·高一物理培優(yōu)人教版必修2第五章《曲線運(yùn)動(dòng)》章末過關(guān)檢測.doc

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(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分) 一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分) 1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，故曲線運(yùn)動(dòng)不可能是勻變速運(yùn)動(dòng) B.物體只有受到一個(gè)方向時(shí)刻改變的力的作用才可能做曲線運(yùn)動(dòng) C.物體在一恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng) D.曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng) 解析：選D.曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)刻改變，故曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)；若做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)受恒力作用，就會(huì)做勻變速運(yùn)動(dòng)，例如平拋運(yùn)動(dòng)，所以本題只有D正確. 2.關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是(　　) A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力一定指向圓心 B.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度可以不指向圓心 C.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度一定指向圓心 D.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只要所受合力不指向圓心，其速度方向就不與合力方向垂直 解析：選ABD.做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力不指向圓心，故C錯(cuò)誤. 3.“神舟”七號飛船正載著我國三名航天員在太空遨游，飛船的速度大小不變，運(yùn)動(dòng)軌道近似是以地心為圓心的圓，以下說法正確的是(　　) A.飛船做勻速運(yùn)動(dòng)　　　　 B.飛船做變速運(yùn)動(dòng) C.飛船不受力的作用 D.飛船的加速度不為零 解析：選BD.飛船的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓，即飛般做曲線運(yùn)動(dòng)，在性質(zhì)上是變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)，B對.由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件知道，飛船肯定受外力作用，且合力不為零，飛船的加速度一定不為零，C錯(cuò)，D對. 4.(2010年上海模擬)下列速率－時(shí)間圖象中，圖線Ⅰ、Ⅱ分別表示物體以初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)情況，其中正確的是(　　) 圖5－12 答案：C 5.(2010年北京模擬)繼“嫦娥一號”發(fā)射成功后.我國下一步的航天目標(biāo)為登上月球.已知月球上的重力加速度為地球上的六分之一，若分別在地球和月球表面相同高度處，以相同初速度平拋相同質(zhì)量的小球(不計(jì)空氣阻力)，則下列哪些判斷是正確的(　　) A.平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t月＞t地 B.水平射程x月＞x地 C.落地瞬間的速度v月＞v地 D.落地速度與水平面的夾角θ月＞θ地 解析：選AB.因?yàn)間月＜g地，由t＝知，t月＞t地，故A對；又初速度相同，由x＝v0t知，x月＞x地，故B對；落地時(shí)的速度，在豎直方向上，由v2y＝2gh知，v月y＜v地y，水平方向上相同，所以v月＜v地，故C錯(cuò)；由tanθ＝vy/v0知， θ月＜θ地，故D錯(cuò). 6.(2010年山東濟(jì)南模擬)小球在離地面高為h處，以初速度v水平拋出，球從拋出到著地，速度變化量的大小和方向?yàn)?　　) A.，方向豎直下 B.，方向豎直向下 C.，方向斜向下 D. ，方向斜向下 解析：選B.速度變化量Δv＝aΔt，對平拋運(yùn)動(dòng)，a為重力加速度g，方向豎直向下，所以Δv＝gΔt＝g＝，即正確選項(xiàng)為B. 7.(2009年高考廣東卷)如圖5－13所 圖5－13 示是一個(gè)玩具陀螺.a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn).當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列表述正確的是(　　) A.a、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等 B.a、b和c三點(diǎn)的角速度相等 C.a、b的角速度比c的大 D.c的線速度比a、b的大 解析：選B.a、b和c均是同一陀螺上的點(diǎn)，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度都為陀螺旋轉(zhuǎn)的角速度ω，B對，C錯(cuò).三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)半徑關(guān)系ra＝rb＞rc，據(jù)v＝ωr可知，三點(diǎn)的線速度關(guān)系va＝vb〉vc，A、D錯(cuò). 8.