资源描述
第五章章末检测卷本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第18小题，只有一个选项符合题意；第912小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分)1一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内()A速度一定在不断改变，加速度也一定不断改变B速度可以不变，但加速度一定不断改变C质点不可能在做匀变速运动D质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向答案D解析质点做曲线运动时某点的速度方向为曲线上该点的切线方向，故速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动，其加速度不为零，但加速度可以不变，例如平抛运动就是匀变速运动，故A、B、C错误，D正确。2从高处水平抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图所示，其中正确的是()答案C解析物体在飞行过程中只受重力，方向竖直向下，所以加速度的方向竖直向下，B、D错误；在曲线运动中，速度的方向为曲线上该点的切线方向，A错误；C中速度和加速度的方向都正确，应选C。3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，所以落地时的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。4. 如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是Ff，则物块与碗的动摩擦因数为()A. B.C. D.答案B解析物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，根据牛顿第二定律得FNmgm，又FfFN，联立解得，B正确。5. 在运动的合成和分解的实验中，红蜡块在长1 m的竖直放置的玻璃管中，在竖直方向能做匀速直线运动。现在某同学拿着玻璃管在水平方向上做匀加速直线运动，并每隔1s画出蜡块运动所到达的位置，描出轨迹，如图所示，若取轨迹上C点(x1，y1)作该曲线的切线(图中虚线)交y轴于A点，则A的坐标为()A(0,0.6y1) B(0,0.5y1)C(0,0.4y1) D无法确定答案B解析红蜡块的运动为类平抛运动，由平抛运动的知识可知，过C点的切线应交于蜡块竖直位移的中点，即(0,0.5y1)，所以B正确。6. 如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端固定一质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，角速度为，则下列说法正确的是(重力加速度为g)()A球所受的合力大小为mB球所受的合力大小为mC球对杆作用力的大小为mD球对杆作用力的大小为m答案D解析小球沿水平方向做匀速圆周运动，其所受合力提供向心力，大小为m2R，A、B均错误；设杆对球的作用力为F，沿竖直方向的分力为Fy，水平方向的分力为Fx，则Fxm2R，Fymg，故杆对球的作用力大小为Fm。由牛顿第三定律可知，球对杆的作用力大小为m，故C错误，D正确。7. 研究乒乓球发球问题，设球台长2L，网高h，如图乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)，从A点将球水平发出，刚好过网，在B点接到球，则下列说法正确的是()A网高hB发球时的水平初速度v0LC球落到球台上时的速度vD球从AB所用的时间t4答案D解析球刚好过网，则球在过网时竖直方向速度为0，则球第一次的落点与A、O的水平距离相等，A点与球网等高，轨迹关于网对称，设发球的水平初速度为v0，水平运动需要的时间等于单个竖直运动需要时间的4倍，即4 ，解得v0 ，B错误；根据v0 可知，h与L的关系要受到初速度的影响，所以网高与L的关系不确定，故A错误；落在水平台上的竖直分速度为vy，故球落到球台上的速度为v，故C错误；球从AB所用的时间为单个竖直运动高度h所需时间的4倍，即t4，D正确。8.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无相对滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲r乙31，两圆盘和小物体A、B之间的动摩擦因数相同，A、B的质量分别为m1、m2，A距O点为2r，B距O点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时()AA与B都没有相对圆盘滑动时，角速度之比1231BA与B都没有相对圆盘滑动时，向心加速度之比 a1a213C随转速慢慢增加，A先开始滑动D随转速慢慢增加，B先开始滑动答案D解析甲、乙边缘线速度大小相等，则甲r甲乙r乙，A、B都没有相对圆盘滑动时，1甲，2乙，所以1213，A错误；而ar2，r12r，r2r，得a1a229，B错误；随着转速增大，增大，物体即将滑动时，最大静摩擦力提供向心力，mgma，得ag，增大时，由a1a229知a2先增大到g，所以随转速增加，B先开始滑动，C错误，D正确。9宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有()A在飞船内可以用天平测量物体的质量B在飞船内可以用弹簧测力计测物体的重力C在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力答案CD解析飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A错误；同理，也不能用弹簧测力计测重力，B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供重物做圆周运动所需的向心力，D正确。