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1、第五章 章末檢測
一、選擇題(本題9個(gè)小題,每小題6分,共54分.1~6題為單項(xiàng)選擇題,7~9題為多項(xiàng)選擇題)
1.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B,這時(shí)突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)椋璅),在此力作用下,物體以后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( )
A.物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)
B.物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)
C.物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)
D.物體可能沿原曲線由B返回A
解析:物體在A點(diǎn)時(shí)的速度vA沿A點(diǎn)的切線方向,物體在恒力F作用下沿曲線運(yùn)動(dòng),此力F必有垂直于vA的分量,即力F可能為右圖中所示的各種方向之一,當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí),瞬時(shí)速度vB沿B點(diǎn)的
2、切線方向,這時(shí)受力F′=-F,即F′的方向可能為圖中所示的各種方向之一;可知物體以后可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng),所以本題的正確選項(xiàng)為C.
答案:C
2.如圖所示,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€(gè)質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處.不計(jì)空氣阻力,則落到B處的石塊( )
A.初速度大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
B.初速度大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
C.初速度小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
D.初速度小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
解析:小球落在B點(diǎn)高度差較小,根據(jù)t=,知落在B處的石塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短,根據(jù)初速度v0=知,B處的水平位移大,時(shí)間短,則初速度較大.故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.故選A.
答案:A
3.[2019·興平檢測]如圖所示,一
3、艘炮艇沿長江由西向東快速行駛,在炮艇上發(fā)射炮彈射擊北岸的目標(biāo).要擊中目標(biāo),射擊方向應(yīng)( )
A.對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)
B.偏向目標(biāo)的西側(cè)
C.偏向目標(biāo)的東側(cè)
D.無論對(duì)準(zhǔn)哪個(gè)方向都無法擊中目標(biāo)
解析:炮彈的實(shí)際速度方向沿目標(biāo)方向,該速度是船的速度與射擊速度的合速度,根據(jù)平行四邊形定則知,射擊的方向應(yīng)偏向目標(biāo)的西側(cè).故B正確.
答案:B
4.某公園里的過山車駛過軌道的最高點(diǎn)時(shí),乘客在座椅里面頭朝下,人體顛倒,若軌道半徑為R,人體重為mg,要使乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力,則過山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為( )
A.0 B.
C. D.
解析:
4、由題意知F+mg=m,即2mg=,故速度大小v=,C正確.
答案:C
5.如圖所示,光滑固定的水平圓盤中心有一個(gè)光滑的小孔,用一細(xì)繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B,讓B球懸掛,A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度為ω,半徑為r,則關(guān)于r和ω關(guān)系的圖象正確的是( )
解析:根據(jù)m2g=m1rω2得r=·,可知r與成正比,即r與ω2成反比,故A錯(cuò)誤,B正確.又=ω2,則與ω2成正比,故C、D錯(cuò)誤.
答案:B
6.
[2019·山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測]如圖所示,地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋,橋面半徑R=6 400 km,地面上行駛的汽車中駕駛員的重
5、力G=800 N,在汽車不離開地面的前提下,下列分析中正確的是( )
A.汽車的速度越大,則汽車對(duì)地面的壓力也越大
B.不論汽車的行駛速度如何,駕駛員對(duì)座椅壓力大小都等于800 N
C.只要汽車行駛,駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力
D.如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零,則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺
解析:汽車的重力和地面對(duì)汽車的支持力的合力提供向心力,則有mg-FN=m,重力是一定的,v越大,則FN越小,故A、B錯(cuò)誤;因?yàn)轳{駛員的一部分重力用于提供駕駛員做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,所以駕駛員對(duì)座椅壓力小于他自身的重力,故C正確;如果速度增大到使汽車對(duì)地面的壓力為零,說明汽
6、車和駕駛員的重力全部用于提供做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,處于完全失重狀態(tài),此時(shí)駕駛員會(huì)有失重的感覺,故D錯(cuò)誤.
答案:C
7.雜技演員表演“水流星”,在長為L=1.6 m的細(xì)繩的一端,系一個(gè)與水的總質(zhì)量為m=0.5 kg的盛水容器,以繩的另一端為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,若“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)的速率為4 m/s,則下列說法正確的是(g取10 m/s2)( )
A.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí),沒有水從容器中流出
B.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí),繩的拉力及容器底部受到的壓力均為零
C.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí),處于完全失重狀態(tài),不受力的作用
D.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí),繩子的拉
7、力大小為5 N
解析:“水流星”在最高點(diǎn)的臨界速度v==4 m/s,由此知繩的拉力恰為零,且水恰不流出.故正確答案為A、B.
