高中物理必修二第5章《曲線運(yùn)動(dòng)》章末檢測(cè)3分解

單元測(cè)評(píng)(一)曲線運(yùn)動(dòng)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．請(qǐng)將正確答案填在答題欄內(nèi))1．關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．做直線運(yùn)動(dòng)的物體肯定受到外力的作用B．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體肯定受到外力的作用C．物體受到的外力越大，其運(yùn)動(dòng)速度越大D．物體受到的外力越大，其運(yùn)動(dòng)速度大小變更得越快解析：若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)可以不受外力作用，所以A錯(cuò)；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，加速度不為零，肯定受到外力的作用，B對(duì)；物體受到的外力越大，只能說(shuō)明其加速度越大，速度變更越快，但速度大小不肯定變更快，C﹑D均錯(cuò)誤．答案：B[來(lái)源:]2．(多選題)下列運(yùn)動(dòng)中，在任何1s的時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體的速度變更量完全相同的有(空氣阻力不計(jì))()A．自由落體運(yùn)動(dòng) B．平拋物體的運(yùn)動(dòng)C．豎直上拋物體運(yùn)動(dòng) D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：A、B、C三選項(xiàng)中的運(yùn)動(dòng)都為勻變速運(yùn)動(dòng)，Δv＝gt，故速度變更量相等，A、B、C項(xiàng)正確；勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，在任何1s的時(shí)間間隔內(nèi)速度變更量的方向不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤．[來(lái)源:]答案：ABC3．關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)[來(lái)源:]C．圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度肯定是豎直向下的解析：平拋運(yùn)動(dòng)的加速度恒定，所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確；平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以落地時(shí)速度肯定有水平重量，不行能豎直向下，D錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻變更，B錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度始終指向圓心，也就是方向時(shí)刻變更，所以不是勻變速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤．答案：A4．如圖所示，一架在2000m高空以200m/s的速度水平勻速飛行的轟炸機(jī)，要想用兩枚炸彈分別炸山腳和山頂?shù)哪繕?biāo)A和B.已知山高720m，山腳與山頂?shù)乃骄嚯x為1000m，若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則投彈的時(shí)間間隔應(yīng)為()A．4s B．5sC．9s D．16s解析：落到A點(diǎn)須要時(shí)間為20s，落到B點(diǎn)須要時(shí)間16s，A、B間的距離為1000s，飛機(jī)飛行1000s的水平距離須要時(shí)間5s，故投彈的時(shí)間間隔應(yīng)為(20s－16s)＋5s＝9s.答案：C5．從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)地面時(shí)，速度與水平方向的夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是()A．小球水平拋出時(shí)的初速度大小為gttanθB．小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為eq\f(θ,2)C．若小球初速度增大，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)[來(lái)源:]D．若小球初速度增大，則θ減小解析：[來(lái)源:數(shù)理化網(wǎng)]如圖所示，由tanθ＝eq\f(gt,v0)得：v0＝eq\f(gt,tanθ)，A錯(cuò)誤；由tanα＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)＝eq\f(1,2)tanθ可知，B錯(cuò)誤；由h＝eq\f(1,2)gt2可知，t＝eq\r(\f(2h,g))，可見平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與v0無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；由tanθ＝eq\f(gt,v0)可知，v0越大，θ越小，D正確．答案：D6.(多選題)一物體在光滑的平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，交叉虛線為漸進(jìn)線，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的緣由是另一物體的排斥力或吸引力，下列說(shuō)法中正確的是()A．如為吸引力，另一物體可以在3區(qū)；B．如為吸引力，另一物體可以在5區(qū)；C．如為排斥力，另一物體可以在4區(qū)；D．如為排斥力，另一物體可以在2區(qū)．解析：由于做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)合力指向軌跡的凹側(cè)，所以選B和D.答案：BD[來(lái)源:數(shù)理化網(wǎng)]7.