2020高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)5(含解析)新人教版必修2
《2020高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)5(含解析)新人教版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)5(含解析)新人教版必修2(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第五章 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè) 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分,時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題 共40分) 一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第7~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.(2019·浙江省溫州九校高一上學(xué)期期末)一質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在水平公路上行駛,路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104 N,當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時(shí),下列判斷正確的是( D ) A.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、
2、摩擦力和向心力 B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)所需的向心力為1.4×104 N C.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑 D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2 解析:汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到重力,地面的支持力以及地面給的摩擦力,其中摩擦力充當(dāng)向心力,A錯(cuò)誤;當(dāng)最大靜摩擦力充當(dāng)向心力時(shí),速度為臨界速度,大于這個(gè)速度則發(fā)生側(cè)滑,根據(jù)牛頓第二定律可知f=m。解得v==20 m/s,所以汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí),所需的向心力小于1.4×104 N。汽車不會(huì)發(fā)生側(cè)滑,BC錯(cuò)誤;汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度a===7 m/s2,即汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s
3、2,D正確。 2.如圖所示,在一次空地演習(xí)中,離地H高處的飛機(jī)以水平速度v1發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截。設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s,不計(jì)空氣阻力。若攔截成功,則v1,v2的關(guān)系應(yīng)滿足( D ) A.v1=v2 B.v1=v2 C.v1=v2 D.v1=v2 解析:設(shè)經(jīng)t時(shí)間攔截成功,則平拋的炮彈h=gt2,s=v1t;豎直上拋的炮彈H-h(huán)=v2t-gt2,由以上各式得v1=v2。 3.(2018·黑龍江哈爾濱三中高一下學(xué)期月考)如圖所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置,M是主動(dòng)輪,其半徑為r1,M′半徑也為r1,M′和
4、N在同一軸上,N和N′的半徑都為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑。則下列說法正確的是( C ) A.N′輪做的是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B.M′輪做的是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.N′輪的轉(zhuǎn)速為()2n D.M′輪的轉(zhuǎn)速為 ()2n 解析:根據(jù)皮帶傳動(dòng)關(guān)系可以看出,N輪和M輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,N′輪和N輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因此N′輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針,故A、B錯(cuò)誤;皮帶與輪邊緣接觸處的線速度相等,所以2πnr1=2πn2r2,得N(或M′)輪的轉(zhuǎn)速為n2=,同理2πn2r1=2n′2πr2,可得N′輪轉(zhuǎn)速n′2=()2n,故C正確,D錯(cuò)誤。 4.(原創(chuàng)題)如圖所示,雨點(diǎn)正在以4 m/
5、s的速度豎直下落,明洲同學(xué)以3 m/s的速度水平勻速騎行,為使雨點(diǎn)盡量不落在身上,手中傘桿應(yīng)與豎直方向所成夾角為( B ) A.30° B.37° C.45° D.0° 解析:雨滴相對(duì)于人斜向后下落,如圖,則 sinθ=0.6,所以θ=37°,故選B。 5.甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,M甲=80 kg,M乙=40 kg,面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演,如圖所示,兩人相距0.9 m,彈簧秤的示數(shù)為9.2 N,下列判斷中正確的是( D ) A.兩人的線速度相同,約為40 m/s B.兩人的角速度相同,為5 rad/s C.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同,都是0.45 m D.兩人
6、的運(yùn)動(dòng)半徑不同,甲為0.3 m,乙為0.6 m 解析:甲、乙兩人繞共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),他們間的拉力互為向心力,他們的角速度相同,半徑之和為兩人的距離。設(shè)甲、乙兩人所需向心力為F向,角速度為ω,半徑分別為r甲、r乙,則 F向=M甲ω2r甲=M乙ω2r乙=9.2 N① r甲+r乙=0.9 m② 由①②兩式解得ω≈0.6rad/s,r甲=0.3 m,r乙=0.6 m,故只有選項(xiàng)D正確。 6.如圖所示,某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打乒乓球,某次球與墻壁上A點(diǎn)碰撞后水平彈離,恰好垂直落在球拍上的B點(diǎn),已知球拍與水平方向夾角θ=60°,AB兩點(diǎn)高度差h=1 m,忽略空氣阻力,重力加速度g=10 m/