10. 如图所示，一小球以v010 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点。在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60(空气阻力忽略不计，g取10 m/s2)，以下判断中正确的是()A小球经过A、B两点间的时间t(1) sB小球经过A、B两点间的时间t sCA、B两点间的高度差h10 mDA、B两点间的高度差h15 m答案AC解析设A点的竖直分速度为vA，vAv0tan45gtA，得tA1 s，设B点的竖直分速度为vB，vBv0tan60gtB，得tB s，则小球经过A、B两点间的时间为ttBtA(1) s，故A正确，B错误；A、B两点间的高度差ht10 m，故C正确，D错误。11一条船要在最短时间内渡过宽为100 m的河，已知河水的流速v1与船离一侧河岸的距离s变化的关系如图甲所示，船在静止水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是()A船渡河的最短时间是20 sB船运动的轨迹可能是直线C船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2D船在河水中的最大速度是5 m/s答案AC解析船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，故最短时间t s20 s，A正确；由于水流速度大小变化，所以船头始终与河岸垂直时，合速度的方向变化，运动的轨迹不可能是直线，B错误；船渡河最短时间t20 s，则船运动到河的中央时所用时间为10 s，根据v1速度变化的对称性，水的流速在s0到s50 m之间均匀增加，a1 m/s20.4 m/s2，同理s50 m到s100 m之间a2 m/s20.4 m/s2，则船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2，C正确；船在河水中的最大速度为v m/s m/s，D错误。12.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RAr，RB2r，与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是()A此时绳子张力为T3mgB此时圆盘的角速度为C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动答案ABC解析A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则Fm2R，B的运动半径比A的大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向沿半径指向圆心，A的最大静摩擦力方向沿半径指向圆外，根据牛顿第二定律得：Tmgm2r，Tmgm22r，解得：T3mg，故A、B、C正确；此时烧断绳子，mgm2r，A的最大静摩擦力不足以提供所需的向心力，A做离心运动，同理mgm22r，B也做离心运动，故D错误。第卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题共2小题，共12分)13(6分)同学们用如图所示的实验装置来研究平抛运动。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板，M板上部有一个圆弧形的轨道，P为最高点，O为最低点，O点处的切线水平，N板上固定有很多个圆环。将小球从P点静止释放，从O点飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上。以O点为坐标原点，过O点的水平切线方向为x轴，竖直向下为y轴，把各个圆环的中心投影到N板上，即得到小球的运动轨迹。(1)已知P1处的圆环中心距O点的水平距离和竖直距离分别为x1和y1，P2处的圆环中心距O点的水平距离和竖直距离分别为x2和y2，且y24y1。如果已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，如果x22x1，则说明小球在水平方向做_运动。(2)把P1点的坐标x1、y1代入yax2，求出常数aa1；把P2点的坐标x2、y2代入yax2，求出常数aa2；把Pn点的坐标xn、yn代入yax2，求出常数aan，如果在实验误差允许的范围内，有a1a2an，说明该小球的运动轨迹是一条_。(3)已知小球在底板上的落点距O点水平距离为L，O点距底板高为H，不考虑空气阻力，重力加速度为g，则小球运动到O点时速度的大小为_。答案(1)匀速直线(2)抛物线(3)L 解析(1)由题意可知，y24y1。如果已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，根据运动学公式ygt2，则t22t1；如果x22x1，则说明小球在水平方向做匀速直线运动。(2)平抛运动水平方向的位移表达式xv0t；而竖直方向的位移表达式ygt2；两式约去时间t，则有：yx2；如果在实验误差允许的范围内，有a1a2an，说明该小球的运动轨迹是一条抛物线。(3)根据Hgt2得，t 。小球抛出时的速度v0L。14. (6分)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次从斜槽上滚下，在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(O为小球的抛出点)。