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1、山東省青島市國(guó)開(kāi)中學(xué)高中物理 第5章章末檢測(cè) 新人教版必修2
一、選擇題(共9小題,每小題7分,共63分)
1.船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2.為使船行駛到河正對(duì)岸的碼頭,則v1相對(duì)v2的方向應(yīng)為 ( ).
解析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)可知,要使船垂直到達(dá)對(duì)岸即要船的合速度指向?qū)Π叮鶕?jù)平行四邊形定則,C正確.
答案 C
2.要探究平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可采用 ( ).
A.從拋出點(diǎn)開(kāi)始等分水平位移,看相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的豎直位移之比是否為1∶3∶5∶7…
B.從拋出點(diǎn)開(kāi)始等分水平位移,看相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的豎直位移之比是否為1∶4∶9∶16…
2、
C.從拋出點(diǎn)開(kāi)始等分豎直位移,看相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的水平位移之比是否為1∶3∶5∶7…
D.從拋出點(diǎn)開(kāi)始等分豎直位移,看相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的水平位移之比是否為1∶1∶1∶1…
解析 若等分水平位移,則Δx相同,而對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的豎直位移之比若為1∶3∶5∶7…,則說(shuō)明經(jīng)歷每個(gè)Δx的時(shí)間相同,即水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng).若等分豎直位移,則意味著相應(yīng)的時(shí)間間隔之比為1∶(-1)∶(-)∶(-)∶…,這樣只有對(duì)應(yīng)的水平位移之比為1∶(-1)∶(-)∶(-)∶…,才能驗(yàn)證水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確.
答案 A
3.如圖1所示,豎直放置且兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水
3、中勻速上?。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng).紅蠟塊由管口上升到頂端,所需時(shí)間為t,相對(duì)地面通過(guò)的路程為L(zhǎng),則 ( ).
圖1
A.v增大時(shí),t增大 B.v增大時(shí),t減小
C.v增大時(shí),L增大 D.v增大時(shí),L減小
解析 合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,v增大時(shí),紅蠟塊沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)不變,t不變,但水平方向的位移增大,因此相對(duì)地面通過(guò)的路程增大,選項(xiàng)C正確.
答案 C
4.繩子的一端拴一重物,用手握住另一端,使重物在光滑的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是 ( ).
A.每秒轉(zhuǎn)數(shù)相同,繩短時(shí)易斷
B.線速度大
4、小一定,繩短時(shí)易斷
C.運(yùn)動(dòng)周期相同,繩短時(shí)易斷
D.線速度大小一定,繩長(zhǎng)時(shí)易斷
解析 由題知,繩的拉力F提供向心力,由F=mr·4π2n2知,n一定時(shí),F(xiàn)∝r,故A錯(cuò);由F=m知,v一定時(shí),F(xiàn)∝,故B對(duì)、D錯(cuò);由F=m知,T一定時(shí),F(xiàn)∝r,故C錯(cuò).
答案 B
5.如圖2所示,在光滑的軌道上,小球經(jīng)過(guò)圓弧部分的最高點(diǎn)A時(shí),恰好不脫離軌道,此時(shí)小球受到的作用力是 ( ).
圖2
A.重力、彈力和向心力
B.重力和彈力
C.重力和向心力
D.重力
解析 小球在最高點(diǎn)恰好不脫離軌道時(shí),小球受軌道的彈力為零,而重力恰好提供向心力,向心力并不是小球受到的力,而是根據(jù)力的作
5、用效果命名的,故D正確,A、B、C均錯(cuò)誤.
答案 D
6.A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)它們通過(guò)的路程比sA∶sB=2∶3,轉(zhuǎn)過(guò)的角度比φA∶φB=3∶2,則下列說(shuō)法中正確的是 ( ).
A.它們的周期比TA∶TB=2∶3
B.它們的周期比TA∶TB=3∶2
C.它們的向心加速度大小比aA∶aB=4∶9
D.它們的向心加速度大小比aA∶aB=9∶4
解析 由v=得==,由ω=得==,則==,A正確、B錯(cuò)誤;==×=1,C、D均不正確.