7、s2,則球剛要落到球拍上時(shí)速度大小為( C ) A.2 m/s B.2 m/s C.4 m/s D. m/s 解析:根據(jù)h=gt2得t== s= s 豎直分速度: vy=gt=10× m/s= m/s 剛要落到球拍上時(shí)速度大小v===4 m/s,C正確,ABD錯(cuò)誤。 7.如圖所示,一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物,已知貨箱的質(zhì)量為M,貨物的質(zhì)量為m,貨車以速度v向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則下列說法正確的是( BD ) A.到達(dá)圖示位置時(shí),貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度大于 B.到達(dá)圖示位置時(shí),貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度等于vcosθ C.運(yùn)動(dòng)過程中,M受到繩的拉
8、力等于(M+m)g D.運(yùn)動(dòng)過程中,M受到繩的拉力大于(M+m)g 解析:小車A向左運(yùn)動(dòng)的過程中,小車的速度是合速度,可分解為沿繩方向與垂直于繩方向的速度,如圖所示。由圖可知v1=vcosθ,小車向左運(yùn)動(dòng)的過程中θ角減小,v不變,v1增大,貨物做向上的加速運(yùn)動(dòng),故繩的拉力大于貨物總重力。故BD正確。 8.在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江(如圖1),若把這滑鐵索過江簡(jiǎn)化成圖2的模型,鐵索的兩個(gè)固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi),AB間的距離為L(zhǎng)=80 m,繩索的最低點(diǎn)離AB間的垂直距離為h=8 m,若把繩索看作是圓弧,已知一質(zhì)量m=52 kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計(jì))滑到最低點(diǎn)的速度
9、為10 m/s,(取g=10 m/s2)那么( BC ) A.人在整個(gè)繩索上運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.可求得繩索的圓弧半徑為104 m C.人在滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩索的壓力為570 N D.在滑到最低點(diǎn)時(shí)人處于失重狀態(tài) 解析:根據(jù)題意,R2=402+(R-8)2 得R=104 m 在最低點(diǎn)F-mg=m 得F=570 N 此時(shí)人處于超重狀態(tài),B、C選項(xiàng)正確。 9.如圖甲所示,輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),桿與小球間彈力大小為F,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其F-v2圖像如乙圖所示。則( AD )
10、A.小球的質(zhì)量為 B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? C.v2=c時(shí),桿對(duì)小球的彈力方向向上 D.v2=2b時(shí),小球受到的彈力與重力大小相等 解析:在最高點(diǎn),若v=0,則N=mg=a;若N=0,由圖知:v2=b,則有mg=m=m,解得g=,m=R,故A正確,B錯(cuò)誤;由圖可知:當(dāng)v2<b時(shí),桿對(duì)小球彈力方向向上,當(dāng)v2>b時(shí),桿對(duì)小球彈力方向向下,所以當(dāng)v2=c時(shí),桿對(duì)小球彈力方向向下,故C錯(cuò)誤;若v2=2b。則N+mg=m=m,解得N=mg,即小球受到的彈力與重力大小相等,故D正確。故選AD。 10.(2018·湖北省“荊、襄、宜”七校聯(lián)盟高一下學(xué)期期中)如圖所示,圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨
11、轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí), 物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做 平拋運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.6 m,離水平地面的高度H=0.8 m,物塊平拋落地時(shí)水平位移的大小x=0.8 m,重力加速度g=10 m/s2。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則:( ABD ) A.物塊運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面的時(shí)間t=0.4 s B.物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0=2 m/s C.物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= D.物塊落地點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)圓心在地面的投影點(diǎn)間的距離d=1 m 解析:由H= gt2得t=0.4 s,故A正確;由x=v0t,得v0=2 m/s,故B正確;根據(jù)μmg=m,得μ=,故C錯(cuò)誤;d==1
12、 m,故D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題 共60分) 二、填空題(共2小題,共14分。把答案直接填在橫線上) 11.(6分)(2019·河南省信陽(yáng)市高一下學(xué)期期中)在研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在任意位置的速度方向時(shí),可在桌面上鋪一張白紙,設(shè)法使一個(gè)陀螺在紙上O點(diǎn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng),如圖(a)所示,接著在陀螺的邊緣滴幾滴帶顏色的水,水在紙上甩出的痕跡如圖(b)所示,然后再用一張透明膠片做模板,畫一個(gè)圓及其幾根切線,如圖(c)所示。 (1)圓的半徑與陀螺的半徑的比例應(yīng)為__1∶1__; (2)將圓心與紙上O點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)并覆蓋其上,隨后繞過O點(diǎn)、垂直于紙面的軸旋轉(zhuǎn)模板,可觀察到模板上的切線總是與水的痕跡重合,這種