如圖所示，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車A通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪的長(zhǎng)繩吊起一重物B，設(shè)重物和汽車的速度的大小分別為vB、vA，則()A．vA＝vB]B.vA>vBC．vA<vBD．重物B的速度漸漸減小解析：將汽車運(yùn)動(dòng)的速度vA分解，如圖所示，其中沿長(zhǎng)繩方向的分速度v1數(shù)值上等于重物的速度vB，由關(guān)系式vAcosθ＝vB知，vA>vB，且θ減小時(shí)，vB變大．答案：B8．一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成許多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來(lái)代替．如圖甲所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過(guò)A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限狀況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑R叫做A點(diǎn)的曲率半徑．現(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，如圖乙所示．則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是()圖甲圖乙A.eq\f(v\o\al(2,0),g) B.eq\f(v\o\al(2,0)sin2α,g)C.eq\f(v\o\al(2,0)cos2α,g) D.eq\f(v\o\al(2,0)cos2α,gsinα)解析：做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)P時(shí)只有水平速度，即vx＝v0cosα，在最高點(diǎn)，重力供應(yīng)向心力：mg＝meq\f(v\o\al(2,x),R)，R＝eq\f(v\o\al(2,x),g)＝eq\f(v\o\al(2,0)cos2α,g)，C正確．答案：C9.如圖所示為一種“滾輪—平盤無(wú)極變速器”的示意圖，它由固定于主動(dòng)軸上的平盤和可隨從動(dòng)軸移動(dòng)的圓柱形滾輪組成．由于摩擦的作用，當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪就會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，假如認(rèn)為滾輪不會(huì)打滑，那么主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1、從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動(dòng)軸軸線的距離x之間的關(guān)系是()[來(lái)源:]A．n2＝n1eq\f(x,r) B．n2＝n1eq\f(r,x)C．n2＝n1eq\f(x2,r2) D．n2＝n1eq\r(\f(x,r))解析：滾輪因與平盤有摩擦的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且認(rèn)為不打滑，所以滾輪邊緣的線速度與平盤上x處的線速度相等，即n1x＝n2r，所以選項(xiàng)A正確．答案：A10．(多選題)兩個(gè)質(zhì)量不同的小球用長(zhǎng)度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則它們的()A．運(yùn)動(dòng)周期相同B．運(yùn)動(dòng)的線速度相同C．運(yùn)動(dòng)的角速度相同D．向心加速度相同解析：設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，水平面距懸點(diǎn)的高度為h，細(xì)線的拉力與重力的合力供應(yīng)向心力，則mgtanθ＝m(eq\f(2π,T))2htanθ，解得T＝2πeq\r(\f(h,g))，由此可知T與細(xì)線長(zhǎng)無(wú)關(guān)，A、C正確，B、D錯(cuò)誤．答案：AC11．(多選題)如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閍方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閎方向C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閏方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閐方向解析：圓周運(yùn)動(dòng)，沿半徑方向肯定受力；勻速圓周運(yùn)動(dòng)，切向方向不受力．變速圓周運(yùn)動(dòng)，切向方向肯定受力，加速沿a方向，減速沿a反方向．摩擦力即為兩個(gè)方向的合力．由此可推斷B、D正確．答案：BD12．一種玩具的結(jié)構(gòu)如圖所示，豎直放置的光滑鐵環(huán)的半徑為R＝20cm，環(huán)上有一穿孔的小球m，僅能沿環(huán)做無(wú)摩擦的滑動(dòng)，假如圓環(huán)圍著過(guò)環(huán)心的豎直軸以10rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)(取g＝10m/s2)，則相對(duì)環(huán)靜止時(shí)小球與環(huán)心O的連線與O1O2的夾角θ是()A．30° B．45°C．60° D．75°解析：當(dāng)圓環(huán)繞O1O2旋轉(zhuǎn)時(shí)，小球則在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，球受的重力和環(huán)的支持力的合力等于球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．由牛頓其次定律得：mgtanθ＝mω2r即tanθ＝eq\f(ω2Rsinθ,g)，cosθ＝eq\f(g,ω2R)＝eq\f(10,102×0.2)＝eq\f(1,2)所以θ＝60°.[來(lái)源:]答案：C第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗(yàn)題(本題有2小題，共14分．請(qǐng)按題目要求作答)13．