2020版高中物理 第五章 曲線運動 章末檢測(含解析)新人教版必修2

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1、第五章 章末檢測 一、選擇題(本題9個小題,每小題6分,共54分.1~6題為單項選擇題,7~9題為多項選擇題) 1.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時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,物體以后的運動情況,下列說法正確的是(  ) A.物體可能沿曲線Ba運動 B.物體可能沿直線Bb運動 C.物體可能沿曲線Bc運動 D.物體可能沿原曲線由B返回A 解析:物體在A點時的速度vA沿A點的切線方向,物體在恒力F作用下沿曲線運動,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,當物體到達B點時,瞬時速度vB沿B點的

2、切線方向,這時受力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運動,所以本題的正確選項為C. 答案:C 2.如圖所示,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處.不計空氣阻力,則落到B處的石塊(  ) A.初速度大,運動時間短 B.初速度大,運動時間長 C.初速度小,運動時間短 D.初速度小,運動時間長 解析:小球落在B點高度差較小,根據(jù)t=,知落在B處的石塊運動時間較短,根據(jù)初速度v0=知,B處的水平位移大,時間短,則初速度較大.故A正確,B、C、D錯誤.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.要擊中目標,射擊方向應(  ) A.對準目標 B.偏向目標的西側(cè) C.偏向目標的東側(cè) D.無論對準哪個方向都無法擊中目標 解析:炮彈的實際速度方向沿目標方向,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,射擊的方向應偏向目標的西側(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時,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)過軌道最高點時對座椅的壓力等于自身的重力,則過山車在最高點時的速度大小為(  ) 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光滑的小孔,用一細繩穿過小孔連接質(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動,角速度為ω,半徑為r,則關于r和ω關系的圖象正確的是(  ) 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錯誤,B正確.又=ω2,則與ω2成正比,故C、D錯誤. 答案:B 6. [2019·山西省實驗中學檢測]如圖所示,地球可以看成一個巨大的拱形橋,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,則汽車對地面的壓力也越大 B.不論汽車的行駛速度如何,駕駛員對座椅壓力大小都等于800 N C.只要汽車行駛,駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力 D.如果某時刻速度增大到使汽車對地面壓力為零,則此時駕駛員會有超重的感覺 解析:汽車的重力和地面對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錯誤;因為駕駛員的一部分重力用于提供駕駛員做圓周運動所需的向心力,所以駕駛員對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動所需的向心力,處于完全失重狀態(tài),此時駕駛員會有失重的感覺,故D錯誤. 答案:C 7.雜技演員表演“水流星”,在長為L=1.6 m的細繩的一端,系一個與水的總質(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)做圓周運動,如圖所示,若“水流星”通過最高點時的速率為4 m/s,則下列說法正確的是(g取10 m/s2)(  ) A.“水流星”通過最高點時,沒有水從容器中流出 B.“水流星”通過最高點時,繩的拉力及容器底部受到的壓力均為零 C.“水流星”通過最高點時,處于完全失重狀態(tài),不受力的作用 D.“水流星”通過最高點時,繩子的拉

7、力大小為5 N 解析:“水流星”在最高點的臨界速度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.渡河時間與河水速度大小無關 D.渡河時間與河水速度大小有關 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B正確,選項A

8、錯誤;由于垂直河岸方向的船速不變,故渡河時間與河水速度無關,選項C正確,選項D錯誤. 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,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.兩次小球運動時間之比t1:t2=1: B.兩次小球運動時間之比t1:t2=1:2 C.兩次小球拋出時初速度之比v01:v02=1: D.兩次小球拋出時初速度之比v01:v02=1:2 解析:平拋運動豎直方向為自由落體運動h=gt2,由題意可知兩次平拋的豎直位移之比為1:2,所以運動時間之比為t1:t2=1:,選項A對、B錯;水平方向為勻速直

9、線運動,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C對、D錯. 答案:AC 二、非選擇題(本題4小題,共46分) 10.(10分)為驗證向心力公式,某探究小組設計了如圖所示的演示實驗,在米尺的一端鉆一個小孔,使小孔恰能穿過一根細線,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)做勻速圓周運動,圓心為O,待鋼球的運動穩(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點的距離r,并用秒表測量出鋼球轉(zhuǎn)動n圈用的時間t.則: (1)小鋼球做圓周運動的周期T=________; (

10、2)小鋼球做圓周運動的向心力F=________. 解析:(1)小鋼球完成一次完整的圓周運動所用的時間是一個周期,則T=. (2)小鋼球做圓周運動的半徑應為小鋼球的球心到圓心O的距離,則半徑R=r-,小鋼球做圓周運動的向心力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在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時嚇得魂飛魄散,但這種車的設計有足夠的安全系數(shù),離心現(xiàn)象使乘客在回旋時穩(wěn)坐在座椅上,還有安全棒緊緊壓在乘客胸前,在過山車未達終點以前,誰也無法將它們打開.設想如下數(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)過最低點時的速度約為25 m/s,經(jīng)過最高點時的速度約為18 m/s.摩擦力及空氣阻力忽略不計.試利用牛頓第二定律和圓周運動的知識,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時的最小速度為臨界速度. 此時圓形軌道對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水柱.已知

12、彎管管口距地面高h=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,設水平管口橫截面上各處水的速度都相同,取g=10 m/s2,不計空氣阻力,求: (1)水平管口處水的速度; (2)水平管口單位時間內(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)設極短時間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,先通過一個斜面加速,斜面的末端平滑連接一個半徑為R=160 m的曲面路面,汽車在最高點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,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間? (3)汽車從騰空到落在斜面上,在水平方向上運動的距離多大? 解析:(1)對汽車在路面最高點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動, 則由題得v⊥=gt==30 m/s, t=3 s (3)對汽車,水平方向上有x=vt=120 m. 答案:(1)40 m/s (2)3 s (3)120 m - 6 -

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