高中物理必修二第五章　章末檢測(cè)導(dǎo)學(xué)案練習(xí)題

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第五章　章末檢測(cè) 一、選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分) 1. [2013·黃岡高一檢測(cè)]下列圖中實(shí)線為河岸，河水的流動(dòng)方向如圖中v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實(shí)際航線．則其中可能正確的是 ( 　　) 答案：AB 解析：由運(yùn)動(dòng)的合成可知，小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實(shí)際航線可能正確的是A、B. 2. 在同一點(diǎn)O拋出的三個(gè)物體，做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，則三個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度vA、vB、vC的關(guān)系和三個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tA、tB、tC的關(guān)系分別是 ( 　　) A. vA>vB>vC tA>tB>tC B. vA＝vB＝vC tA＝tB＝tC C．vAtB>tC D. vA>vB>vC tAtB>tC，由水平位移x＝vxt知vAvB，拋出后A球先于B球遇到墻，即從拋出到遇到墻A球運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，B球用時(shí)長，那么A球下落的高度小，故C正確． 6. [2013·寧波高一檢測(cè)]鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)．下列說法正確的是 ( 　　 ) A. v一定時(shí)，r越小則要求h越大 B. v一定時(shí)，r越大則要求h越大 C. r一定時(shí)，v越小則要求h越大 D. r一定時(shí)，v越大則要求h越大 答案：AD 解析：設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為θ，由mgtanθ＝m，得tanθ＝.可見v一定時(shí)，r越大，tanθ越小，內(nèi)外軌的高度差h越小，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，tanθ越大，內(nèi)外軌的高度差越大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 7. 如圖所示，有兩條位于同一豎直平面內(nèi)的水平軌道，軌道上有兩個(gè)物體A和B，它們通過一根繞過定滑輪O的不可伸長的輕繩相連接，物體A以速率vA＝10 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，在繩與軌道成30°角時(shí)，物體B的速度大小vB為 ( 　　 ) A. 5 m/s 　　　　　　　 B. m/s C. 20 m/s D. m/s 答案：D 解析：物體B的運(yùn)動(dòng)可分解為沿繩BO方向靠近定滑輪O使繩BO段縮短的運(yùn)動(dòng)和繞定滑輪(方向與繩BO垂直)的運(yùn)動(dòng)，故可把物體B的速度分解為如圖所示的兩個(gè)分速度，由圖可知vB∥＝vBcosα，由于繩不可伸長，所以繩OA段伸長的速度等于繩BO段縮短的速度，所以有vB∥＝vA，故vA＝vBcosα，所以vB＝＝ m/s，選項(xiàng)D正確． 8. [2013·棗莊高一檢測(cè)]如圖所示，A、B隨水平圓盤繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體B在水平方向所受的作用力有 ( 　　) A. 圓盤對(duì)B及A對(duì)B的摩擦力，兩力都指向圓心 B. 圓盤對(duì)B的摩擦力指向圓心，A對(duì)B的摩擦力背離圓心 C. 圓盤對(duì)B及A對(duì)B的摩擦力和向心力 D. 圓盤對(duì)B的摩擦力和向心力 答案：B 解析：A隨B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它所需的向心力由B對(duì)A的靜摩擦力來提供，因此B對(duì)A的摩擦力指向圓心，A對(duì)B的摩擦力背離圓心，圓盤對(duì)B的摩擦力指向圓心，才能使B受到指向圓心的合力，所以正確選項(xiàng)為B. 9. 質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)后，物體可能做(　　) A. 加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) B. 加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) C. 加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D. 勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案：BC 解析：由牛頓第二定律得a＝＝，顯然a恒定，應(yīng)為勻變速運(yùn)動(dòng)．若a的方向與v的方向在一條直線上，則是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，否則是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．故正確選項(xiàng)為B、C. 10. [2013·鄭州高一檢測(cè)]如圖所示，傾斜放置的圓盤繞著過盤心O且垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤的傾角為37°，在距轉(zhuǎn)動(dòng)中心r＝0.1 m處放一個(gè)小木塊，小木塊跟隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，小木塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.8，假設(shè)木塊與圓盤的最大靜摩擦力與相同條件下的滑動(dòng)摩擦力相同．若要保持小木塊不相對(duì)圓盤滑動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大不能超過 ( 　　) A. 2 rad/s B. 8 rad/s C. rad/s D. rad/s 答案：A 解析：只要小木塊轉(zhuǎn)過最低點(diǎn)時(shí)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)就能始終不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)其經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)所受靜摩擦力為f，由牛頓第二定律有f－mgsinθ＝mω2r；為保證不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)需要滿足f≤μmgcosθ.聯(lián)立解得ω≤2 rad/s，選項(xiàng)A正確． 二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共16分) 11. (8分)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻在空中所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖所示的裝置． 先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；將木板再向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C. 