2020高中物理 第五章 曲線運動 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測5（含解析）新人教版必修2

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1、第五章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(2019·浙江省溫州九校高一上學(xué)期期末)一質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104 N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時，下列判斷正確的是(　D　) A．汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、

2、摩擦力和向心力 B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時所需的向心力為1.4×104 N C．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑 D．汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2 解析：汽車轉(zhuǎn)彎時受到重力，地面的支持力以及地面給的摩擦力，其中摩擦力充當(dāng)向心力，A錯誤；當(dāng)最大靜摩擦力充當(dāng)向心力時，速度為臨界速度，大于這個速度則發(fā)生側(cè)滑，根據(jù)牛頓第二定律可知f＝m。解得v＝＝20 m/s，所以汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時，所需的向心力小于1.4×104 N。汽車不會發(fā)生側(cè)滑，BC錯誤；汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度a＝＝＝7 m/s2，即汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s

3、2，D正確。 2．如圖所示，在一次空地演習(xí)中，離地H高處的飛機以水平速度v1發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截。設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機的水平距離為s，不計空氣阻力。若攔截成功，則v1，v2的關(guān)系應(yīng)滿足(　D　) A．v1＝v2　　　　　　 B．v1＝v2 C．v1＝v2 D．v1＝v2 解析：設(shè)經(jīng)t時間攔截成功，則平拋的炮彈h＝gt2，s＝v1t；豎直上拋的炮彈H－h(huán)＝v2t－gt2，由以上各式得v1＝v2。 3．(2018·黑龍江哈爾濱三中高一下學(xué)期月考)如圖所示為某一皮帶傳動裝置，M是主動輪，其半徑為r1，M′半徑也為r1，M′和

4、N在同一軸上，N和N′的半徑都為r2。已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑。則下列說法正確的是(　C　) A．N′輪做的是逆時針轉(zhuǎn)動 B．M′輪做的是順時針轉(zhuǎn)動 C．N′輪的轉(zhuǎn)速為()2n D．M′輪的轉(zhuǎn)速為 ()2n 解析：根據(jù)皮帶傳動關(guān)系可以看出，N輪和M輪轉(zhuǎn)動方向相反，N′輪和N輪的轉(zhuǎn)動方向相反，因此N′輪的轉(zhuǎn)動方向為順時針，故A、B錯誤；皮帶與輪邊緣接觸處的線速度相等，所以2πnr1＝2πn2r2，得N(或M′)輪的轉(zhuǎn)速為n2＝，同理2πn2r1＝2n′2πr2，可得N′輪轉(zhuǎn)速n′2＝()2n，故C正確，D錯誤。 4．(原創(chuàng)題)如圖所示，雨點正在以4 m/

5、s的速度豎直下落，明洲同學(xué)以3 m/s的速度水平勻速騎行，為使雨點盡量不落在身上，手中傘桿應(yīng)與豎直方向所成夾角為(　B　) A．30° B．37° C．45° D．0° 解析：雨滴相對于人斜向后下落，如圖，則 sinθ＝0.6，所以θ＝37°，故選B。 5．甲、乙兩名溜冰運動員，M甲＝80 kg，M乙＝40 kg，面對面拉著彈簧秤做圓周運動的溜冰表演，如圖所示，兩人相距0.9 m，彈簧秤的示數(shù)為9.2 N，下列判斷中正確的是(　D　) A．兩人的線速度相同，約為40 m/s B．兩人的角速度相同，為5 rad/s C．兩人的運動半徑相同，都是0.45 m D．兩人

6、的運動半徑不同，甲為0.3 m，乙為0.6 m 解析：甲、乙兩人繞共同的圓心做勻速圓周運動，他們間的拉力互為向心力，他們的角速度相同，半徑之和為兩人的距離。設(shè)甲、乙兩人所需向心力為F向，角速度為ω，半徑分別為r甲、r乙，則 F向＝M甲ω2r甲＝M乙ω2r乙＝9.2 N① r甲＋r乙＝0.9 m② 由①②兩式解得ω≈0.6rad/s，r甲＝0.3 m，r乙＝0.6 m，故只有選項D正確。 6．如圖所示，某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打乒乓球，某次球與墻壁上A點碰撞后水平彈離，恰好垂直落在球拍上的B點，已知球拍與水平方向夾角θ＝60°，AB兩點高度差h＝1 m，忽略空氣阻力，重力加速度g＝10 m/

