章末检测第五章.docx

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章末检测第五章

章末检测（第五章）

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、单选题（本题共12小题，每小题4分，共48分）

1．关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A．平抛运动是匀变速曲线运动

B．匀速圆周运动是速度不变的运动

C．圆周运动是匀变速曲线运动

D．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的

答案　A

解析　平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误．

2．（2016·浙江4月选考科目考试）如图1所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间．假定此时她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她（　　）

图1

A．所受的合力为零，做匀速运动

B．所受的合力恒定，做匀加速运动

C．所受的合力恒定，做变加速运动

D．所受的合力变化，做变加速运动

答案　D

解析　运动员做匀速圆周运动，由于合力时刻指向圆心，其方向变化，所以是变加速运动，D正确．

3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图2所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平方向运动．现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又使货物沿竖直方向做匀减速运动．此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的（　　）

图2

答案　D

解析　由于货物在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀减速运动，故货物所受的合外力在竖直方向上，由曲线运动的特点（所受的合外力要指向轨迹内侧）可知，当货物匀减速上升时，对应的运动轨迹可能为D.

4．如图3所示，一质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则（　　）

图3

A．F1＝mgB．F1＜mg

C．F2＝mgD．F2＜mg

答案　B

解析　过最高处时汽车有向下的加速度，汽车失重；同理，过最低处时汽车超重，故选项B正确．

5．如图4所示，小强正在荡秋千．关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是（　　）

图4

A．va＝vbB．va>vb

C．ωa＝ωbD．ωa<ωb

答案　C

解析　绳子绕O点转动，a、b两点角速度相等，ωa＝ωb，D错，C对．因rava，A、B均错．

6．如图5所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别ωP和ωQ，线速度大小分别为vp和vQ，则（　　）

图5

A．ωP＜ωQ，vp＜vQB．ωP＝ωQ，vp＜vQ

C．ωP＜ωQ，vp＝vQD．ωP＝ωQ，vp＞vQ

答案　B

解析　扳手上的P、Q两点在同一个转轴上，故角速度相等，所以A、C错误；由v＝ωr知，vP＜vQ，所以D错误，B正确．

7．如图6所示，为研究自行车上某些物理量之间的关系，小燕将车倒放在地上，摇动踏板使后轮转起来，关于轮缘上A点与辐条上B点的线速度和角速度的大小，正确的是（　　）

图6

A．ωA＞ωBB．ωA＜ωB

C．vA＞vBD．vA＜vB

答案　C

解析　A点和B点是同轴转动，角速度相等，即ωA＝ωB，故A、B错误；由于rA＞rB，根据公式v＝rω，有vA＞vB，故C正确，D错误．

8．（2015·温州高一下学期期末）小船在静水中的速度为5m/s，它要渡过一条宽为50m的河，河水流速为4m/s，则（　　）

A．这条船过河的位移不可能为50m

B．这条船过河的时间不可能为10s

C．若河水流速改变，船过河的最短时间一定不变

D．若河水流速改变，船过河的最短位移一定不变

答案　C

解析　小船在静水中的速度为5m/s，大于河水流速4m/s，由速度合成的平行四边形定则可知，合速度可以垂直河岸，因此，小船过河位移可以为50m，A选项错误．当小船以在静水中的速度大小垂直河岸过河时，过河时间为t＝

s＝10s，B选项错误．河水流速改变时，由分运动的独立性可知只要小船以在静水中的速度大小垂直河岸过河，那么过河的最短时间就不变，C选项正确．河水流速改变时，合速度要改变，若河水流速大于小船在静水中的速度，合速度不能垂直河岸，过河的最短位移要改变，D选项错误．

9．某地发生地震，一架装载救灾物资的直升飞机，以10m/s的速度水平飞行，在距地面180m的高度处，欲将救灾物资准确投放至地面目标，若不计空气阻力，g取10m/s2，则（　　）