圖5－14所示的皮帶傳動(dòng)中小輪半徑ra是大輪半徑rb的一半，大輪上c點(diǎn)到輪心O的距離恰等于ra，若皮帶不打滑，則圖中a、b、c三點(diǎn)(　　) 圖5－14 A.線速度之比為2∶1∶1 B.角速度之比為2∶1∶2 C.轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為2∶1∶1 D.向心加速度大小之比為4∶2∶1 解析：選D.a、b線速度相等，則va∶vb＝1∶1 ① b、c角速度相等，即ωb∶ωc＝1∶1 ② 由①得ωa/ωb＝ ③ 由②③得ωa∶ωb∶ωc＝2∶1∶1 由②得 vb/vc＝ωbrb/ωcrc＝rb/rc＝2/1 ④ 由①④得va∶vb∶vc＝2∶2∶1 又由①得aa/ab＝(v a 2/ra )/( v b 2/rb)＝rb/ra＝2/1 由②得ab/ac＝rbωb 2/rcωc 2＝rb/rc＝2/1 所以aa∶ab∶ac＝4∶2∶1 周期Ta,Tb＝(2π/ωa)/ (2π/ωb)＝ωb/ωa＝1/2 Tb/Tc＝ωc/ωb＝1/1 所以Ta∶Tb∶Tc＝1∶2∶2. 9. 圖5－15 如圖5－15所示，汽車車廂頂部懸掛一輕質(zhì)彈簧，彈簧拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球.當(dāng)汽車在水平面上勻速行駛時(shí)彈簧長度為L1，當(dāng)汽車以同一速度通過一個(gè)橋面為弧形的凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)彈簧長度為L2，下列正確的是(　　) A.L1＝L2 B.L1＞L2 C.L1＜L2 D.前三種情況均有可能 解析：選B.通過最高點(diǎn)時(shí)，小球的向心加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，所以L2〈L1，故B對. 10. 圖5－16 如圖5－16所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個(gè)質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并在水平方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則只要運(yùn)動(dòng)角速度合適，螺絲帽恰好不下滑，假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力.則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)塑料管使螺絲帽恰好不下滑時(shí)，下述分析正確的是(　　) A.螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡 B.螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心 C.此時(shí)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管的角速度ω＝ D.若桿的轉(zhuǎn)動(dòng)加快，螺絲帽有可能相對桿發(fā)生運(yùn)動(dòng) 解析：選A.由于螺絲帽做圓周運(yùn)動(dòng)過程中恰好不下滑，則豎直方向上重力與摩擦力平衡.桿對螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；無論桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大多少，豎直方向受力平衡，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 11.(2010年武漢模擬) 圖5－17 圖5－17是用以說明向心力和質(zhì)量、半徑之間關(guān)系的儀器，球P和Q可以在光滑桿上無摩擦地滑動(dòng)，兩球之間用一條輕繩連接，mP＝2mQ，當(dāng)整個(gè)裝置以ω勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩球離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離保持不變，則此時(shí)(　　) A.兩球受到的向心力大小相等 B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力 C.rP一定等于rQ/2 D.當(dāng)ω增大時(shí)，P球?qū)⑾蛲膺\(yùn)動(dòng) 解析：選AC.同一段繩子的張力提供向心力，大小必然相等，故A對，B錯(cuò)；F＝mω2r，角速度相同，質(zhì)量與半徑成反比，mP＝2mQ，則rP＝rQ/2，C對；當(dāng)ω增大時(shí)，繩的張力隨之增大，P球不會(huì)向外運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò). 12.如圖5－18所 圖5－18 示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對球的作用力可能是(　　) A.a處為拉力，b處為拉力 B.a處為拉力，b處為推力 C.a處為推力，b處為拉力 D.a處為推力，b處為推力 解析：選AB.小球做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)a時(shí)要想得到指向圓心的向心力，桿對球的作用力必為拉力，且符合公式Fa－mg＝.故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.在最高點(diǎn)b，有兩個(gè)臨界條件，一個(gè)是最小速度為零，一個(gè)是對桿無作用力時(shí)，符合公式mg＝ (重力提供向心力)，v＝.當(dāng)v〉時(shí)，桿對小球?yàn)槔?；?dāng)v〈時(shí)，桿對小球的作用力為推力，由于本題中沒有給出小球過最高點(diǎn)b時(shí)的速度，因此兩種情況均有可能，所以A、B選項(xiàng)均正確. 二、填空題(本題共2小題，每小題6分，共12分.把答案填在題中指定位置) 13.