁锤水平打击弹簧片后,B球比A球先着地解析:对题图甲小球受力分析如图所示,则有 F 向=mgtan θ=mω2Lsin θ, 得cos θ=gω2L,由上式可知ω越大,cos θ越小,则θ越大,A 正确.图乙中小球到达最高点时,若对上管壁压力为3mg ,则管壁对小球作用力向下,有mg +3mg =m v 2r,得v =4gr =2gr ;若对下管壁压力为3mg ,则管壁对小球作用力向上,有mg -3mg =-2mg ,不成立,小球做圆周运动,合力应是向下指向圆心,即此种情况不成立,B 正确.图丙中ωb =ωc ,由a =ω2r 得a b ∶a c =1∶2, v a =v c ,由a =v 2r 得a a ∶a c =2∶1,可得a a ∶a b =4∶1,C 正确.A 球做平抛运动,竖直方向上的分运动为自由落体运动;B 球与A 球同时开始运动,而B 球的运动为自由落体运动,所以A 、B 应同时落地,D 错误.答案:ABC12.如图所示,篮球绕中心线OO′以ω角速度转动,则( )。
第05章 曲线运动-学易试题君之单元测试君高一物理人教版(必修2)(全解全析)
2017-2018学年高一物理人教必修2(第05章)
章末检测·全解全析
1 2 3 4 5 6 7
A C A D C A B
8 9 10 11 12
D ABD ABD AD AD
1.【答案】A
【解析】在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,当火车按规定速度转弯时,由重力和支持力的合力完全提供向心力,从而减轻轮缘对外轨的挤压,故A正确;汽车通过凹形桥最低点时,具有向上的加速度(向心加速度),超重,故对桥的压力大于重力,故B错误;演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,仍然受重力的作用,故C错误;衣机脱水桶的脱水原理是水滴需要提供的向心力较大,衣服无法提供水滴需要的力,所以做离心运动,从而沿切线方向甩出,故D错误。
所以A 正确,BCD错误。
2.【答案】C
3.【答案】A
【解析】若M盘转动角速度为ω,则N转动的角速度为;根据平抛运动的规律知h=gt2,x=v0t;
当t=,n=1、2、3…,x=r+2R=5r时小球可落到C点;若t=,且x=r,n=1、2、3…,即
或者,若M盘转动角速度,则x=r,n=1,时间t=,h=gt2=,故A正确;根据A分析知,只要满足(n=1、2、3…)即可,故B错误;根据A分析知角速度满足(n
高一物理全解全析第1页(共10页)。
2017-2018学年高一物理人教版必修2课件:第五章 章末整合提升 Word版含解析
1 ������ ������2 向心加速度:������n = = ������������2 ������ ������2 向心力:������n = ������ = ������������������2 ������
铁路的弯道 圆周运动的实际应用 拱形桥 航天器中的失重现象 离心运动
专题一
������水 ������船
d。
2.跨过定滑轮拉绳(或绳拉物体)运动的速度分解: 物体运动的速度为合速度 v,物体速度 v 在沿绳方向的分速度 v1 就是使绳子拉长或缩短的速度,物体速度 v 的另一个分速度 v2 就是 使绳子摆动的速度,它一定和 v1 垂直。
【例 1】
如图所示,人在岸上以恒定速度 v 拉船,当轻绳与水平面的夹角 为 θ 时,船的速度为 ( ) ������ A.vcos θ B. cos������ C.v D.vsin θ 思路分析:
������ ������
=
������������-������������ ������������ , v0 = ������ ������
=
������ FE。 ������������-������������
2017-2018学年高中物理必修二练习:学业质量标准检测5 含解析 精品
第五章 学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(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小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,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.有A 、B 两小球,B 的质量为A 的两倍。
现将它们以相同速率沿同一方向抛出,不计空气阻力。
图中①为A 的运动轨迹,则B 的运动轨迹是导学号 66904189( A )A .①B .②C .③D .④解析:由于不计空气阻力,因此小球以相同的速率沿相同的方向抛出,在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向的初速度相同,加速度为重力加速度,水平方向的初速度相同,因此两小球的运动情况相同,即B 球的运动轨迹与A 球的一样,故A 项正确。
2.(湖北襄阳市育才中学2016~2017学年高一下学期质检)如图所示,在一次空地演习中,离地H 高处的飞机以水平速度v 1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P ,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v 2竖直向上发射炮弹拦截。
设拦截系统与飞机的水平距离为s ,不计空气阻力。
若拦截成功,则v 1,v 2的关系应满足导学号 66904190( D )A .v 1=v 2B .v 1=Hs v 2C .v 1=H s v 2D .v 1=sHv 2解析:设经t 时间拦截成功,则平抛的炮弹h =12gt 2,s =v 1t ;竖直上抛的炮弹H -h =v 2t -12gt 2,由以上各式得v 1=sHv 2。
3.(黑龙江大庆一中2016~2017学年高一上学期期末)如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端水平抛出一个小球,小球落在斜面上某处。
关于小球落在斜面上时的速度方向与斜面的夹角α,下列说法正确的是导学号 66904191( B )A .夹角α满足tan α=2tan θB .夹角α与初速度大小无关C .夹角α随着初速度增大而增大D .夹角α与倾角θ的和一定是90°解析:小球落在斜面上时,有tan θ=y x =gt2v 0,解之得,t =2v 0tan θg 小球落在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值 tan β=v y v 0=gtv 0=2tan θ,又β=α+θ,则tan(α+θ)=2tan θ,θ一定,则α一定,与初速度大小无关。
2017-2018年高中物理必修2(粤教版)习题:章末质量评估
章末质量评估(二)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得3分,选错或不答的得0分)1.关于曲线运动和圆周运动,下列说法正确的是( )A.做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动B.做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变C.只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动解析:做曲线运动的物体速度方向沿切线方向,时刻改变,所以曲线运动是变速运动,A对;平抛运动是曲线运动,但合外力是重力,大小方向都不变,B错;做变速圆周运动的物体,所受的合外力不指向圆心,C错;物体受到垂直于初速度方向的恒力作用,将做平抛运动,D错.答案:A2.下列现象中,为了避免发生离心运动发生的是( )A.汽车拐弯时要减速B.制作棉花糖C.洗衣机甩干衣物D.制作无缝钢管解析:离心现象有些是有益的有些是有害的,汽车拐弯时,静摩擦力提供向心力,如果车速过快,静摩擦力不足以提供向心力,汽车容易发生侧滑发生危险,所以A项正确;制作棉花糖时利用糖浆之间力不足够提供向心力发生离心现象,制成的是有益的应用,所以B项错误;水滴与衣服之间的附着力不足够提供向心力时发生离心现象而离开衣服是有益的应用,所以C项错误;钢水在圆周运动时需要向心力模型对钢水的支持力提供向心力,制作无缝钢管也是有益的离心现象,所以D项错误.答案:A3.在下面所介绍的各种情况中,将出现超重现象的是( )①荡秋千经过最低点的小孩②汽车过凸形桥③汽车过凹形桥④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A.①②B.①③C.①④D.③④解析:①③中的小孩、汽车的加速度都竖直向上,所以处于超重状态.而②④中的汽车、飞船中的仪器处于失重状态.答案:B4.