A．物资投出后经过6s到达地面目标

B．物资投出后经过18s到达地面目标

C．应在距地面目标水平距离600m处投出物资

D．应在距地面目标水平距离180m处投出物资

答案　A

解析　物资投出后做平抛运动，其落地所用时间由高度决定，t＝

＝6s，A项正确，B项错误；抛出点至落地点的水平位移为x＝vt＝60m，C、D项错误．

10.长沙市橘子洲湘江大桥桥东有一螺旋引桥，供行人上下桥．假设一行人沿螺旋线自外向内运动，如图7所示．已知其走过的弧长s与时间t成正比．则关于该行人的运动，下列说法正确的是（　　）

\

图7

A．行人运动的线速度越来越大

B．行人运动的向心加速度越来越大

C．行人运动的角速度越来越小

D．行人所受的向心力越来越小

答案　B

解析　依题意s＝kt可知该行人线速度大小不变，A错误；将行人沿螺旋线运动的每一小段视为圆周运动，轨道半径逐渐减小，其向心加速度an＝

越来越大，B正确；运动的角速度ω＝

越来越大，C错误；行人所受的向心力由牛顿第二运动定律得，Fn＝man越来越大，D错误．

11．如图8所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对圆盘静止．已知两物块的质量mA＜mB，运动半径rA＞rB，则下列关系一定正确的是（　　）

图8

A．角速度ωA＜ωB

B．线速度vA＜vB

C．向心加速度aA＞aB

D．受到的静摩擦力FfA＞FfB

答案　C

解析　A、B两物块置于同一圆盘上，且相对圆盘静止，具有相同的角速度，选项A错误；由于v＝ωr，且rA＞rB，所以vA＞vB，选项B错误；向心加速度a＝ω2r，由于rA＞rB，所以aA＞aB，选项C正确；静摩擦力提供向心力，因此有Ff＝mω2r，虽然rA＞rB，但是mA＜mB，所以无法比较两物块受到的静摩擦力大小，选项D错误．

12．如图9所示，长为l＝0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m＝3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v＝2m/s.取g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

图9

A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N

B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是56N

C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N

D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N

答案　D

解析　设小球在最高点时受杆的弹力向上，则mg－FN＝m

，得FN＝mg－m

＝6N，由牛顿第三定律知小球对杆的压力大小是6N，A、B错误；小球通过最低点时FN′－mg＝m

，得FN′＝mg＋m

＝54N，由牛顿第三定律知小球对杆的拉力大小是54N，C错误，D正确．

二、实验题（本题共2小题，共12分）

13．（4分）（2015·温州高一下学期期末）如图10所示，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，同时被电磁铁吸住的与A球等高的小球B自行脱落，改变距地面的高度H再重复几次．两球体积较小，密度较大．请回答下列两个问题：

图10

（1）该实验装置对轨道的要求是（　　）

A．必须光滑B．可以粗糙

（2）你观察到的实验现象及由现象说明的问题是（　　）

A．两球同时落地；水平方向的分运动是匀速直线运动

B．两球落在同一处；水平方向的分运动是匀速直线运动

C．两球同时落地；竖直方向的分运动是自由落体运动

D．两球在地面处相遇；竖直方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动

答案　

（1）B　

（2）C

解析　

（1）本实验是想探究平抛运动在竖直方向的运动规律，而平抛运动竖直方向的分运动与水平方向的分运动具有独立性，故水平抛出时的速度大小不影响实验，所以实验装置中的轨道可以粗糙．

（2）观察到的现象是两球同时落地，可知小球A在竖直方向上的运动规律与B球运动规律相同，因此A球在竖直方向上做自由落体运动．

14．（8分）（2015·浙江江山实验中学4月高一检测）在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

A．让小球多次从________位置上滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图11中a、b、c、d所示．

图11

B．安装好实验器材，注意________，记下平抛初位置O点和过O点的水平线和竖直线．

C．取下方格纸以O为原点，以水平线为x轴、竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球的运动轨迹．