(2010年江西省吉安市高一期末)在研 圖5－19 究運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)驗(yàn)中，如圖5－19所示，若紅蠟塊的豎直上升速度恒為3 cm/s，水平向右的速度恒為4 cm/s，則以開始紅蠟塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，水平向右為x軸，豎直向上為y軸建立坐標(biāo)系.則紅蠟塊的軌跡方程為　　　　，紅蠟塊的實(shí)際速度大小為　　　　 cm/s. 解析：在豎直方向上的位移y＝vyt 水平方向上的位移x＝vxt 由以上兩式消去t得y＝(vy/vx)x＝0.75 x 紅蠟塊的實(shí)際速度是水平和豎直兩方向分速度的合速度，即v＝＝5 cm/s. 答案：y＝0.75x　5 14.做 圖5－20 物體平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，只畫出了如圖5－20所示的一部分曲線，在曲線上取A、B、C三點(diǎn)，測得它們的水平距離均為Δx＝0.2 m，豎直距離h1＝0.1 m，h2＝0.2 m，試由圖示求出平拋物體的初速度v0＝　　　　 m/s，平拋原點(diǎn)距A的水平距離為x＝　　　　 m(g取10 m/s2). 解析：豎直方向上：h2－h(huán)1＝gt2解得t＝0.1 s，所以v0＝Δx/t＝2 m/s. vBy＝(h1＋h2)/2t＝1.5 m/s，vBy＝gtB，tB＝0.15 s，xB＝v0tB＝0.3 m，故原點(diǎn)到A的水平距離為0.3 m－0.2 m＝0.1 m. 答案：2　0.1 三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，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) 15.(8分)質(zhì)量m＝2 kg的物體在光滑平面上運(yùn)動(dòng)，其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線如圖5－21甲、乙所示，求： 圖5－21 (1)t＝8 s時(shí)物體的位移； (2)物體的加速度及合外力. 解析：(1)t＝8 s時(shí)，x＝v0t＝38 m＝24 m， y＝1/2(ayt2)＝1/20.582 m＝16 m 合位移s＝＝m＝28.77 m 方向與x軸正方向之間夾角的正切tan θ＝2/3. (2)由圖象知物體的加速度a＝ay＝0.5 m/s2 方向沿y軸正方向 又m＝2 kg 所以物體受到的合外力F＝ma＝may＝1 N， 方向沿y軸正方向. 答案：見解析 16.(8分)(2009年高考廣東物理卷)為了清理堵塞河道的冰凌，空軍實(shí)施投彈爆破.飛機(jī)在河道上空高H處以速度v0水平勻速飛行，投擲下炸彈并擊中目標(biāo).求炸彈剛脫離飛機(jī)到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離及擊中目標(biāo)時(shí)的速度大小.(不計(jì)空氣阻力) 解析：炸彈脫離飛機(jī)后作平拋運(yùn)動(dòng) 在水平方向上：s＝v0t 在豎直方向上：H＝1/2gt2　,vy＝gt 聯(lián)立可解得：s＝v0 v＝＝. 答案：v0 17.(12分)如圖5－22所示， 圖5－22 一個(gè)人用一根長1 m、只能承受74 N拉力的繩子，拴著一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知圓心O離地面h＝6 m.轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷了.(取g＝10 m/s2) (1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度多大？ (2)繩斷后，小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少？ 解析：(1)設(shè)繩斷時(shí)角速度為ω，則有F－mg＝mω2L，代入數(shù)據(jù)得ω＝8 rad/s. (2)繩斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，其初速度v＝ωL＝8 m/s. 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有h－L＝1/2gt2. 得t＝1 s. 水平距離s＝vt＝8 m. 答案：(1)8 rad/s　(2)8 m 18.(12分)(2010年寧波市高三聯(lián)考)如圖5－23所示， 圖5－23 用細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M＝0.6 kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m＝0.3 kg的小球B，A的重心到O點(diǎn)的距離為0.2 m.若A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為Ff＝2 N，為使小球B保持靜止，求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度ω的取值范圍.(g取10 m/s2) 解析：要使B靜止，A必須相對于轉(zhuǎn)盤靜止——具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度.A需要的向心力由繩拉力和靜摩擦力合成.角速度取最大值時(shí)，A有離心趨勢，靜摩擦力指向圓心O；角速度取最小值時(shí)，A有向心運(yùn)動(dòng)的趨勢，靜摩擦力背離圓心O. 對于B：FT＝mg 對于A：FT＋Ff＝Mω2r1，F(xiàn)T－Ff＝Mω2r2 聯(lián)立解得ω1＝6.5 rad/s，ω2＝2.9 rad/s 所以2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s. 答案：2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s