小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R,现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为r的圆形,当地重力加速度的大小为g ,根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度应为( )A.g (r 2-R 2)2ωRB.g (r 2-R 2)2ωrC.g (r -R )22ω2R 2 D.gr 22ω2R 2 解析:设伞边缘距地面的高度为h ,伞边缘水滴的速度v =ωR ,水滴下落时间t =2h g ,水滴平抛的水平位移x =vt =ωR2h g .由几何关系,R 2+x 2=r 2,可得:h =g (r 2-R 2)2ω2R 2,选项A 正确.答案:A5.一个物体做匀速圆周运动,向心加速度为2 m/s 2.下列说法正确的是( )A .向心加速度描述了瞬时速度(线速度)大小变化的快慢B .向心加速度描述了瞬时速度(线速度)变化的方向C .该物体经过1 s 时间速度大小的变化量为2 m/sD .该物体经过1 s 时间速度变化量的大小为2 m/s 解析:匀速圆周运动的线速度大小不变,只是方向不断改变,因此,向心加速度描述的是线速度的方向改变的快慢,选项A 、B 错误;匀速圆周运动的线速度大小不变,选项C 错误;根据加速度定义式a =Δv Δt可知,经过1 s 时间速度的变化量为Δv =a ·Δt =2 m/s ,选项D 正确. 答案:D6.如图所示,某公园里的过山车驶过轨道的最高点时,乘客在座椅里面头朝下,人体颠倒,若轨道半径为R ,人体受重力为mg ,要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力,则过山车在最高点时的速度大小为( )A .0B.gRC.2gRD.3gR解析:由题意知F +mg =2mg =m v 2R ,故速度大小v =2gR ,C 正确. 答案:C7.如图所示,小强正在荡秋千.关于绳上a 点和b 点的线速度和角速度,下列关系正确的是( )A .v a = v bB .v a > v bC .ωa = ωbD .ωa < ωb解析:小强在荡秋千过程,人和绳都以O 为圆心做圆周运动,人与a 、b 两点的角速度相等,C 选项正确;a 、b 两点到O 点的半径不同,线速度不等.答案:C8.如图所示,O 、O ′为两个皮带轮,O 轮的半径为r ,O ′轮的半径为R ,且R >r ,M 点为O 轮边缘上的一点,N 点为O ′轮上的任意一点,当皮带轮转动时,(设转动过程中不打滑)则( )A .M 点的向心加速度一定大于N 点的向心加速度B .M 点的向心加速度一定等于N 点的向心加速度C .M 点的向心加速度可能小于N 点的向心加速度D .M 点的向心加速度可能等于N 点的向心加速度解析:在O ′轮的边缘上取一点Q ,则Q 点和N 点在同一个轮子上,其角速度相等,即ωQ =ωN ,又r Q >r N ,由向心加速度公式a n =ω2r 可知a Q >a N ;由于皮带转动时不打滑,Q 点和M 点都在由皮带传动的两个轮子边缘,这两点的线速度大小相等,即v Q =v M ,又r Q >r M ,由向心加速度公式a n =v 2r可知,a Q <a M ,所以a M >a N ,A 正确. 答案:A9.如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s 时,车对桥顶的压力为车重的34,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,刚好不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为( )A .15 m/sB .20 m/sC .25 m/sD .30 m/s解析:汽车通过拱桥顶点的过程可以看作圆周运动的一部分,合力在指向圆心方向的分力提供向心力,即mg -F N =m v 2R ,当v =10 m/s 时F N =34mg ;若要汽车在桥顶摩擦力为零,应有F N =0,由此可得v=20 m/s,B选项正确.答案:B10.飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动,在轨道的最高点和最低点时,飞行员对座椅的压力( )A.是相等的B.相差mv2 rC.相差2mv2rD.相差2mg解析:在最高点,设座椅对飞行员的支持力为F N1,则mg+F N1=m v2r,得F N1=mv2r-mg.由牛顿第三定律,在最高点飞行员对座椅的压力大小为F′N1=m v2r-mg.在最低点,设座椅对飞行员的支持力为F N2,则F N2-mg=m v2r得F N2=mg+mv2r.由牛顿第三定律,在最低点飞行员对座椅的压力大小为F′N2=mg+m v2r,所以F′N2-F′N1=2mg.故选D.答案:D二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 11.关于向心力的下列说法中正确的是( )A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B.做匀速圆周运动的物体,其向心力时刻改变C.做圆周运动的物体,所受合力一定等于向心力D.做匀速圆周运动的物体,所受的合力为零解析:向心力只改变做圆周运动物体速度的方向,不改变速度的大小,故A对;做匀速圆周运动的物体,向心力的大小是不变的,但其方向时刻改变,所以B对;做圆周运动的物体,其所受的合力不一定都用来提供向心力,还可能提供切线方向的加速度,只有做匀速圆周运动的物体所受合力才等于向心力,故C不对;显然匀速圆周运动是变速运动,物体所受的合力不能为零,故D不对.答案:AB12.如图所示,皮带传动装置中,右边两轮连在一起共轴转动,图中三轮半径分别为r1=3r,r2=2r,r3=4r;A、B、C三点为三个轮边缘上的点,皮带不打滑.向心加速度分别为a1、a2、a3,则下列比例关系正确的是( )A.a 1a 2=32B.a 1a 2=23C.a 2a 3=21D.a 2a 3=12解析:由于皮带不打滑,v 1=v 2,a =v 2r ,故a 1a 2=r 2r 1=23,A 错,B 对.由于右边两轮共轴转动,ω2=ω3,a =r ω2,a 2a 3=r 2r 3=12,C 错、D 对. 答案:BD13.一只质量为m 的老鹰,以速率v 在水平面内做半径为r 的匀速圆周运动,则关于老鹰的向心加速度的说法正确的是( )A .大小为v 2rB .大小为g -v 2rC .方向在水平面内D .方向在竖直面内解析:根据a n =v 2r可知选项A 正确;由于老鹰在水平面内运动,向心加速度始终指向圆心,所以向心加速度的方向在水平面内,C 正确.答案:AC14.如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动.点a 、b 分别表示轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( )A .a 处为拉力,b 处为拉力B .a 处为拉力,b 处为推力C .a 处为推力,b 处为拉力D .a 处为推力,b 处为推力解析:在a 处小球受到竖直向下的重力,因此a 处一定受到杆的拉力,因为小球在最低点时所需向心力沿杆由a 指向圆心O ,向心力是杆对球的拉力和重力的合力.小球在最高点b 时杆对球的作用力有三种情况:(1)杆对球恰好没有作用力,这时小球所受的重力提供向心力,设此时小球速度为v 临,由mg =mv 2临R得v 临=Rg .(2)当小球在b 点,速度v >v 临时,杆对小球有向下的拉力.(3)当小球在b 点,速度0<v <v 临时,杆对小球有向上的推力.答案:AB三、非选择题(本题共4小题,共46分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,答案中必须明确写出数值和单位)15.(8分)如图所示,光滑水平桌面上的O 处有一光滑的圆孔,一根轻绳一端系质量为m 的小球,另一端穿过小孔拴一质量为M 的木块.当m 以某一角速度在桌面上做匀速圆周运动时,木块M 恰能静止不动,这时小球做圆周运动的半径为r ,求此时小球做匀速圆周运动的角速度.解析:m 受重力、支持力、轻绳拉力的共同作用,而重力与支持力平衡,所以轻绳拉力F 充当向心力,即F =mr ω2.木块M 静止,所以轻绳拉力F =Mg ,即Mg =mr ω2,所以ω=Mg mr . 答案: Mg mr16.(12分)原长为L 的轻弹簧一端固定一小铁块,另一端连接在竖直轴OO ′上,小铁块放在水平圆盘上,若圆盘静止,把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上,使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为5L 4.现将弹簧长度拉长到6L 5后,把小铁块放在圆盘上,在这种情况下,圆盘绕中心轴OO ′以一定角速度匀速转动,如图所示.已知小铁块的质量为m ,为使小铁块不在圆盘上滑动,圆盘转动的角速度ω最大不得超过多少?解析:以小铁块为研究对象,圆盘静止时:设铁块受到的最大静摩擦力为f max ,由平衡条件得f max =kL 4. 圆盘转动的角速度ω最大时,铁块受到的摩擦力f max 与弹簧的拉力kx 的合力提供向心力,由牛顿第二定律得kx +f max =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫6L 5ω2max . 