若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x＝10.00 cm，A、B間距離y1＝5.02 cm，B、C間距離y2＝14.82 cm.請(qǐng)回答以下問題(g＝9.80 m/s2) (1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？ ___________________________________________________. (2)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為v0＝______________.(用題中所給字母表示) (3)小球初速度的值為v0＝________m/s. 答案：(1)為了保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同 (2)x (3)1.00 解析：(1)每次從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放小球，是為了使小球離開斜槽末端時(shí)有相同的初速度． (2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，則小球從A到B和從B到C運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為T；豎直方向由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論有y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上兩式得：v0＝x. (3)代入數(shù)據(jù)解得v0＝1.00 m/s. 12. (8分)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次從斜槽上滾下，在坐標(biāo)紙上依次記下小球的位置如圖所示(O為小球的拋出點(diǎn))． (1)在圖中描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡． (2)從圖中可看出，某一點(diǎn)的位置有明顯的錯(cuò)誤，其產(chǎn)生的原因可能是該次實(shí)驗(yàn)中，小球從斜槽上滾下時(shí)的初始位置比其他幾次偏________(選填“高”或“低”)． (3)某同學(xué)從圖象中測(cè)得的三組數(shù)據(jù)如表所示，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝________m/s. x/cm 10.00 20.00 30.00 y/cm 5.00 20.00 45.00 答案：(1)見解析圖 (2)低 (3)1.0 解析：(1)如圖所示 (2)從軌跡上可以看出，第四個(gè)點(diǎn)偏離到軌跡左側(cè)，與軌跡上同一高度的點(diǎn)比較，在下落相同高度時(shí)，水平位移偏小，說明平拋運(yùn)動(dòng)的初速度偏小，即小球從斜槽上滾下時(shí)的初始位置比其他幾次偏低． (3)根據(jù)x＝v0t，y＝gt2可得v0＝x，代入其中一組數(shù)據(jù)可得v0＝1.0 m/s. 三、計(jì)算題(本大題共4小題，共44分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13. (10分)把一小球從離地面h＝5 m處，以v0＝10 m/s的初速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力(g＝10 m/s2)．求： (1)小球在空中飛行的時(shí)間． (2)小球落地點(diǎn)離拋出點(diǎn)的水平距離． (3)小球落地時(shí)的速度． 答案：(1)1 s (2)10 m (3)14.1 m/s，方向與地面成45°向下 解析：(1)由h＝gt2得飛行的時(shí)間 t＝＝ s＝1 s. (2)落地點(diǎn)離拋出點(diǎn)的水平距離為 x＝v0t＝10×1 m＝10 m. (3)vy＝gt＝10 m/s. 小球落地時(shí)的速度v＝＝14.1 m/s，方向與地面成45°向下． 14. (10分)[2013·遼寧沈陽四校協(xié)作月考]如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置．兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)，a通過最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)管壁上部的壓力為3mg，b通過最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg，求a、b兩球落地點(diǎn)間的距離． 答案：3R 解析：兩個(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí)，受重力和管壁的作用力，這兩個(gè)力的合力提供向心力，離開軌道后兩球均做平拋運(yùn)動(dòng)，a、b兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差． 對(duì)a球：3mg＋mg＝m　va＝ 對(duì)b球：mg－0.75mg＝m　vb＝ 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得落地時(shí)它們的水平位移為： sa＝vat＝va＝4R sb＝vbt＝vb＝R 故a、b兩球落地點(diǎn)間的距離為：sa－sb＝3R. 15. (12分)長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)．讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示．當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是α?xí)r，求： (1)線的拉力F的大小及小球的向心力F向的大小； (2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小； (3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度大小及周期． 答案：(1) mgtanα (2) (3) 2π 解析：(1)小球受力如圖所示，小球受重力mg和線的拉力F.因?yàn)樾∏蛟谒矫鎯?nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球受到的合力指向圓心O′，且是水平方向，合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力． 由平行四邊形定則得，小球受到的合力大小為mgtanα，即F向＝mgtanα線對(duì)小球的拉力大小為：F＝. (2)由牛頓第二定律得：mgtanα＝m. 由幾何關(guān)系得r＝Lsinα， 所以，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為 v＝. (3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度大小 ω＝＝＝， 小球運(yùn)動(dòng)的周期T＝＝2π. 16. (12分) 如下圖所示是一種粒子測(cè)量器．圓柱形容器的半徑為R，容器壁上有一槽口A，其正對(duì)的位置是B，P是噴射高速粒子流的噴口，其噴射方向沿直徑方向．現(xiàn)使容器以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則噴射的粒子流可以從槽口A進(jìn)入容器，最后落在B′上，測(cè)得BB′的弧長為s，求噴射的粒子流的速度． 答案：(k＝0,1,2，…) 解析：粒子沿直徑方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝，在這段時(shí)間內(nèi)，容器轉(zhuǎn)過的弧長為k·2πR＋s(k＝0,1,2，…)，容器壁轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為ωR，因此有＝(k＝0,1,2，…) 解得v＝(k＝0,1,2，…)．