2019_2020学年高中物理第5章曲线运动章末质量检测卷新人教版必修2.docx

章末质量检测卷(一)曲线运动(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共15小题，每小题3分，共45分.18题为单选题，915题为多选题)1下列说法正确的是()A做曲线运动的物体速度大小一定发生变化B速度方向发生变化的运动一定是曲线运动C速度变化的运动一定是曲线运动D做曲线运动的物体一定有加速度解析：选D任何曲线运动的速度方向时刻变化，一定有加速度，但速度的大小不一定变化，故A错误，D正确；速度方向变化、速度变化的运动不一定是曲线运动，如竖直上抛运动，速度发生变化，在最高点速度方向发生变化，而轨迹为直线，故B、C错误2撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转，伞面上的水滴随伞做曲线运动若有水滴从伞面边缘最高处O飞出，如图所示则飞出伞面后的水滴可能()A沿曲线Oa运动B沿直线Ob运动C沿曲线Oc运动 D沿圆弧Od运动解析：选C雨滴在最高处离开伞边缘，沿切线方向飞出，由于受重力，轨迹向下偏转，同时具有水平速度，故C正确，A、B、D错误3以下是书本上的一些图片，下列说法正确的是()A图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的B图乙中，两个影子x，y轴上的运动就是物体的两个分运动C图丙中，增大小锤打击弹性金属片的力，A球可能比B球晚落地D图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于它所需要的向心力解析：选B炽热微粒一定沿砂轮切线飞出，A错；根据运动的合成与分解，B正确；图丙中A、B两球一定同时落地，与打击力度无关，C错；F沿半径方向的分力等于所需向心力，D错4汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值当汽车的速率加大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应()A增大到原来的二倍 B减小到原来的一半C增大到原来的四倍 D减小到原来的四分之一解析：选C汽车转弯时地面对车的最大静摩擦力提供向心力，则Ffm，最大静摩擦力不变，速度加倍，则汽车转弯半径应变化为原来的四倍，故C正确5有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A. BC. D解析：选B去程时船头垂直河岸如图所示，由合运动与分运动具有等时性并设大河宽度为d，则去程时间t1；回程时行驶路线垂直河岸，故回程时间t2.由题意有k，则k，得v1，选项B正确6m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图所示已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是()A. BC. D解析：选A物体恰好被水平抛出时，在皮带轮最高点满足mgm，又因为v2rn，可得n，选项A正确7一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为L(LrA，所以B的向心加速度比A的大B因为an，而rBrA，所以A的向心加速度比B的大CA的线速度比B的大DB的线速度比A的大解析：选ADA、B两物体在同一转台上，且无滑动，所以角速度相同，由vr，rBrA，得B的线速度大于A的线速度，C错误，D正确；又由an2r，得aBaA，A正确，B错误11一物体运动规律是x3t2 m，y4t2 m，则下列说法中正确的是()A物体在x轴和y轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动B物体的合运动是初速度为零、加速度为5 m/s2的匀加速直线运动C物体的合运动是初速度为零、加速度为10 m/s2的匀加速直线运动D物体的合运动是加速度为5 m/s2的曲线运动解析：选AC由x3t2及y4t2知物体在x、y方向上的初速度为0，加速度分别为ax6 m/s2，ay8 m/s2，故a10 m/s2，故B、D错误，A、C正确12如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()AA的速度比B的小BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小解析：选ADA和B运行的角速度相等，A的运行半径小于B的半径，故A的速度小于B的速度，选项A正确；由ar2知，A的向心加速度小于B的向心加速度，选项B错误；设缆绳与竖直方向夹角为，由向心力公式mgtan mr2，tan ，运行半径不相等，夹角也不相等，选项C错误；缆绳拉力Fmg，将tan 代入可知，r越小，缆绳拉力越小，选项D正确13如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时， 用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来下列说法中正确的是()A在最高点时，水对杯底一定有压力B在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零C在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力D在最低点时，杯中的水不只受重力作用解析：选BD杯子最高点受拉力方向只可能向下或者拉力为零，则有Fmgmmg，所以最高点速度v，v不可能等于0，B对；对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当v时，F0，A错；最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有Fmgm，也就是对杯子而言，拉力和重力的合力提供向心力，C错；在最低点时杯中的水受到重力和杯底对水的支持力，合力提供向水力，故D对14. 如图1所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其Fv2图象如图2所示则()A小球的质量为B当地的重力加速度大小为Cv2c时，小球对杆的弹力方向向下Dv22b时，小球受到的弹力与重力大小相等解析：选BD在最高点，若v0，则Fmga；若F0，则有mgmm，解得g，mR，故A错误，B正确；由图可知：当v2b时，杆对小球弹力方向向上，当v2b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故C错误；若c2b.则有Fmgm，解得Fmg，故D正确15如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A小球通过最高点时的最小速度vmin B小球通过最高点时的最小速度vmin0C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：选BC小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故选项A错误，选项B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力F1的合力提供向心力，即FNF1m，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力，选项C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，选项D错误二、非选择题(共5小题，55分)16(7分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R0.20 m)完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为_ kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_ N；小车通过最低点时的速度大小为_ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，本小题计算结果保留2位有效数字)解析：(2)根据托盘秤指针可知量程是10 kg，指针所指示数为1.40 kg.(4)记录的托盘秤各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m1.81 kg.而模拟器的重力为Gmg9.8 N，所以，小车经过凹形桥最低点的压力为FNmgmg7.9 N根据牛顿第三定律知：凹形桥对小车的支持力FNFN，小车质量m0(1.401.00)kg，根据径向合力提供向心力得FNmogm0，即7.9(1.41)9.8(1.41)，整理可得v1.4 m/s.答案：(2)1.40(4)7.91.417(8分)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x10.00 cm，A、B间距离y15.02 cm，B、C间距离y214.82 cm.(g9.80 m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0_.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0_ m/s.解析：(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2y1gT2，且v0Tx.解以上两式得v0x.(3)代入数据解得v01.00 m/s.答案：(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)x(3)1.0018(12分)把一小球从离地面h5 m处，以v010 m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力(g取10 m/s2)求：(1)小球在空中飞行的时间；(2)小球落地点离抛出点的水平距离；(3)小球落地时的速度解析：(1)由hgt2得飞行的时间t s1 s.(2)落地点离抛出点的水平距离为xv0t101 m10 m.(3)vygt10 m/s.小球落地时的速度v14.1 m/s，tan 1, 45，方向与地面成45斜向下答案：(1)1 s(2)10 m(3)14.1 m/s，方向与地面成45斜向下19(14分)现有一根长L0.9 m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m1 kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示不计空气阻力(g10 m/s2)则：(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v19 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3)小球以速度v2 m/s水平抛出，试求绳子再次伸直时所经历的时间解析：(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，则有在最高点时重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律可得mgm，代入数据解得v03 m/s.(2)因为v1v0，所以绳中有张力，根据牛顿第二定律得Tmgm；代入数据解得T80 N，即绳中的张力大小为80 N.(3)小球将做平抛运动，经时间t绳拉直，如图所示：在竖直方向有：ygt2，在水平方向有：xv2t；由几何知识得：L2x2(yL)2，联立并代入数据解得：t0.4 s.答案：(1)3 m/s(2)80 N(3)0.4 s20(14分)如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R1.0 m，BC段长L1.5 m弹射装置将一个质量为0.1 kg的小球(可视为质点)以v03 m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h0.8 m，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度、向心加速度a的大小及圆管在水平方向上对小球的作用力大小；(2)小球从A点运动