又因为x =L5, 解以上三式得角速度的最大值ωmax =3k 8m . 答案: 3k 8m 17.(12分)如图所示,已知绳长为L =20 cm ,水平杆L ′=0.1 m ,小球质量m =0.3 kg ,整个装置可绕竖直轴转动,问:(1)要使绳子与竖直方向成45°角,该装置必须以多大的角速度转动才行?(2)此时绳子的张力为多少?解析:小球绕杆做圆周运动,其轨道平面在水平面内,轨道半径r =L ′+L sin 45°,绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力.对小球受力分析如图所示,设绳对小球的拉力为F ,重力为mg ,则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力.对小球由牛顿第二定律,得mg tan 45°=m ω2r ,r =L ′+L sin 45°,联立以上两式,将数值代入,得ω=6.4 rad/s ,F =mgcos 45°=4.16 N. 答案:(1)6.4 rad/s (2)4.16 N18.(14分)如图所示,两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A 和B 水平放置,两轮半径R A =2R B ,当主动轮A 匀速转动时,在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A 轮边缘上,若将小木块放在B 轮上,欲使木块相对B 轮也静止,则木块距B 轮转轴的最大距离为多少?解析:因为v A =v B ,所以由v =ωr 得ωA ωB =R B R A =12,① 木块在A 轮边缘恰能静止,其所需的向心力是由最大静摩擦力提供.设木块质量为m ,与轮子的最大静摩擦力为f max ,则f max =mR A ω2A ,②设木块放在B 轮上距B 轮轴的最大距离为r ,由于木块与A 、B 轮的动摩擦因数相同,所以木块放在r 处时仍是最大静摩擦力提供向心力,即f max =m ω2B r ,③联立①②③式,解得r =ω2A ωB R A =14R A =12R B . 答案:12R B。
高中物理人教版必修第二册基础训练:第五章 抛体运动 章末质量评估 Word版含解析
章末质量评估(五)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.在一端封闭的直玻璃管内注满水,水中放一圆柱形小红蜡,把玻璃管的开口端用胶塞塞紧.将玻璃管倒置并倾斜60°,如图所示,玻璃管从位置M 水平向右匀速运动的同时,红蜡从玻璃管底端开始沿管匀速上升,玻璃管运动到位置N时,红蜡恰好上升到玻璃管顶,已知M、N间的距离与玻璃管长度相等,则在玻璃管从M运动到N的过程中()A.红蜡做匀速直线运动,速度方向无法确定B.红蜡可能做匀变速曲线运动C.红蜡与玻璃管的速度大小之比为1∶2D.红蜡与玻璃管的速度大小之比为1∶1★答案★:D2.塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备.某建筑工地上利用塔吊把建筑材料运送到楼房上面,材料在楼的正前方9 m的水平地面上,要送往离地面高12 m的楼上.如图所示,塔吊上的小车A沿水平吊臂做匀速运动,同时,吊绳将物体B向上匀速吊起,经过t=20 s完成运送,则()A.小车A运动的速率是0.6 m/sB.物体B运动的速率是0.75 m/sC.物体B做匀变速直线运动D.物体B做曲线运动★答案★:B3.轰炸机在水平匀速飞行的过程中,释放炸弹轰炸水平地面上的目标,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.炸弹做匀变速曲线运动B.炸弹质量越大,在空中运动的时间越短C.炸弹在空中飞行时,距轰炸机尾部的水平距离越来越大D.轰炸机飞行速度越大,炸弹在空中运动的时间越长★答案★:A4.一只小船渡河,运动轨迹如图所示.水的速度各处相同且恒定不变,方向平行于河岸.小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船的初速度大小均相同,方向垂直于河岸,且船在渡河过程中船头方向始终不变.由此可以确定船()A.沿三条不同路径渡河的时间相同B.沿AB轨迹渡河所用的时间最短C.沿AC轨迹船到达对岸的速度最小D.沿AD轨迹运动时,船在垂直于河岸方向做匀减速直线运动★答案★:D5.如图所示,从同一水平线上的不同位置,沿水平方向抛出两小球A、B,不计空气阻力.要使两小球在空中相遇,则必须()A.先抛出A球B.先抛出B球C.同时抛出两球D.两球质量相等★答案★:C6.小刘同学在水平桌面上用练习本和课本做成了一个斜面,使一个小钢球从斜面上某一位置滚下,最后小钢球沿桌面水平滚出,做平抛运动,如图所示.下列说法正确的是()A.测量小球运动起点离地的高度,可得到小球做平抛运动的时间B.测量桌子离地的高度,可求出小球的落地时的速度C.测量桌子离地高度和小球从桌子飞出后的水平距离,可求出小球做平抛运动的初速度D.测量小球运动起点离地高度和小球从桌子飞出后的水平距离,可求小球做平抛运动的初速度★答案★:C7.某卡车在公路上与路旁障碍物相撞,处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它松脱后在相撞瞬间从车顶被抛出陷在泥里.为了判断卡车是否超速,忽略空气阻力,需要测量的量是()A.车的长度和车的质量B.车的高度和车的质量C.车的长度和零件脱落点与陷落点的水平距离D.车的高度和零件脱落点与陷落点的水平距离★答案★:D8.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为l1和l2,球网的高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是()A.l12√g6ℎ<v<l1√g6ℎB.l14√gℎ<v<√(4l12+l22)g6ℎC.l12√g6ℎ<v<12√(4l12+l22)g6ℎD.l14√gℎ<v<12√(4l12+l22)g6ℎ解析:发射机无论向哪个方向水平发射,乒乓球都做平抛运动.当速度v最小时,球沿中线恰好过网,有3h-h=gt122,l12=v1t1,联立得v1=l14√g ℎ;当速度最大时,球斜向右侧台面两个角发射,有√(l22)2+l12=v2t2,3h=12g t22,联立得v2=12√(4l12+l22)g6ℎ;所以使乒乓球落到球网右侧台面上,v的最大取值范围为l1 4√gℎ<v<12√(4l12+l22)g6ℎ,选项D正确.★答案★:D二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成θ角,如图所示.已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为l,则下列判断正确的是()A.乙船先到达对岸B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A 点D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为l ★答案★:BD10.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为l的A穴,重力加速度为g.则()A.球被击出后做平抛运动B.该球从被击出到落入A穴所用的时间为√2ℎgC.球被击出时的初速度大小为l√2gℎD.球被击出后受到的水平风力的大小为mgℎl★答案★:BC11.套圈游戏是通过投掷圆环来套中物品的.某次圆环以初速度v 0从A 点水平向左抛出,恰好套中放在B 处的物品,不计空气阻力,其运动轨迹如图所示.当抛出的圆环能到达B 处,且到达B 处的速度方向与图中相同时,则一定能套中物品.下列可能实现套中物品的是 ( )A.在A 点正上方以小于v 0的某一初速度向左水平抛出圆环B.在A 点右侧等高处以小于v 0的某一初速度向左水平抛出圆环C.在A 、B 两点连线上某点以小于v 0的某一初速度水平向左抛出圆环D.在A 、B 两点间轨迹上某点沿切线向左下方以大于v 0的某一初速度抛出圆环解析:设某次抛出的圆环到达B 处时速度方向与水平方向的夹角为α,则根据平抛运动的特点,水平方向有x =v 0t ,竖直方向有h =12gt 2,tan α=v y v 0=gt v 0,解得x =2ℎtanα,v 0=√2gℎtanα.在A 点正上方以小于v 0的某一初速度向左水平抛出圆环,则角度一定变大,不能套中物品,故选项A 错误;在A 点右侧等高处以小于v 0的某一初速度向左水平抛出圆环,水平位移需要变大,高度不变,则角度一定变小,故不能套中物品,故选项B 错误;在A 、B 两点连线上某点以小于v 0的某一初速度水平向左抛出圆环,需要高度、水平位移同时减小,则角度可能不变,故可能套中物品,故选项C 正确;在A 、B 两点间轨迹上某点沿切线向左下方以大于v 0的某一初速度抛出圆环,可能相当于在原位置以原速度水平抛出,故可能套中物品,故选项D 正确.