7、s2，則球剛要落到球拍上時速度大小為(　C　) A．2 m/s B．2 m/s C．4 m/s D． m/s 解析：根據(jù)h＝gt2得t＝＝ s＝ s 豎直分速度： vy＝gt＝10× m/s＝ m/s 剛要落到球拍上時速度大小v＝＝＝4 m/s，C正確，ABD錯誤。 7．如圖所示，一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運動，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　BD　) A．到達(dá)圖示位置時，貨箱向上運動的速度大于 B．到達(dá)圖示位置時，貨箱向上運動的速度等于vcosθ C．運動過程中，M受到繩的拉

8、力等于(M＋m)g D．運動過程中，M受到繩的拉力大于(M＋m)g 解析：小車A向左運動的過程中，小車的速度是合速度，可分解為沿繩方向與垂直于繩方向的速度，如圖所示。由圖可知v1＝vcosθ，小車向左運動的過程中θ角減小，v不變，v1增大，貨物做向上的加速運動，故繩的拉力大于貨物總重力。故BD正確。 8．在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江(如圖1)，若把這滑鐵索過江簡化成圖2的模型，鐵索的兩個固定點A、B在同一水平面內(nèi)，AB間的距離為L＝80 m，繩索的最低點離AB間的垂直距離為h＝8 m，若把繩索看作是圓弧，已知一質(zhì)量m＝52 kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計)滑到最低點的速度

9、為10 m/s，(取g＝10 m/s2)那么(　BC　) A．人在整個繩索上運動可看成是勻速圓周運動 B．可求得繩索的圓弧半徑為104 m C．人在滑到最低點時對繩索的壓力為570 N D．在滑到最低點時人處于失重狀態(tài) 解析：根據(jù)題意，R2＝402＋(R－8)2 得R＝104 m 在最低點F－mg＝m 得F＝570 N 此時人處于超重狀態(tài)，B、C選項正確。 9．如圖甲所示，輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點的速度大小為v，其F－v2圖像如乙圖所示。則(　AD　)

10、A．小球的質(zhì)量為 B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? C．v2＝c時，桿對小球的彈力方向向上 D．v2＝2b時，小球受到的彈力與重力大小相等 解析：在最高點，若v＝0，則N＝mg＝a；若N＝0，由圖知：v2＝b，則有mg＝m＝m，解得g＝，m＝R，故A正確，B錯誤；由圖可知：當(dāng)v2＜b時，桿對小球彈力方向向上，當(dāng)v2＞b時，桿對小球彈力方向向下，所以當(dāng)v2＝c時，桿對小球彈力方向向下，故C錯誤；若v2＝2b。則N＋mg＝m＝m，解得N＝mg，即小球受到的彈力與重力大小相等，故D正確。故選AD。 10．(2018·湖北省“荊、襄、宜”七校聯(lián)盟高一下學(xué)期期中)如圖所示，圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨

11、轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時， 物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做 平拋運動。現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R＝0.6 m，離水平地面的高度H＝0.8 m，物塊平拋落地時水平位移的大小x＝0.8 m，重力加速度g＝10 m/s2。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則：(　ABD　) A．物塊運動到達(dá)地面的時間t＝0.4 s B．物塊做平拋運動的初速度大小v0＝2 m/s C．物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ＝ D．物塊落地點與轉(zhuǎn)臺圓心在地面的投影點間的距離d＝1 m 解析：由H＝ gt2得t＝0.4 s，故A正確；由x＝v0t，得v0＝2 m/s，故B正確；根據(jù)μmg＝m，得μ＝，故C錯誤；d＝＝1

12、 m，故D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上) 11．(6分)(2019·河南省信陽市高一下學(xué)期期中)在研究做圓周運動的物體在任意位置的速度方向時，可在桌面上鋪一張白紙，設(shè)法使一個陀螺在紙上O點穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，如圖(a)所示，接著在陀螺的邊緣滴幾滴帶顏色的水，水在紙上甩出的痕跡如圖(b)所示，然后再用一張透明膠片做模板，畫一個圓及其幾根切線，如圖(c)所示。 (1)圓的半徑與陀螺的半徑的比例應(yīng)為__1∶1__； (2)將圓心與紙上O點對準(zhǔn)并覆蓋其上，隨后繞過O點、垂直于紙面的軸旋轉(zhuǎn)模板，可觀察到模板上的切線總是與水的痕跡重合，這種

13、判斷的方法通常稱作__B__。 A．控制變量法　　　　 B．建模方法 C．等效替代法 D．圖像方法 解析：(1)陀螺的邊緣上的水沿切線方向飛出，所以圓的半徑與陀螺的半徑的比例應(yīng)為1∶1。 (2)本題通過建立模型，觀察到模板上的切線總是與水的痕跡重合，得出了圓周運動的物體在任意位置的速度方向。所以這種方法稱為建模方法。 12．(8分)(2018·湖北省宜昌市示范高中協(xié)作體高一下學(xué)期期中)圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。 (1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線__水平__。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋__初速度相同__。 (2)圖乙是正確實