13、判斷的方法通常稱作__B__。 A.控制變量法 B.建模方法 C.等效替代法 D.圖像方法 解析:(1)陀螺的邊緣上的水沿切線方向飛出,所以圓的半徑與陀螺的半徑的比例應(yīng)為1∶1。 (2)本題通過建立模型,觀察到模板上的切線總是與水的痕跡重合,得出了圓周運(yùn)動(dòng)的物體在任意位置的速度方向。所以這種方法稱為建模方法。 12.(8分)(2018·湖北省宜昌市示范高中協(xié)作體高一下學(xué)期期中)圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié),直到斜槽末端切線__水平__。每次讓小球從同一位置由靜止釋放,是為了每次平拋__初速度相同__。 (2)圖乙是正確實(shí)
14、驗(yàn)取得的數(shù)據(jù),其中O為拋出點(diǎn),則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為__1.6__m/s。 (3)在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙,每小格的邊長(zhǎng)L=5 cm,通過實(shí)驗(yàn),記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置,如圖丙所示,則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為__1.5__ m/s;B點(diǎn)的豎直分速度為__2__ m/s。 解析:(2)方法一:取點(diǎn)(19.6,32.0)分析可得: 0.196=×9.8×t 0.32=v0t1 解得:v0=1.6 m/s。 方法二:取點(diǎn)(44.1,48.0)分析可得: 0.441=×9.8×t 0.48=v0t2 解得:v0=1.6 m/s。 (3)由圖可知,物體上A→B和由B
15、→C所用的時(shí)間相等,且有:Δy=gT2 x=v0T 解得:v0=1.5 m/s vBy==2 m/s。 三、論述·計(jì)算題(共4小題,共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13.(10分)某同學(xué)在某磚墻前的高處水平拋出一個(gè)石子,石子在空中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡照片如圖所示。從照片可看出石子恰好垂直打在一傾角為37°的斜坡上的A點(diǎn)。已知每塊磚的平均厚度為10 cm,拋出點(diǎn)到A點(diǎn)豎直方向剛好相距200塊磚,取g=10 m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)
16、間t; (2)石子水平拋出的速度v0。 答案:(1)2 s (2)15 m/s 解析:(1)由題意可知:石子落到A點(diǎn)的豎直位移 y=200×10×10-2m=20 m 由y=gt2/2 得t=2 s (2)由A點(diǎn)的速度分解可得 v0=vytan37° 又因vy=gt,解得vy=20 m/s 故v0=15 m/s。 14.(11分)一戰(zhàn)斗機(jī)飛行員駕駛飛機(jī)在萬米高空的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),飛行速度為1 080 km/h, 已知在最低點(diǎn)時(shí)飛機(jī)的加速度為60 m/s2,(取g=10 m/s2,不考慮加速度隨高度的變化) (1)則飛機(jī)飛行的半徑是多少; (2)質(zhì)量為70
17、 kg的飛行員在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力; (3)在最高點(diǎn)時(shí)飛機(jī)上脫落一個(gè)零件,求飛機(jī)飛行半圈時(shí),零件的速度大小。(不考慮零件受到的空氣阻力) 答案:(1)1 500 m (2)4 900 N (3)340 m/s 解析:(1)1080 km/h=300 m/s, 根據(jù)a=知,飛機(jī)飛行的半徑為:r==1 500 m (2)根據(jù)牛頓第二定律得:N-mg=ma, 解得:N=mg+ma=70×(10+60) N=4 900 N。 根據(jù)牛頓第三定律知,飛行員在最低點(diǎn)對(duì)座椅的壓力為4 900 N。 (3)在最高點(diǎn)脫落的零件做平拋運(yùn)動(dòng),飛機(jī)飛行半圈所需的時(shí)間為:t==5π s, 此時(shí)豎直分速
18、度為:vy=gt=50π m/s, 根據(jù)平行四邊形定則知:v′= = m/s≈340 m/s。 15.(12分)(2019·黑龍江省哈爾濱市六中高一下學(xué)期期中)如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi),A通過最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg,B通過最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg。求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離。 答案:3R 解析:兩個(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí),受重力和管壁的作用力,這兩個(gè)力的合力作為向心力,離開軌道后兩球均做平 拋運(yùn)動(dòng),A、B兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差。 對(duì)A球:3mg+mg=m vA
19、= 對(duì)B球:mg-0.75mg=m vB= sA=vAt=vA=4R sB=vBt=vB=R ∴sA-sB=3R 16.(13分)(2017·湖南常德一中高一下學(xué)期檢測(cè))如圖所示,平臺(tái)上的小球從A點(diǎn)水平拋出,恰能無碰撞地進(jìn)入光滑的斜面BC,經(jīng)C點(diǎn)進(jìn)入光滑水平面CD時(shí)速率不變,最后進(jìn)入懸掛在O點(diǎn)并與水平面等高的弧形輕質(zhì)筐內(nèi)。已知小球質(zhì)量為m,A、B兩點(diǎn)高度差為h,BC斜面高2h,傾角α=45°,懸掛弧形輕質(zhì)筐的輕繩長(zhǎng)為3h,小球可看成質(zhì)點(diǎn),弧形輕質(zhì)筐的重力忽略不計(jì),且其高度遠(yuǎn)小于懸線長(zhǎng)度,重力加速度為g,試求: (1)B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A的水平距離x; (2)小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)速度vC的大小; (3)小球進(jìn)入輕質(zhì)筐后瞬間,輕質(zhì)筐所受拉力F的大小。 答案:(1)2h (2)2 (3)mg 解析:(1)小球在B點(diǎn)速度與斜面平行 vy=v0 t=h v0t=x ∴x=2h (2)小球在斜面上加速度a=gsin45°=g vB=v0=2 v-v=2a ∴vC=2 (3)F-mg=m F=mg - 10 -
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