2017-2018学年高中物理人教版必修2课时作业：第五章 曲线运动 第五章 章末检测 Word版含答案

第五章章末检测
一、选择题(本题9个小题，每小题6分，共54分.1～6题为单项选择题，7～9题为多项选择题)
1．如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处．不计空气阻力，则落到B处的石块( )
A．初速度大，运动时间短
B．初速度大，运动时间长
C．初速度小，运动时间短
D．初速度小，运动时间长
答案：A
2．(2017·兴平高一检测)如图所示，一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标．要击中目标，射击方向应( )
A．对准目标
B．偏向目标的西侧
C．偏向目标的东侧
D．无论对准哪个方向都无法击中目标
解析：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，射击的方向应偏向目标的西侧．故B正确．
答案：B
3．(2017·福州高一检测)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，人体重为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．0 B.gR
C.2gR
D.3gR
解析：由题意知F ＋mg ＝2mg ＝m v 2
R
，故速度大小v ＝2gR ，C 正确．
答案：C
4．如图所示，M 能在水平光滑杆上自由滑动，光滑杆连架装在转盘上．M 用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m 的物体相连．当转盘以角速度ω转动时，M 离轴距离为r ，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r 使之达到新的稳定转动状态，则滑块M ( )
A ．所受向心力变为原来的2倍
B ．线速度变为原来的1
2
C ．半径r 变为原来的1
2
D ．M 的角速度变为原来的1
2
解析：转速增加，再次稳定时，M 做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m 的重力，所以向心力不变．故A 错误．转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据F ＝Mrω2
，向心力不变，则r 变为原来的14.根据v ＝rω，线速度变为原来的12，故B 正确，C 、
D 错误．
答案：B
5．如图所示，质量为m 的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，ab 是过轨道圆心的水平线，下列说法中正确的是( )
A ．小球在ab 线上方管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
B ．小球在ab 线上方管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
C ．小球在ab 线下方管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
D ．小球在ab 线下方管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
解析：小球在ab 线上方管道中运动时，当速度较大时小球做圆周运动的向心力是小球所
受的重力沿半径方向的分力和外侧管壁对小球的弹力的合力提供的，此时内侧管壁对小球无作用力，选项A错误；同理，当小球在管道中运动速度较小时，小球做圆周运动的向心力是小球所受的重力沿半径方向的分力和内侧管壁对小球的弹力的合力提供的，此时外侧管壁对小球无作用力，选项B错误；小球在ab线下方运动时，小球做圆周运动的向心力是小球所受重力沿半径方向的分力与外侧管壁对小球的弹力的合力提供的，此种情况下内侧管壁对小球一定没有作用力，选项C错误，选项D正确．
答案：D
6．(2017·陕西省重点中学联考)如图所示，用一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻，两段绳恰好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为θ，此时小车的速度为v0，则此时货物的速度为( )
A．v0B．v0sinθ
C．v0cosθ D.
v0 cosθ
解析：由速度的分解可知，小车沿绳方向的分速度为v0cosθ，而物体的速度为v0cosθcosθ
＝
v0，故正确答案为A.