★答案★:CD12.如图所示,一小球从某固定位置以一定初速度水平抛出,已知当抛出速度为v0时,小球落到一倾角为θ=60°的斜面上,且球发生的位移最小,不计空气阻力.则()A.小球从抛出到落到斜面的时间为√3v03gB.小球从抛出到落到斜面的时间为2√3v03gC.小球的抛出点到斜面的距离为4v023gD.小球的抛出点到斜面的距离为2v023g★答案★:BC三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(8分)如图所示,在用频闪照片研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=10 cm,g取10 m/s2,若小球在途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示.(1)闪光时间为s.(2)小球做平抛运动的初速度v0=m/s.(3)小球在b点的速率是m/s(保留根号).(4)小球从抛出点运动到b点的时间是s.解析:(1)设相邻两点间的时间间隔为T,竖直方向,代入数据,解得T=0.1 s.gT2=l,得到T=√lg=3 m/s.(2)水平方向v0=3lT=1.5 m/s,小球在b点的速度大小(3)小球在b点竖直方向分速度为v by=l+2l2T为v b=√02+v by2=3√5m/s.2=0.15 s.(4)小球从抛出点到b点所用时间t b=v byg★答案★:(1)0.1(2)3(3)3√5(4)0.15 s214.(10分)物理兴趣小组用下图所示装置研究平抛物体的运动.(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端水平,检查方法是. (2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,假设他在安装实验装置和进行其他操作时只有一处错误,该错误是.(4)该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为.根据上述操作可知,测量值比真实值(填“偏大”“偏小”或“不变”).解析:(1)斜槽末端水平时,小球在其上能静止不动;(2)用铅垂线确定竖直线最准确;(3)描绘小球的运动轨迹时起始点应是球心在白纸上的投影,因此坐标原点应在平抛起点的球心在白纸上对应的位置,即坐标原点应该是小球在斜槽末端出口处时球心在白纸上的投影点;(4)根据x =v 0t ,y =12gt 2,两式联立得v 0=x √2y ,坐标原点靠下,造成y 偏小,从而v 0偏大. ★答案★:(1)将小球放置在斜槽末端的水平轨道上,小球能保持静止(2)铅垂线(3)坐标原点在斜槽末端出口处(4)x √g 2y 偏大 15.(10分)船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示,河水的流速与船离对面河岸的距离d 的变化关系如图乙所示,求:甲 乙(1)小船渡河的最短时间;(2)小船以最短时间渡河的位移大小. 解析:(1)由图像可知,v 静=3 m/s,河宽d =300 m,船头正对对岸时渡河时间最短,故t min =dv 静=100 s. (2)当小船船头正对对岸行驶时,垂直河岸分位移x 1=d =300 m,沿河岸方向分位移x 2=2(v 水m 2·t min 2)=200 m,总位移大小x =100√13 m.★答案★:(1)100 s (2)100√13 m16.(10分)一轰炸机在海面上方h=500 m高处沿水平直线飞行,以v1=100√3m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v2=20 m/s的速度逃跑的敌舰,如图所示.要准确击中敌舰,飞机应在离敌舰水平距离为x处释放炸弹,释放炸弹时,炸弹与飞机的相对速度为0,空气阻力不计,g取10 m/s2.求:(1)炸弹从被投出到落到水面的时间;(2)炸弹刚落到水面时的速度大小;(3)要能准确击中敌舰,x应为多大.解析:(1)投下的炸弹做平抛运动,竖直方向有gt2,h=12得t=√2ℎ=10 s.g(2)炸弹刚落到水面时竖直方向的速度大小为v y=gt=100 m/s,则炸弹刚落到水面时的速度大小为v=√12+v y2(3)炸弹从被投出到落到水面时的水平位移为x1=v1t=1 000√3m,在这段时间内敌舰前进的位移为x2=v2t=200 m,所以飞机投弹时与敌舰在水平方向上的距离为x=x1-x2=1 532 m.★答案★:(1)10 s(2)200 m/s(3)1 532 m17.(10分)如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,试求:(1)物块由P运动到Q所用的时间t;(2)物块由P点水平射入时的初速度大小v0;(3)物块离开Q点时速度的大小v.解析:(1)物块做类平抛运动,由mg sin θ=ma可知,物块的加速度a=g sin θ,at2可得,由l=12物块由P运动到Q所用的时间t=√2l.gsinθ(2)由b=v0t可得物块水平射入时的初速度大小.v0=b√gsinθ2l(3)由v y=at,v=√v02+v y2联立可得.v=√(b2+4l2)gsinθ2l★答案★:(1)√2l gsinθ (2)b √gsinθ2l (3)√(b 2+4l 2)gsinθ2l18.(12分)如图所示,在距地面高为h =45 m 处,有一小球A 以初速度v 0= 10 m/s 水平抛出,与此同时,在A 的正下方有一物块B 也以相同的初速度v 0同方向滑出.B 与地面间的动摩擦因数μ=0.5,A 、B 均可看成质点,空气阻力不计,g 取10 m/s 2.求:(1)球A 从抛出到落地的时间;(2)球A 从抛出到落地这段时间内的水平位移;(3)球A 落地时,A 、B 之间的距离.解析:(1)球A 抛出后做平抛运动,竖直方向有h =12gt 2,解得t =√2ℎg =3 s. (2)球A 从抛出到落地的水平位移x A =v 0t =30 m.(3)物块B 做匀减速直线运动,加速度大小a =μg =5 m/s 2,物块B 滑动的时间t'=v 0a =2 s, 在此期间B 运动的距离x B =v02t'=10 m, 所以球A 落地时,A 、B 之间的距离x AB =x A -x B =20 m.★答案★:(1)3 s(2)30 m(3)20 m。
人教版高中物理必修二检测:第五章过关检测 Word版含答案
第五章过关检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,1~5小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项正确。
全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.做曲线运动的物体,其速度大小可能不变D.速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动解析:物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力与速度方向不在同一条直线上,与恒力和变力无关,A、B错误;做曲线运动的物体速度方向不断变化,速度大小可以变化也可以不变,C正确;速度大小和加速度大小均不变的运动也可能是曲线运动,如匀速圆周运动,D错误。
答案:C2.由消防水龙带的喷嘴喷出的水的流量是0.28 m3/min,水离开喷口时的速度大小为16 m/s,方向与水平面夹角为60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)()A.28.8 m1.12×10-2 m3B.28.8 m0.672 m3C.38.4 m1.29×10-2 m3D.38.4 m0.776 m3解析:如图所示,将速度分解为水平方向和竖直方向两个分量,v x=v cos 60°,v y=v sin 60°,水的运动可看成竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动的合运动,水柱的高度h==28.8 m,上升时间t==2.4 s空中水量可用流量乘以时间来计算,Q= m3/s×2.4 s=1.12×10-2 m3。
故选项A正确。
答案:A3.一探照灯照射在云层底面上,云层底面是与地面平行的平面,如图所示,云层底面距地面高h,探照灯以角速度ω在竖直平面内转动,当光束转到与竖直方向夹角为θ时,云层底面上光点的移动速度是()A.hωB.C. D.hωtan θ解析:当光束转到与竖直方向夹角为θ时,由v=ωr知云层底面上光点转动的线速度为。
【精准解析】高中物理必修第二册:第五章 抛体运动 章末质量评估