答案:AB
8.小船橫渡一條河,船本身提供的速度大小、方向都不變.下圖所示為小船自河的中央開始記錄的一段軌跡,由圖可知( )
A.越接近河岸B水速越大
B.越接近河岸B水速越小
C.渡河時(shí)間與河水速度大小無關(guān)
D.渡河時(shí)間與河水速度大小有關(guān)
解析:題目中的條件是“船本身提供的速度大小、方向都不變”,且“橫渡”,即垂直河岸方向,船的速度大小、方向不變,但合速度的方向越來越趨向于垂直河岸方向,由速度合成圖可知,水流速度不斷減小,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A
8、錯(cuò)誤;由于垂直河岸方向的船速不變,故渡河時(shí)間與河水速度無關(guān),選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:BC
9.如圖所示,在斜面頂端先后水平拋出同一小球,第一次小球落到斜面中點(diǎn),第二次小球落到斜面底端,從拋出到落至斜面上(忽略空氣阻力)( )
A.兩次小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比t1:t2=1:
B.兩次小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比t1:t2=1:2
C.兩次小球拋出時(shí)初速度之比v01:v02=1:
D.兩次小球拋出時(shí)初速度之比v01:v02=1:2
解析:平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)h=gt2,由題意可知兩次平拋的豎直位移之比為1:2,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為t1:t2=1:,選項(xiàng)A對(duì)、B錯(cuò);水平方向?yàn)閯蛩僦?/p>
9、線運(yùn)動(dòng),由題意知水平位移之比為1:2,即v01t1:v02t2=1:2,所以兩次平拋初速度之比v01:v02=1:,選項(xiàng)C對(duì)、D錯(cuò).
答案:AC
二、非選擇題(本題4小題,共46分)
10.(10分)為驗(yàn)證向心力公式,某探究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn),在米尺的一端鉆一個(gè)小孔,使小孔恰能穿過一根細(xì)線,線下端掛一質(zhì)量為m、直徑為d的小鋼球.將米尺固定在水平桌面上,使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O,待鋼球的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看,讀出鋼球外側(cè)到O點(diǎn)的距離r,并用秒表測量出鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)n圈用的時(shí)間t.則:
(1)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=________;
(
10、2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F=________.
解析:(1)小鋼球完成一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間是一個(gè)周期,則T=.
(2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)為小鋼球的球心到圓心O的距離,則半徑R=r-,小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F=m,而v=,所以F=mR=m.
答案:(1) (2)m
11.(10分)如圖所示,游樂場中翻滾過山車上的乘客常常會(huì)在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時(shí)嚇得魂飛魄散,但這種車的設(shè)計(jì)有足夠的安全系數(shù),離心現(xiàn)象使乘客在回旋時(shí)穩(wěn)坐在座椅上,還有安全棒緊緊壓在乘客胸前,在過山車未達(dá)終點(diǎn)以前,誰也無法將它們打開.設(shè)想如下數(shù)據(jù),軌道最高處離地面32 m,最低處幾乎貼地,圓形軌道的直徑為15
11、 m,過山車經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度約為25 m/s,經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的速度約為18 m/s.摩擦力及空氣阻力忽略不計(jì).試?yán)门nD第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí),探究這樣的情況下能否保證乘客的安全?(g取10 m/s2)
解析:要保證乘客安全,過山車能通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為臨界速度.
此時(shí)圓形軌道對(duì)過山車的作用力為零,重力提供向心力,則有
mg=,可得v==5 m/s
由5 m/s<18 m/s可知,這種情況下足以保證乘客安全.
答案:安全
12.(12分)如圖,倒置的容器裝著水,容器塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管,其中一根豎直,一根彎成水平,水從彎管中水平射出,在空中形成彎曲的細(xì)水柱.已知
12、彎管管口距地面高h(yuǎn)=0.45 m,水落地的位置到管口的水平距離l=0.3 m,水平管口的橫截面積S=1.2 cm2,水的密度ρ=1×103 kg/m3,設(shè)水平管口橫截面上各處水的速度都相同,取g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)水平管口處水的速度;
(2)水平管口單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量.
解析:(1)由平拋規(guī)律,豎直方向
h=gt2①
水平方向l=vt②
得v=1 m/s③
(2)設(shè)極短時(shí)間Δt,射出水的體積為V,質(zhì)量為Δm
則Δm=ρV④
V=Sv·Δt⑤
=ρSv⑥
代入數(shù)據(jù)得=0.12 kg/s⑦
答案:(1)1 m/s (2)0.12 kg/s
13、
13.(14分)[2019·江門檢測]在某一次“飛車表演”特技活動(dòng)中,表演汽車連同駕駛員的總質(zhì)量為1.2×103 kg,先通過一個(gè)斜面加速,斜面的末端平滑連接一個(gè)半徑為R=160 m的曲面路面,汽車在最高點(diǎn)A處恰好騰空飛離路面,而后沿水平方向飛出,如圖所示,空氣阻力忽略不計(jì),最后汽車垂直撞在安全接收區(qū)搭建的斜面上,斜面的傾角為53°,重力加速度g取10 m/s2,(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)汽車騰空前瞬間的速度多大?
(2)汽車在空中飛行的時(shí)間?
(3)汽車從騰空到落在斜面上,在水平方向上運(yùn)動(dòng)的距離多大?
解析:(1)對(duì)汽車在路面最高點(diǎn)A有
mg=m
整理代入數(shù)據(jù)得v==40 m/s
(2)汽車騰空后可看成做平拋運(yùn)動(dòng),
則由題得v⊥=gt==30 m/s,
t=3 s
(3)對(duì)汽車,水平方向上有x=vt=120 m.
答案:(1)40 m/s (2)3 s (3)120 m
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