答案 A
7.如圖3所示,光滑桿上穿兩個(gè)小球,用細(xì)繩把兩球相連,當(dāng)盤(pán)架勻速轉(zhuǎn)動(dòng),兩球恰能與桿保持相對(duì)靜止,此時(shí)兩小球到轉(zhuǎn)軸的
6、距離之比為2∶3,可知兩小球質(zhì)量m1與m2之比為 ( ).
圖3
A.1∶2 B.2∶3
C.3∶2 D.∶
解析 兩球的角速度相等,且向心力均等于繩拉力,由m1r1ω2=m2r2ω2,知質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比.
答案 C
8.如圖4所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是 ( ).
圖4
A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力
B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零
C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率為
D.小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力
解析
7、由于不知道小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)的速率,故無(wú)法確定繩子的拉力大小,A、B錯(cuò)誤;若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率滿足mg=m,推導(dǎo)可得v=,C正確;小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí),向心力方向向上,故繩子的拉力一定大于小球重力,D選項(xiàng)正確.
答案 CD
9.一種玩具的結(jié)構(gòu)如圖5所示,豎直放置的光滑圓環(huán)的半徑為R=20 cm,環(huán)上有一穿孔的小球m,小球僅能沿環(huán)做無(wú)摩擦滑動(dòng).如果圓環(huán)繞著通過(guò)環(huán)心的豎直軸O1O2以10 rad/s的角速度旋轉(zhuǎn),則小球相對(duì)環(huán)靜止時(shí)和環(huán)心O的連線與O1O2的夾角為(g取10 m/s2) ( ).
圖5
A.30° B.45°
C.60° D.7
8、5°
解析 小球受到重力mg和圓環(huán)的支持力FN兩個(gè)力的作用,兩個(gè)力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有mgtan θ=mω2r,又r=Rsin θ,所以cos θ==,故θ=60°,選項(xiàng)C正確.
答案 C
二、非選擇題(共3小題,共37分)
10.(12分)在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上,汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h,汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí),它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的0.6倍.如果汽車(chē)在這種高速公路的水平彎道上拐彎,假設(shè)彎道的路面是水平的,其彎道的最小半徑是多少?事實(shí)上在高速公路的拐彎處,路面造得外高內(nèi)低,路面與水平面間的夾角為θ,且tan θ=0.2;而拐彎路段的圓弧半
9、徑R=200 m.若要使車(chē)輪與路面之間的側(cè)向摩擦力等于零,則車(chē)速v應(yīng)為多少?(g=10 m/s2)
解析 汽車(chē)在水平路上的速度v0=108 km/h=30 m/s,汽車(chē)拐彎的向心力由地面對(duì)汽車(chē)的摩擦力提供,靜摩擦力最大時(shí),汽車(chē)拐彎的半徑最小,即Fm=m,
所以最小半徑r小===150 m
汽車(chē)在高速路上拐彎的向心力Fn=mgtan θ,
而Fn=m,所以mgtan θ=m
v== m/s=20 m/s.
答案 150 m 20 m/s
11.(12分)如圖6所示,一光滑的半徑為R的半圓形軌道固定在水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道,當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽陲w出時(shí),對(duì)軌道的壓
10、力恰好為零,則小球落地點(diǎn)C距A處多遠(yuǎn)?
圖6
解析 小球在B點(diǎn)飛出時(shí),
對(duì)軌道壓力為零,由mg=m,
得vB=,
小球從B點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng)
t= = ,
水平方向的位移大小
x=vBt=·=2R.
答案 2R
12.(13分)(2020·福建卷,20)如圖7所示,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(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(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng).現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5 m,離水平地面的高度H=0.8 m,物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s=0.4 m.設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2.求:
圖7
(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0;
(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
解析 (1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有
H=gt2①
在水平方向上有
s=v0t②
由①②式解得v0=s③
代入數(shù)據(jù)得v0=1 m/s.
(2)物塊離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),最大靜摩擦力提供向心力,有
fm=m④
fm=μN(yùn)=μmg⑤
由④⑤式得μ=
代入數(shù)據(jù)得μ=0.2.
答案 (1)1 m/s (2)0.2