章末质量评估(五)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.在一端封闭的直玻璃管内注满水,水中放一圆柱形小红蜡,把玻璃管的开口端用胶塞塞紧.将玻璃管倒置并倾斜60°,如图所示,玻璃管从位置M 水平向右匀速运动的同时,红蜡从玻璃管底端开始沿管匀速上升,玻璃管运动到位置N时,红蜡恰好上升到玻璃管顶,已知M、N间的距离与玻璃管长度相等,则在玻璃管从M运动到N的过程中()A.红蜡做匀速直线运动,速度方向无法确定B.红蜡可能做匀变速曲线运动C.红蜡与玻璃管的速度大小之比为1∶2D.红蜡与玻璃管的速度大小之比为1∶1答案:D2.塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备.某建筑工地上利用塔吊把建筑材料运送到楼房上面,材料在楼的正前方9m的水平地面上,要送往离地面高12m的楼上.如图所示,塔吊上的小车A沿水平吊臂做匀速运动,同时,吊绳将物体B向上匀速吊起,经过t=20s完成运送,则()A.小车A运动的速率是0.6m/sB.物体B运动的速率是0.75m/sC.物体B做匀变速直线运动D.物体B做曲线运动答案:B3.轰炸机在水平匀速飞行的过程中,释放炸弹轰炸水平地面上的目标,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.炸弹做匀变速曲线运动B.炸弹质量越大,在空中运动的时间越短C.炸弹在空中飞行时,距轰炸机尾部的水平距离越来越大D.轰炸机飞行速度越大,炸弹在空中运动的时间越长答案:A4.一只小船渡河,运动轨迹如图所示.水的速度各处相同且恒定不变,方向平行于河岸.小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船的初速度大小均相同,方向垂直于河岸,且船在渡河过程中船头方向始终不变.由此可以确定船()A.沿三条不同路径渡河的时间相同B.沿AB轨迹渡河所用的时间最短C.沿AC轨迹船到达对岸的速度最小D.沿AD轨迹运动时,船在垂直于河岸方向做匀减速直线运动答案:D5.如图所示,从同一水平线上的不同位置,沿水平方向抛出两小球A、B,不计空气阻力.要使两小球在空中相遇,则必须()A.先抛出A球B.先抛出B球C.同时抛出两球D.两球质量相等答案:C6.小刘同学在水平桌面上用练习本和课本做成了一个斜面,使一个小钢球从斜面上某一位置滚下,最后小钢球沿桌面水平滚出,做平抛运动,如图所示.下列说法正确的是()A.测量小球运动起点离地的高度,可得到小球做平抛运动的时间B.测量桌子离地的高度,可求出小球的落地时的速度C.测量桌子离地高度和小球从桌子飞出后的水平距离,可求出小球做平抛运动的初速度D.测量小球运动起点离地高度和小球从桌子飞出后的水平距离,可求小球做平抛运动的初速度答案:C7.某卡车在公路上与路旁障碍物相撞,处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它松脱后在相撞瞬间从车顶被抛出陷在泥里.为了判断卡车是否超速,忽略空气阻力,需要测量的量是()A.车的长度和车的质量B.车的高度和车的质量C.车的长度和零件脱落点与陷落点的水平距离D.车的高度和零件脱落点与陷落点的水平距离答案:D8.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为l1和l2,球网的高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是()v<lvvv解析:发射机无论向哪个方向水平发射,乒乓球都做平抛运动.当速度v最小时,球沿中线恰好过网,有3h-h= 122, 1=v1t1,联立得v1当速度最大时,球斜向右侧台面两个角发射,有2v2t2,3h=12g 22,联立得v2所以使乒乓球落到球网右侧台面上,v的最大取值范围为v选项D正确.答案:D二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成θ角,如图所示.已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为l,则下列判断正确的是()A.乙船先到达对岸B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A 点D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为l 答案:BD10.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为l的A穴,重力加速度为g.则()A.球被击出后做平抛运动B.该球从被击出到落入AC.球被击出时的初速度大小为D.球被击出后受到的水平风力的大小为答案:BC11.套圈游戏是通过投掷圆环来套中物品的.某次圆环以初速度v0从A点水平向左抛出,恰好套中放在B处的物品,不计空气阻力,其运动轨迹如图所示.当抛出的圆环能到达B处,且到达B处的速度方向与图中相同时,则一定能套中物品.下列可能实现套中物品的是()A.在A点正上方以小于v0的某一初速度向左水平抛出圆环B.在A点右侧等高处以小于v0的某一初速度向左水平抛出圆环C.在A、B两点连线上某点以小于v0的某一初速度水平向左抛出圆环D.在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方以大于v0的某一初速度抛出圆环解析:设某次抛出的圆环到达B处时速度方向与水平方向的夹角为α,则根据平抛运动的特点,水平方向有x=v0t,竖直方向有h=122,tanα= 0= 0,解得x=2 tan v0在A点正上方以小于v0的某一初速度向左水平抛出圆环,则角度一定变大,不能套中物品,故选项A错误;在A点右侧等高处以小于v0的某一初速度向左水平抛出圆环,水平位移需要变大,高度不变,则角度一定变小,故不能套中物品,故选项B错误;在A、B两点连线上某点以小于v0的某一初速度水平向左抛出圆环,需要高度、水平位移同时减小,则角度可能不变,故可能套中物品,故选项C正确;在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方以大于v0的某一初速度抛出圆环,可能相当于在原位置以原速度水平抛出,故可能套中物品,故选项D正确.答案:CD12.如图所示,一小球从某固定位置以一定初速度水平抛出,已知当抛出速度为v0时,小球落到一倾角为θ=60°的斜面上,且球发生的位移最小,不计空气阻力.则()A.小球从抛出到落到斜面的时间为3 03B.小球从抛出到落到斜面的时间为23 03C.小球的抛出点到斜面的距离为4 023D.小球的抛出点到斜面的距离为2 023答案:BC三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(8分)如图所示,在用频闪照片研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=10cm,g取10m/s2,若小球在途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示.(1)闪光时间为s.(2)小球做平抛运动的初速度v0=m/s.(3)小球在b点的速率是m/s(保留根号).(4)小球从抛出点运动到b点的时间是s.解析:(1)设相邻两点间的时间间隔为T,竖直方向gT2=l,得到T代入数据,解得T=0.1s.(2)水平方向v0=3 =3m/s.(3)小球在b点竖直方向分速度为v by= +2 2 m/s,小球在b点的速度大小为v b= 02+ 2=352m/s.(4)小球从抛出点到b点所用时间t b= =0.15s.答案:(1)0.1(2)3(3)352(4)0.15s14.(10分)物理兴趣小组用下图所示装置研究平抛物体的运动.(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端水平,检查方法是. (2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,假设他在安装实验装置和进行其他操作时只有一处错误,该错误是.(4)该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为.根据上述操作可知,测量值比真实值(填“偏大”“偏小”或“不变”).解析:(1)斜槽末端水平时,小球在其上能静止不动;(2)用铅垂线确定竖直线最准确;(3)描绘小球的运动轨迹时起始点应是球心在白纸上的投影,因此坐标原点应在平抛起点的球心在白纸上对应的位置,即坐标原点应该是小球在斜槽末端出口处时球心在白纸上的投影点;(4)根据x=v0t,y=12gt2,两式联立得v0=坐标原点靠下,造成y偏小,从而v0偏大.答案:(1)将小球放置在斜槽末端的水平轨道上,小球能保持静止(2)铅垂线(3)坐标原点在斜槽末端出口处(4)偏大15.(10分)船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示,河水的流速与船离对面河岸的距离d的变化关系如图乙所示,求:甲乙(1)小船渡河的最短时间;(2)小船以最短时间渡河的位移大小.m/s,河宽d=300m,船头正对对岸时渡河时间解析:(1)由图像可知,v静=3最短,故t min= 静=100s.(2)当小船船头正对对岸行驶时,垂直河岸分位移x1=d=300m,沿河岸方向分位移x22m,总位移大小x=10013m.答案:(1)100s(2)10013m16.