(6分)如圖是自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪．(1)假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則大齒輪的角速度是________．(2)要知道在這種狀況下自行車前進(jìn)的速度有多大，除須要測(cè)量大齒輪Ⅰ的半徑r1、小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還須要測(cè)量的物理量是________．(3)用上述量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式：________.解析：(1)大齒輪的角速度ω1＝2πn.(2)對(duì)Ⅰ、Ⅱ兩齒輪有ω1r1＝ω2r2，設(shè)后輪半徑為R，則自行車前進(jìn)的速度v＝ω2R＝eq\f(ω1r1,r2)·R＝eq\f(2πnr1R,r2).所以還須要測(cè)量的物理量是后輪的半徑R.(3)v＝eq\f(2πnr1R,r2).答案：(1)2πn(2分)(2)后輪的半徑R(2分)(3)v＝eq\f(2πnr1R,r2)(2分)14．(8分)如圖甲所示，在一端封閉、長(zhǎng)約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個(gè)玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右移動(dòng)．假設(shè)從某時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每1s通過(guò)的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.圖(乙)中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過(guò)的水平位移，t＝0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)．甲乙(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的軌跡；(2)玻璃管向右平移的加速度a＝________；(3)t＝2s時(shí)蠟塊的速度v2＝________.解析：(1)如圖(3分)(2)因?yàn)棣＝aT2，所以a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(5×10－2,12)m/s2＝5×10－2m/s2.(3)vy＝eq\f(y,t)＝eq\f(0.1,1)m/s＝0.1m/s，vx＝at＝5×10－2×2m/s＝0.1m/s，v2＝eq\r(v\o\al(2,y)＋v\o\al(2,x))＝eq\r(0.12＋0.12)m/s＝0.41m/s.答案：(1)見解析圖(2分)(2)5×10－2m/s2(3分)(3)0.41m/s(3分)三、計(jì)算題(本題有3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(10分)如圖所示飛機(jī)以恒定的水平速度飛行，距地面高度2000m，在飛行過(guò)程中釋放一炸彈，經(jīng)30s飛行員聽到了炸彈著地后的爆炸聲．設(shè)炸彈著地馬上爆炸，不計(jì)空氣阻力，聲速為320m/s，求飛機(jī)的飛行速度v0.(g取10m/s2)解析：炸彈離開飛機(jī)后做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度即飛機(jī)的飛行速度，設(shè)炸彈落地時(shí)間為t1，則聲音傳到飛行員的時(shí)間t2＝t－t1.(2分)[來(lái)源:]由平拋學(xué)問(wèn)得t1＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×2000,10))s＝20s，(2分)由運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性知，炸彈落地時(shí)，飛機(jī)運(yùn)動(dòng)到落地點(diǎn)的正上方B點(diǎn)，故eq\x\to(BC)＝v0t2＝v0(t－t1)＝10v0，(1分)eq\x\to(DC)＝v(t－t1)＝320×(30－20)m＝3200m．(1分)由幾何關(guān)系(eq\x\to(DC))2＝(eq\x\to(BC))2＋h2，得32002＝(10v0)2＋20002，(2分)解得v0≈250m/s.(2分)答案：250m/s16.(12分)如圖所示，有一水平放置的圓盤，上面放有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧的一端固定于軸O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的物體，物體與盤面間最大靜摩擦力為其重力的μ倍，起先時(shí)彈簧處于自然長(zhǎng)度，長(zhǎng)為R，求：(1)盤的轉(zhuǎn)速n0多大時(shí)，物體起先滑動(dòng)？(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2n0時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量Δx是多大？(結(jié)果用μ、m、R、k、g表示)解析：(1)當(dāng)圓盤起先轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體所需向心力較小，當(dāng)未滑動(dòng)時(shí)，由靜摩擦力供應(yīng)向心力，設(shè)最大靜摩擦力對(duì)應(yīng)的最大角速度為ω0，則μmg＝mRωeq\o\al(2,0)，(3分)又ω0＝2πn0，所以物體起先滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速n0＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(μg,R))(2分)(2)轉(zhuǎn)速增大到2n0時(shí)，由最大靜摩擦力和彈力的合力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律有：μmg＋kΔx＝mω2r，(3分)此時(shí)r＝R＋Δx，ω＝4πn0，(2分)由以上各式解得Δx＝eq\f(3μmgR,kR－4μmg).(2分)答案：(1)eq\f(1,2π)eq\r(\f(μg,R))(2)eq\f(3μmgR,kR－4μmg)[來(lái)源:]17．(1