14、驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為__1.6__m/s。 (3)在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長L＝5 cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為__1.5__ m/s；B點的豎直分速度為__2__ m/s。 解析：(2)方法一：取點(19.6,32.0)分析可得： 0．196＝×9.8×t　0.32＝v0t1　 解得：v0＝1.6 m/s。 方法二：取點(44.1,48.0)分析可得： 0．441＝×9.8×t　0.48＝v0t2 解得：v0＝1.6 m/s。 (3)由圖可知，物體上A→B和由B

15、→C所用的時間相等，且有：Δy＝gT2　x＝v0T 解得：v0＝1.5 m/s　vBy＝＝2 m/s。 三、論述·計算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)某同學(xué)在某磚墻前的高處水平拋出一個石子，石子在空中運動的部分軌跡照片如圖所示。從照片可看出石子恰好垂直打在一傾角為37°的斜坡上的A點。已知每塊磚的平均厚度為10 cm，拋出點到A點豎直方向剛好相距200塊磚，取g＝10 m/s2。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求： (1)石子在空中運動的時

16、間t； (2)石子水平拋出的速度v0。 答案：(1)2 s　(2)15 m/s 解析：(1)由題意可知：石子落到A點的豎直位移 y＝200×10×10－2m＝20 m 由y＝gt2/2 得t＝2 s (2)由A點的速度分解可得 v0＝vytan37° 又因vy＝gt，解得vy＝20 m/s 故v0＝15 m/s。 14．(11分)一戰(zhàn)斗機飛行員駕駛飛機在萬米高空的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，飛行速度為1 080 km/h, 已知在最低點時飛機的加速度為60 m/s2，(取g＝10 m/s2，不考慮加速度隨高度的變化) (1)則飛機飛行的半徑是多少； (2)質(zhì)量為70

17、 kg的飛行員在最低點時對座椅的壓力； (3)在最高點時飛機上脫落一個零件，求飛機飛行半圈時，零件的速度大小。(不考慮零件受到的空氣阻力) 答案：(1)1 500 m　(2)4 900 N　(3)340 m/s 解析：(1)1080 km/h＝300 m/s， 根據(jù)a＝知，飛機飛行的半徑為：r＝＝1 500 m (2)根據(jù)牛頓第二定律得：N－mg＝ma， 解得：N＝mg＋ma＝70×(10＋60) N＝4 900 N。 根據(jù)牛頓第三定律知，飛行員在最低點對座椅的壓力為4 900 N。 (3)在最高點脫落的零件做平拋運動，飛機飛行半圈所需的時間為：t＝＝5π s， 此時豎直分速

18、度為：vy＝gt＝50π m/s， 根據(jù)平行四邊形定則知：v′＝ ＝ m/s≈340 m/s。 15．(12分)(2019·黑龍江省哈爾濱市六中高一下學(xué)期期中)如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點C時，對管壁下部的壓力為0.75mg。求A、B兩球落地點間的距離。 答案：3R 解析：兩個小球在最高點時，受重力和管壁的作用力，這兩個力的合力作為向心力，離開軌道后兩球均做平 拋運動，A、B兩球落地點間的距離等于它們平拋運動的水平位移之差。 對A球：3mg＋mg＝m　vA

19、＝ 對B球：mg－0.75mg＝m　vB＝ sA＝vAt＝vA＝4R　sB＝vBt＝vB＝R ∴sA－sB＝3R 16．(13分)(2017·湖南常德一中高一下學(xué)期檢測)如圖所示，平臺上的小球從A點水平拋出，恰能無碰撞地進入光滑的斜面BC，經(jīng)C點進入光滑水平面CD時速率不變，最后進入懸掛在O點并與水平面等高的弧形輕質(zhì)筐內(nèi)。已知小球質(zhì)量為m，A、B兩點高度差為h，BC斜面高2h，傾角α＝45°，懸掛弧形輕質(zhì)筐的輕繩長為3h，小球可看成質(zhì)點，弧形輕質(zhì)筐的重力忽略不計，且其高度遠(yuǎn)小于懸線長度，重力加速度為g，試求： (1)B點與拋出點A的水平距離x； (2)小球運動至C點速度vC的大??； (3)小球進入輕質(zhì)筐后瞬間，輕質(zhì)筐所受拉力F的大小。 答案：(1)2h　(2)2　(3)mg 解析：(1)小球在B點速度與斜面平行 vy＝v0 t＝h v0t＝x ∴x＝2h (2)小球在斜面上加速度a＝gsin45°＝g vB＝v0＝2 v－v＝2a ∴vC＝2 (3)F－mg＝m F＝mg - 10 -