(10分)一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行,以v1=1003m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v2=20m/s的速度逃跑的敌舰,如图所示.要准确击中敌舰,飞机应在离敌舰水平距离为x处释放炸弹,释放炸弹时,炸弹与飞机的相对速度为0,空气阻力不计,g取10m/s2.求:(1)炸弹从被投出到落到水面的时间;(2)炸弹刚落到水面时的速度大小;(3)要能准确击中敌舰,x应为多大.解析:(1)投下的炸弹做平抛运动,竖直方向有h=12gt2,得t s.(2)炸弹刚落到水面时竖直方向的速度大小为v y=gt=100m/s,则炸弹刚落到水面时的速度大小为v= 12+ 2=200m/s.(3)炸弹从被投出到落到水面时的水平位移为x1=v1t=10003m,在这段时间内敌舰前进的位移为x2=v2t=200m,所以飞机投弹时与敌舰在水平方向上的距离为x=x1-x2=1532m.答案:(1)10s(2)200m/s(3)1532m17.(10分)如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,试求:(1)物块由P运动到Q所用的时间t;(2)物块由P点水平射入时的初速度大小v0;(3)物块离开Q点时速度的大小v.解析:(1)物块做类平抛运动,由mg sinθ=ma可知,物块的加速度a=g sinθ,由l=12at2可得,物块由P运动到Q所用的时间t(2)由b=v0t可得物块水平射入时的初速度大小v0=(3)由v y=at,v= 02+ 2联立可得v答案:(2)18.(12分)如图所示,在距地面高为h=45m处,有一小球A以初速度v0= 10m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度v0同方向滑出.B与地面间的动摩擦因数μ=0.5,A、B均可看成质点,空气阻力不计,g取10m/s2.求:(1)球A从抛出到落地的时间;(2)球A从抛出到落地这段时间内的水平位移;(3)球A落地时,A、B之间的距离.解析:(1)球A抛出后做平抛运动,竖直方向有h=12gt2,解得t s.(2)球A从抛出到落地的水平位移x A=v0t=30m.(3)物块B做匀减速直线运动,加速度大小a=μg=5m/s2,物块B滑动的时间t'= 0 =2s,在此期间B运动的距离x B= 02t'=10m,所以球A落地时,A、B之间的距离x AB=x A-x B=20m.答案:(1)3s(2)30m(3)20m。
物理必修二第五章章末检测.docx
1. 一质点做曲线运动,它的轨迹由上到下,如 图所示.关于质点通过轨迹屮点时的速度的方向 和合外力F 的方向可能正确的是 ()2. 关于斜抛运动,下列说法屮正确的是(A. 物体抛出后,速度增大,加速度减小B. 物体抛出后,速度先减小,再增大C. 物体抛出后,沿着轨迹的切线方向,先做减速运动,再做加速运动,加速度始终沿 着切线方向D. 斜抛物体的运动是匀变速曲线运动 3.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中, 下列说法正确的是 ()A.从飞机上看,物体静止 B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方C.从地面上看,物体做平抛运动D.从地面上看,物体做自由落体运动4. 如图所示,质量为m 的木块,从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑,由于摩擦力的作 用,木块从3到b 运动速率增大,b 到c 速率恰好保持不变,c 到d 速率减小,则A. 木块ab 段和cd 段加速度不为零,但be 段加速度为零B. 木块在abed 各段过程屮加速度都不为零C. 木块在整个运动过程中所受合外力大小一定,方向始终指向圆心D. 木块只在be 段所受合外力大小不变方向指向圆心5. 如图所示,一块橡皮用细线悬挂于0点,用铅笔靠着线的左侧水平 向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度()A. 大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变6. 乘坐游乐园的翻滚过山车,质量为m 的人随车在竖直平面内旋转时,下列说法正确的是 ()A. 车在最高点时,车在轨道内侧,人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人 就会掉下来B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mgC. 人在最低点时对座位的压力等于mgD. 人在最低点时对座位的压力大于nig7. 在光滑水平面上有一质量为2血的物体,受儿个共点力作用做匀速直线运动•现突然将 与速度反方向的2 N 的力水平旋转90°,则关于物体运动情况的叙述正确的是 ()A.物体做速度大小不变的曲线运动B.物体做加速度为V2m/s 2的匀变速曲线运动t v A)C.物体做速度越来越大的曲线运动D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大8.一个物体以速度V。
(人教版2017课标)高中物理必修第二册:第五章综合测试(含答案)
第五章综合测试一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分。
1~9小题为单选,10~12小题为多选。
多选题中,全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错或未选的不得分)1.关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是()A.它所受的合力可能为零B.有可能处于平衡状态C.速度方向一定时刻改变D.受到的合力方向有可能与速度方向在同一条直线上0.5m/s,流水的2.一快艇从离岸边100m远的河中使船头垂直于岸边行驶。
已知快艇在静水中的加速度为2速度为3m/s。
则()A.快艇的运动轨迹一定为直线B.快艇的运动轨迹可能为曲线,也可能为直线C.若快艇垂直于河岸方向的初速度为0,则快艇最快到达岸边所用的时间为20sD.若快艇垂直于河岸方向的初速度为0,则快艇最快到达岸边经过的位移为100m45,重力加速3.一个做平抛运动的物体,初速度为9.8m/s,经过一段时间,它的末速度与初速度的夹角为°9.8m/s,则它下落的时间为()度g取2A.0.5sB.1.0sC.2.0sD.4.0s4.某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。
处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。
为了判断卡车是否超速,需要测量的是()A.车的长度,车的质量B.车的高度,车的重量C.车的长度,零件脱落点与陷落点的水平距离D.车的高度,零件脱落点与陷落点的水平距离v、方向与上游河岸成θ的速度(在静水中的速度)从A处过河,经过t时5.如图5-1所示,小船以大小为1间正好到达对岸的B处。
现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸B处,在水流速度不变的情况下,可采取下列方法中的哪一种()v的同时,也必须适当减小θ角A.在减小1B .在增大1v 的同时,也必须适当增大θ角C .只要增大1v 大小,不必改变θ角D .只要增大θ角,不必改变1v 大小6.一船要渡过宽为150m 的河流。
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章末质量评估(一)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.每小题中只有一个选项是正确的,选对得3分,错选、不选或多选均不得分)1.关于曲线运动和圆周运动,以下说法中错误的是()A.做曲线运动的物体受到的合力一定不为零B.做曲线运动的物体的速度一定是变化的C.做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心D.做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心解析:若合力为零,物体保持静止或匀速直线运动,所以做曲线运动的物体受到的合力一定不为零,故选项A正确;做曲线运动的物体,其速度方向时刻改变,因此速度是变化的,故选项B正确;做匀速圆周运动的物体所受合力只改变速度的方向,不改变速度的大小,其合力和加速度的方向一定指向圆心,但一般的圆周运动中,合力不仅改变速度的方向,也改变速度的大小,其合力、加速度一般并不指向圆心,故选项C错误,选项D正确.答案:C2.