（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．

（2）上述实验步骤的合理顺序是______________．

（3）已知图中小方格的边长L＝1.25cm，则小球在b点的速率为________．（g取9.8m/s2）

答案　

（1）A.同一　B．斜槽末端切线水平

（2）BAC

（3）0.875m/s

三、计算题（本题共4小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

15．（8分）（2015·浙江省10月选考科目考试）饲养员对着长l＝1.0m的水平细长管的一端吹气，将位于吹气端口的质量m＝0.02kg的注射器射到动物身上．如图12所示，注射器飞离长管末端的速度大小v＝20m/s.可视为质点的注射器在长管内做匀变速直线运动，离开长管后做平抛运动．（g取10m/s2）

图12

（1）求注射器在长管内运动时的加速度大小；

（2）求注射器在长管内运动时受到的合力大小；

（3）若动物与长管末端的水平距离x＝4.0m，求注射器下降的高度h.

答案　见解析

解析　

（1）由匀变速直线运动规律v2－0＝2al

得a＝

＝200m/s2

（2）由牛顿第二定律F＝ma

得F＝4N

（3）由平抛运动规律x＝vt

得t＝

＝0.2s

由h＝

gt2

得h＝0.2m.

16.（10分）如图13所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5m，离水平地面的高度H＝0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小x＝0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2.求：

图13

（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；

（2）物块与转台间的动摩擦因数μ.

答案　

（1）1m/s　

（2）0.2

解析　

（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有H＝

gt2①

在水平方向上有x＝v0t②

由①②式解得v0＝x

代入数据得v0＝1m/s

（2）物块恰不离开转台时，由最大静摩擦力提供向心力，有Ffm＝m

③

Ffm＝μFN＝μmg④

由③④式得μ＝

代入数据得μ＝0.2.

17.（10分）如图14所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球，试管的开口端与水平轴O连接．试管底与O相距5cm，试管在转轴带动下在竖直平面内做匀速圆周运动，（g取10m/s2）求：

图14

（1）转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍？

（2）转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球与试管底脱离接触的情况？

答案　见解析

解析　

（1）当试管匀速转动时，小球在最高点对试管的压力最小，在最低点对试管的压力最大．

在最高点：

F1＋mg＝mω2r

在最低点：

F2－mg＝mω2r

F2＝3F1

联立以上方程解得ω＝

＝20rad/s

（2）小球随试管转到最高点时，

当mg＞mω2r时，

小球会与试管底脱离，

即ω＜

＝10

rad/s.

18．（12分）如图15所示，轨道ABCD的AB段为一半径R＝0.2m的光滑

圆形轨道，BC段为高h＝5m的竖直轨道，CD段为水平轨道．一质量为0.2kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时速度的大小为2m/s，离开B点做平抛运动（g＝10m/s2），求：

图15

（1）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C点的水平距离；

（2）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小；

（3）如果在BCD轨道上放置一个倾角θ＝45°的斜面（如图中虚线所示），那么小球离开B点后能否落到斜面上？

如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远．如果不能，请说明理由．

答案　

（1）2m　

（2）6N　（3）能落到斜面上　第一次落在斜面上的位置距离B点1.13m

解析　

（1）设小球离开B点后做平抛运动的时间为t1，落地点到C点的距离为x

由h＝

gt

得：

t1＝

＝1s，x＝vBt1＝2m.

（2）小球到达B点时受重力G和竖直向上的弹力FN作用，由牛顿第二定律知F向＝FN－mg＝m

解得FN＝6N，

由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6N，方向竖直向下．

（3）运动过程分析如图所示，斜面BE的倾角θ＝45°，CE长d＝h＝5m，因为d＞x，所以小球离开B点后能落在斜面上．

假设小球第一次落在斜面上F点，BF长为L，小球从B点到F点的时间为t2

Lcosθ＝vBt2①

Lsinθ＝

gt

②

联立①②两式得t2＝0.4s

L≈1.13m.