答案：A
7．(2016·全国卷Ⅰ·18)一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则( )
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
解析：由牛顿第二定律可知，质点的加速度总是与该恒力方向相同，且加速度恒定，单位时间内速度的变化量不变，但速率的变化不同，说法C正确、D错误；当恒力与速度方向不在一直线上，做匀加速曲线运动，但速度方向不可能总与力垂直，速度方向与恒力方向不相同，选项B正确．只当恒力与速度同向时，做匀加速直线运动，速度方向才与恒力方向相同，选项A错误．
答案：BC
8．某电视剧中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众．假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲所示)，竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则( )
A ．绳索中拉力可能倾斜向上
B ．伤员先处于超重状态后处于失重状态
C ．在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D ．绳索中拉力先大于重力，后小于重力
解析：由竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象可知，伤员在水平方向做匀速运动，在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动，绳索中拉力一定竖直向上，绳索中拉力先大于重力，后小于重力，伤员先处于超重状态后处于失重状态，在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条曲线，选项B 、D 正确．
答案：BD
9．(2017·福州高一检测)如图所示，在高h 处有一小球A ，以速度v 1水平抛出，与此同时，地面上有一小球B ，以速度v 2竖直向上抛出，两小球在空中相遇，则( )
A ．从抛出到相遇所需的时间为h v 1
B ．从抛出到相遇所需的时间为h v 2
C ．两球抛出时的水平距离为hv 1
v 2 D ．两球抛出时的水平距离为
hv 2
v 1
解析：设两球相遇时间为t ，则竖直方向满足：(v 2t －12gt 2)＋12gt 2＝h ，所以t ＝h
v 2
，则水
平距离s ＝v 1t ＝
hv 1
v 2
. 答案：BC
二、非选择题(本题3小题，共46分)
10．(10分)某实验小组要粗略的测量竖直面内做圆周运动的钢球在最低点的速度，装置如图．拉力传感器固定在铁架台的水平杆上，连接传感器的细线穿过传感器正下方的小环a ，再穿过a 右侧的小环b 后拴接一钢球，钢球静止不动时，测出小环b 与球间细线的长度r ＝0.16
m ．不计小环与绳间的摩擦，取重力加速度g ＝10 m/s 2
：
(1)钢球静止不动时，传感器的示数F 0＝2 N ，则钢球的质量m ＝________ kg ； (2)给钢球一初速度，使钢球在竖直面内做圆周运动，某同学记录了钢球运动到最低点时传感器的示数F 1＝22 N ，则钢球在最低点的速度v 1＝________ m/s ；若另一实验中测得传感器的示数F 2<F 1，则钢球在最低点的速度v 2与v 1的大小关系是v 2________v 1(选填“>”、“＝”或“<”)，判断依据是：____________________________________________.
答案：(1)0.2
(2)4 ＜ 钢球质量m 、运动半径r 均不变，在最低点，钢球所受拉力变小，其向心力
F n ＝F －mg 变小，根据公式F n ＝mv 2
r
可知，速度v 变小
11．(16分)如图，倒置的容器装着水，容器塞内插着两根两端开口的细管，其中一根竖直，一根弯成水平，水从弯管中水平射出，在空中形成弯曲的细水柱．已知弯管管口距地面高h ＝0.45 m ，水落地的位置到管口的水平距离l ＝0.3 m ，水平管口的横截面积S ＝1.2 cm 2
，水的密度ρ＝1×103
kg/m 3
，设水平管口横截面上各处水的速度都相同，取g ＝10 m/s 2
，不计空气阻力，求：
(1)水平管口处水的速度；
(2)水平管口单位时间内喷出水的质量． 解析：(1)由平抛规律，竖直方向
h ＝12
gt 2①
水平方向l ＝vt ② 得v ＝1 m/s ③
(2)设极短时间Δt ，射出水的体积为V ，质量为Δm 则Δm ＝ρV ④
V ＝Sv ·Δt ⑤
Δm
Δt
＝ρSv ⑥ 代入数据得
Δm
Δt
＝0.12 kg/s⑦ 答案：(1)1 m/s (2)0.12 kg/s
12．(20分)如图所示，如果在圆盘圆心处通过一个光滑小孔把质量均为m 的两物块用轻绳连接，物块A 到转轴的距离为R ，与圆盘的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求转速n 的大小在什么范围内物块A 会相对于圆盘静止？
解析：物块A 相对于圆盘静止，则绳子上的张力F T ＝mg .
当n 最小时，A 所受的静摩擦力最大且背离圆心，即有F T －μmg ＝4π2
mRn 2
min ， 解得n min ＝1
2π
1－μ
g
R
.
当n 最大时，A 所受的静摩擦力最大且指向圆心，即有F T ＋μmg ＝4π2
mRn 2
max ， 解得n max ＝1
2π
1＋μ
g
R
.
所以n 的取值范围为 12π 1－μ
g
R
≤n ≤
12π
1＋μg
R
.
答案：12π
1－μg
R
≤n ≤12π
1＋μg
R。