如图所示,A、B轮通过皮带传动,A、C轮通过摩擦传动,半径R A=2R B=3R C,各接触面均不打滑,则A、B、C三个轮的边缘点的线速度大小和角速度之比分别为()A.v A∶v B∶v C=1∶2∶3,ωA∶ωB∶ωC=3∶2∶1B.v A∶v B∶v C=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=2∶3∶6C.v A∶v B∶v C=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3D.v A∶v B∶v C=3∶2∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶1∶1解析:由题意知,A、B轮通过皮带传动,A、B边缘上的点具有大小相同的线速度;A、C轮通过摩擦传动,A、C边缘上的点具有相同的线速度,所以三个轮的边缘点的线速度大小是相等的,则v A∶v B∶v C=1∶1∶1,根据线速度与角速度之间的关系v=ωR,得ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3,选项C正确.答案:C3.水平放置的平板表面有一个圆形浅槽,如图所示.一只小球在水平槽内滚动直至停下,在此过程中()A.小球受四个力,合力方向指向圆心B.小球受三个力,合力方向指向圆心C.槽对小球的总作用力提供小球做圆周运动的向心力D.槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力解析:对小球进行受力分析,小球受到重力、槽对小球的支持力和摩擦力3个力的作用,所以A错误;其中重力和支持力在竖直面内,而摩擦力是在水平面内的,重力和支持力的合力作为向心力指向圆心,但再加上摩擦力三个力的合力就不指向圆心了,所以选项B 、C 错误,选项D 正确.答案:D4.如图所示,一个固定气缸的活塞通过两端有转轴的杆AB 与圆盘边缘连接,半径为R 的圆盘绕固定转动轴O 点以角速度ω逆时针匀速转动,从而使活塞水平左右振动.在图示位置,杆与水平线AO 夹角为θ,AO 与BO 垂直,则此时活塞速度为( )A .ωRB .ωR cos θ C.ωR tan θ D .ωR tan θ解析:在图示位置时,B 点的合速度v B =ωR ,沿切线方向,则B 点沿AB 杆的分速度为v 1=v B cos θ,而在AB 杆上的A 点沿气缸方向的分量v 2=v 1cos θ,故活塞的速度为ωR ,故A 正确.答案:A5.如图所示,A 、B 两个相同小球同时在OA 杆上以O 点为圆心向下摆动过程中,在任意时刻A 、B 两球相等的物理量是( )A .角速度B .加速度C .向心力D .速度解析:A 、B 两球都绕O 点做圆周运动,角速度ω必定相等,故A 正确.角速度ω相等,根据a n =ω2r 知:加速度与半径成正比,则A 的加速度较大,故B 错误.角速度ω相等,根据F n =mω2r 知:向心力与半径成正比,则A 的向心力较大,故C 错误.由v =ωr 分析得知,A 的速度较大,故D 错误,故选A.答案:A6.如图所示,在倾角θ=37°的斜面底端的正上方H 处,平抛一个物体,该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直,则物体抛出时的初速度为( )A. 9gH 17B. gH 4C. 3gH 4D. gH 3解析:碰撞时的竖直分速度v y =v 0tan 37°=43v 0,且H -12gt 2v 0t =tan 37°,而t =v y g,联立以上各式可解得v 0=9gH 17.A 对. 答案:A7.如图所示,水平路面出现了一个地坑,其竖直截面为半径为R 的半圆,AB 为沿水平方向的直径.一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以速度v 1、v 2从A 点沿AB 方向水平飞出,分别落于C 、D 两点,C 、D 两点与水平路面的距离分别为0.6R 和R .则v 1∶v 2的值为( )A. 3B.35C.3155D.335解析:石子做平抛运动,而平抛运动的时间取决于下落的高度.落到C 点的石子下落的高度h 1=0.6R ,下落时间t 1=2h 1g = 1.2R g ;落到D 点的石子下落的高度h 2=R ,下落时间t 2= 2h 2g = 2R g .平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动,根据几何知识可得水平位移分别为x 1=1.8R ,x 2=R ,根据x =v t 可得,速度v 1=x 1t 1,v 2=x 2t 2,联立解得v 1∶v 2=3155,故C 正确. 答案:C8.在光滑的水平面上,有一转轴垂直于此平面,交点O 的上方h 处固定一细绳,绳的另一端固定一质量为m 的小球B ,线长AB =l >h ,小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示,要使球不离开水平面,转轴的转速最大值是( )A.12πgh B.πghC.12πgl D.2πlg解析:以小球为研究对象,小球受三个力作用,重力G、水平面支持力F N、绳子拉力F,在竖直方向合力为零,在水平方向所需向心力为mω2R,而R=h tan θ.当小球即将离开水平面时,F N=0,转速n有最大值,F与mg的合力提供向心力,即mg tan θ=mω2R,又ω=2πn,故mg=m4π2n2h,n=12πgh.故选项A正确.答案:A9.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船A点开出的最小速度为()A.2 m/s B.2.4 m/sC.3 m/s D.3.5 m/s解析:船参与了两个分运动,沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动,其中,合速度v合方向已知,大小未知,顺水流而下的分运动速度v水的大小和方向都已知,沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知,合速度与分速度遵循平行四边形定则(或三角形定则),如图所示.当v 合与v 船垂直时,v 船最小,由几何关系得到v 船的最小值为v 船=v 水sin 37°=2.4 m/s.故B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B10.某人站在竖直墙壁前一定距离处练习飞镖,他从同一位置沿水平方向扔出两支飞镖A 和B ,两支飞镖插在墙壁靶上的状态如图所示(侧视图).则下列说法中正确的是( )A .飞镖A 的质量小于飞镖B 的质量B .飞镖A 的飞行时间小于飞镖B 的飞行时间C .抛出时飞镖A 的初速度小于飞镖B 的初速度D .插入靶时,飞镖A 的末速度一定小于飞镖B 的末速度解析:平抛运动的时间和下落高度都与飞镖质量无关,本题无法比较两飞镖的质量,故A 错误;飞镖A 下落的高度小于飞镖B 下落的高度,根据h =12gt 2得t =2h g,知飞镖A 的运动时间小于飞镖B 的运动时间,故B 正确;两飞镖的水平位移相等,飞镖A 所用的时间短,则飞镖A 的初速度大,故C 错误;设飞镖与水平方向的夹角为θ,可得末速度v =v 0cos θ,故无法比较飞镖A 、B 的末速度大小,故D 错误.答案:B二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.每小题有多个选项是正确的,全选对得6分,少选得3分,选错、多选或不选得0分)11.下列有关运动的说法正确的是()A.图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越大B.图乙质量为m的小球到达最高点时对管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为2grC.图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度D.图丁用铁锤水平打击弹簧片后,B球比A球先着地解析:对题图甲小球受力分析如图所示,则有F向=mg tan θ=mω2L sin θ,得cos θ=gω2L,由上式可知ω越大,cos θ越小,则θ越大,A 正确.图乙中小球到达最高点时,若对上管壁压力为3mg ,则管壁对小球作用力向下,有mg +3mg =m v 2r,得v =4gr =2gr ; 若对下管壁压力为3mg ,则管壁对小球作用力向上,有mg -3mg =-2mg ,不成立,小球做圆周运动,合力应是向下指向圆心,即此种情况不成立,B 正确.图丙中ωb =ωc ,由a =ω2r 得a b ∶a c =1∶2,v a =v c ,由a =v 2r得a a ∶a c =2∶1, 可得a a ∶a b =4∶1,C 正确.A 球做平抛运动,竖直方向上的分运动为自由落体运动;B 球与A 球同时开始运动,而B 球的运动为自由落体运动,所以A 、B 应同时落地,D 错误.答案:ABC12.如图所示,篮球绕中心线OO ′以ω角速度转动,则( )A .A 、B 两点的角速度相等B .A 、B 两点线速度大小相等C .A 、B 两点的周期相等D .A 、B 两点向心加速度大小相等解析:A 、B 两点共轴转动,角速度相等,故A 正确.根据v =rω得,A 、B 转动的半径不等,所以A 、B 的线速度大小不等,故B 错误.