(1)在图中描出小球的运动轨迹。(2)从图中可看出，某一点的位置有明显的错误，其产生的原因可能是该次实验中，小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏_(选填“高”或“低”)。(3)某同学从图象中测得的三组数据如表所示，则此小球做平抛运动的初速度v0_m/s。(g取10 m/s2)x/cm10.0020.0030.00y/cm5.0020.0045.00答案(1)见解析图(2)低(3)1.0解析(1)如图所示(2)从轨迹上可以看出，第四个点偏离到轨迹左侧，与轨迹上同一高度的点比较，水平位移偏小，说明平抛运动的初速度偏小，即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。(3)根据xv0t，ygt2可得v0x，代入其中一组数据可得v01.0 m/s。三、计算题(本题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的题注明单位)15.(9分)如图所示，是马戏团中上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1的速度过轨道最高点B，并以v2v1的速度过最低点A。求在A、B两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？答案6mg解析在B点，FBmgm，解得FBmg根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FBFBmg在A点，FAmgm，解得FA7mg，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FAFA7mg所以在A、B两点车对轨道的压力大小相差FAFB6mg。16. (9分)质量为0.2 kg的小球固定在长为0.9 m的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。(g10 m/s2)求：(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？(2)当小球在最高点的速度分别为6 m/s和1.5 m/s时，球对杆的作用力。答案(1)3 m/s(2)6 N，方向竖直向上1.5 N，方向竖直向下解析(1)当小球在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，则mgm，解得v03 m/s。(2)v16 m/sv0，杆对球有竖直向下的拉力，由牛顿第二定律得：mgF1m，解得F16 N，由牛顿第三定律得：球对杆的作用力有竖直向上的拉力，F1F16 N。v21.5 m/sv0，杆对球有竖直向上的支持力，由牛顿第二定律得：mgF2m，解得F21.5 N，由牛顿第三定律得：球对杆的作用力为竖直向下的压力，F2F21.5 N。17.(10分)如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m1.0kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数0.25，且与台阶边缘O点的距离s5 m。在台阶右侧固定了一个圆弧挡板，圆弧半径R5m，今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用F5N的水平恒力拉动小物块，已知重力加速度g10 m/s2。(1)为使小物块不能击中挡板，求拉力F作用的最长时间；(2)若小物块在水平台阶上运动时，恒力一直作用在小物块上，当小物块过O点时撤去拉力，求小物块击中挡板上的位置的坐标。答案(1) s(2)(5 m,5 m)解析(1)为使小物块不会击中挡板，设拉力F作用最长时间t，小物块刚好运动到O点。加速阶段由牛顿第二定律得：Fmgma1解得：a12.5 m/s2减速运动时的加速度大小为：a2g2.5 m/s2由运动学公式得：sa1t2a2t2而a1ta2t解得tt s。(2)水平恒力一直作用在小物块上，由运动学公式有v2a1s解得小物块到达O点时的速度为v05 m/s小物块过O点后做平抛运动，水平方向：xv0t0竖直方向：ygt又x2y2R2联立解得：x5 m，y5 m，即位置坐标为(5 m,5 m)。18.(12分)如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R0.2 m的光滑圆形轨道，BC段为高为h5 m的竖直轨道，CD段为水平轨道。一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时的速度大小为2 m/s，离开B点做平抛运动(g10 m/s2)，求：(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)2 m(2)6 N(3)能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m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点距离为x由hgt得：t11 s，xvBt12 m。(2)小球到达B点时受重力mg和竖直向上的弹力N作用，由牛顿第二定律知F向Nmgm，解得N6 N，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6 N，方向竖直向下。(3)如图所示，斜面BEC的倾角45，CE长为dh5 m，因为dx，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，则LcosvBt2Lsingt联立解得t20.4 s，L1.13 m。- 12 -
展开阅读全文