根据T =2πω知,角速度相等,则周期相等,故C 正确.根据a =rω2知,角速度相等,但A 、B 的转动半径不等,所以向心加速度大小不等.故D 错误.故选A 、C.答案:AC13.如图所示,长0.5 m 的轻质细杆,一端固定有一个质量为3 kg 的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s.g 取10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24 NB .小球通过最高点时,对杆的压力大小是6 NC .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24 ND .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54 N解析:设小球在最高点时受杆的弹力向上,则mg -F N =m v 2l,得F N =mg -m v 2l=6 N ,故小球对杆的压力大小是6 N ,A 错误,B正确;小球通过最低点时F N-mg=m v2l,得F N=mg+mv2l=54 N,小球对杆的拉力大小是54 N,C错误,D正确.答案:BD14.横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示.现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c.下列判断正确的是()A.图中三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短B.图中三小球比较,落在c点的小球飞行时间最短C.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最大D.图中三小球比较,小球飞行过程中的速度变化一样快解析:小球在平抛运动过程中,可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动,由于竖直方向的位移为落在c点处的最小,而落在a点处的最大,所以落在a点的小球飞行时间最长,落在c点的小球飞行时间最短,A错误,B正确;而速度的变化量Δv =gt,所以落在c点的小球速度变化最小,C错误;三个小球做平抛运动的加速度都为重力加速度,故三个小球飞行过程中速度变化一样快,D正确.答案:BD三、非选择题(本题共4小题,共46分.把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答.解答时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)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20 m).图甲图乙完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图甲所示,托盘秤的示数为1.00 kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图乙所示,该示数为________kg;(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧.此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:(4)为_________N;小车通过最低点时的速度大小为__________m/s(重力加速度大小取9.80 m/s2,计算结果保留两位有效数字).解析:(2)托盘秤示数为1.40 kg ,注意估读.(4)凹形桥模拟器质量m 1=1.00 kg ,则小车质量m 2=1.40 kg -1.00 kg =0.40 kg ;根据(3)中记录表格可得到小车经过凹形桥模拟器最低点时,托盘秤示数m 的平均值为1.81 kg ,则小车经过最低点时对桥的压力F =mg -m 1g ,故压力为7.9 N ,根据小车在最低点的受力,结合牛顿第二定律,有F -m 2g =m 2v 2R,代入数据可解得v =1.4 m/s. 答案:(2)1.40 (4)7.9 1.416.(8分)如图所示,半径为R ,内径很小的光滑半圆细管竖直放置,两个质量均为m 的小球A 、B ,以不同的速率进入管内,若A 球通过圆周最高点C ,对管壁上部的压力为3 mg ,B 球通过最高点C 时,对管壁内、外侧的压力均为0.求A 、B 球通过圆周最高点C 点的速度大小.解析:A 小球在最高点时,受重力和管壁的作用力,这两个力的合力作为向心力.对A 球:3mg +mg =m v 2A R,解得:v A =2gR . 对B 球:mg =m v 2B R,解得:v B =gR . 答案:2gR gR17.(14分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m 的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d 后落地,如图所示.已知握绳的手离地面高度为d ,手与球之间的绳长为34d ,重力加速度为g ,忽略手的运动半径和空气阻力.(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2;(2)问绳能承受的最大拉力为多大?(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?解析:(1)设绳断后小球飞行的时间为t ,落地时小球的竖直分速度为v y ,根据平抛运动的规律有水平方向:d =v 1t ,竖直方向:14d =12gt 2,v y =gt , 解得:v 1=2gd ,v y =gd 2, 所以小球落地时的速度大小为v 2=v 21+v 2y = 52gd . (2)设绳能承受的最大拉力大小为F T ,这也是小球受到绳的最大拉力大小.小球做圆周运动的半径为R =34d ,根据牛顿第二定律,有F T -mg =m v 21R, 解得F T =113mg . (3)设绳长为l ,绳断时球的速度大小为v 3,绳能承受的最大拉力不变,则有F T -mg =m v 23l, 解得v 3= 83gl , 绳断后小球做平抛运动,竖直方向的位移为(d -l ),设水平方向的位移为x ,飞行时间为t 1,则有d -l =12gt 21,x =v 3t 1, 解得x =4 l (d -l )3, 当l =d 2时,x 有极大值,此时x max =233d . 答案:(1)2gd 52gd (2)113mg (3)d 2 233d 18.(16分)如图甲所示,装置BO ′O 可绕竖直轴O ′O 转动,可视为质点的小球A 与两细线连接后分别系于B 、C 两点,装置静止时细线AB 水平,细线AC 与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球的质量m =1 kg ,细线AC 长l =1 m ,B 点距C 点的水平和竖直距离相等(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=35,cos 37°=45).图甲 图乙(1)若装置匀速转动的角速度为ω1时,细线AB 上的张力为零而细线AC 与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度ω1的大小;(2)若装置匀速转动的角速度ω2=503rad/s ,求细线AC 与竖直方向的夹角;(3)装置可以以不同的角速度匀速转动,试通过计算在坐标图乙中画出细线AC 上张力T 随角速度的平方ω2变化的关系图象.解析:(1)当细线AB 上的张力为零时,小球的重力和细线AC 张力的合力提供小球做圆周运动的向心力,有mg tan 37°=mω21l sin 37°解得ω1= g l cos 37°=504rad/s. (2)当ω2=503rad/s 时,小球应该向左上方摆起.假设细线AB 上的张力仍然为零,则mg tan θ′=mω22l sin θ′,解得cos θ′=35,故θ′=53°. 因为B 点距C 点的水平和竖直距离相等,所以θ′=53°时,细线AB 恰好竖直,且m ω22l sin 53°mg =43=tan 53°,说明细线AB 此时的张力恰好为0,故此时细线AC与竖直方向的夹角为53°.(3)①当ω≤ω1=504rad/s时,细线AB水平,细线AC上的张力的竖直分量等于小球的重力,即T cos 37°=mg,解得T=mgcos 37°=12.5 N;②当ω1<ω<ω2时,细线AB松弛,细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力,有T sin θ=mω2l sin θ,解得T=mω2l;③当ω2<ω时,细线在竖直方向绷直,仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力:T sin θ=mω2l sin θ,T =mω2l.综上所述:ω≤ω1=504rad/s时,T=12.5 N不变;ω>ω1时,T=mω2l.Tω2关系图象如图所示.答案:见解析。