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1、2022年高中物理 第5章 曲線運(yùn)動(dòng)單元質(zhì)量評(píng)估卷 新人教版必修2
一、選擇題(本題共10小題,每題6分,共60分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)得6分,漏選得3分,錯(cuò)選或不選得0分)
1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是(B)
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)
B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)處于速度不變的狀態(tài)
D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
2.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下面說(shuō)法正確的是(BD)
A.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變著,它一定做曲線運(yùn)動(dòng)
B.物體做曲線運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定在改變
C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的加速度的方向始
2、終和速度的方向一致
D.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的加速度的方向始終和所受到的合外力方向一致
3.隨著人們生活水平的提高,高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂(lè).如圖所示,某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的高爾夫球.由于恒定的水平風(fēng)力的作用,高爾夫球豎直落入距擊球點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)的A穴.則(BD)
A.球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng)
B.該球從被擊出到落入A穴所用的時(shí)間為
C.球被擊出時(shí)的初速度大小為L(zhǎng)
D.球被擊出后受到的水平風(fēng)力的大小為
4.汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等,以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),甲車在乙車的外側(cè).兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙.以下說(shuō)法正
3、確的是(A)
A.Ff甲小于Ff乙
B.Ff甲等于Ff乙
C.Ff甲大于Ff乙
D.Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無(wú)關(guān)
5.甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為3∶4,在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)60圈時(shí),乙轉(zhuǎn)過(guò)45圈,則它們的向心加速度之比為(B)
A.3∶4 B.4∶3
C.4∶9 D.9∶16
6.物體在做平拋運(yùn)動(dòng)中,在相等時(shí)間內(nèi),下列哪些量相等(AB)
A.速度的增量 B.加速度
C.位移的增量 D.位移
7.如圖所示,一個(gè)球繞中心線OO′以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),則(AC)
A.A、B兩點(diǎn)的角速度相等
B.A、B兩點(diǎn)的線
4、速度相等
C.若θ=30°,則vA∶vB=∶2
D.以上答案都不對(duì)
8.在同一水平直線上的兩位置分別沿同一水平方向拋出兩小球A和B,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,不計(jì)空氣阻力.要使兩球在空中相遇,則必須(CD)
A.先拋出A球
B.先拋出B球
C.同時(shí)拋出兩球
D.A球的水平速度應(yīng)大于B球的水平速度
9.在觀看雙人花樣滑冰表演時(shí),觀眾有時(shí)會(huì)看到女運(yùn)動(dòng)員被男運(yùn)動(dòng)員拉著離開(kāi)冰面在空中做水平方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知通過(guò)目測(cè)估計(jì)拉住女運(yùn)動(dòng)員的男運(yùn)動(dòng)員的手臂和水平冰面的夾角約為45°,重力加速度為g=10 m/s2,若已知女運(yùn)動(dòng)員的體重為35 kg,據(jù)此可估算該女運(yùn)動(dòng)員(AC)
A.受到的拉
5、力約為350 N
B.受到的拉力約為350 N
C.向心加速度約為10 m/s2
D.向心加速度約為10 m/s2
10.如圖所示,有一個(gè)水平大圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),小強(qiáng)站在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(dòng),關(guān)于小強(qiáng)的受力,下列說(shuō)法正確的是(C)
A.小強(qiáng)在P點(diǎn)不動(dòng),因此不受摩擦力作用
B.小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其重力和支持力充當(dāng)向心力
C.小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓盤對(duì)他的摩擦力充當(dāng)向心力
D.若使圓盤的轉(zhuǎn)速均勻減小時(shí),小強(qiáng)在P點(diǎn)受到的摩擦力保持不變
二、計(jì)算題(本大題共5小題,共40分,要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(6分)在做
6、“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(guò)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?gòu)男辈凵暇o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(wèn)題(g=9.80 m/s2)
7、:
(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(lái)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.
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(kāi)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v0
8、T=x.
解以上兩式得:v0=x.
(3)代入數(shù)據(jù)解得v0=1.00 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
12.(6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.
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==1
9、4.1 m/s,
方向與地面成45°向下.
答案:(1)1 s (2)10 m (3)14.1 m/s,方向與地面成45°向下
13.(8分)如圖所示,水平桿AB,可以繞豎直軸OO′勻速運(yùn)動(dòng),在離桿的B端0.3 m處套著一個(gè)質(zhì)量為 0.2 kg 的小環(huán),當(dāng)桿以20 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小環(huán)受到的摩擦力多大?設(shè)環(huán)與桿之間的最大靜摩擦力等于壓力的0.4倍,問(wèn):當(dāng)桿以40 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小環(huán)最遠(yuǎn)可以放到什么位置上而不至于滑動(dòng)(g取10 m/s2)?
解析:角速度ω1=2πn1=2π× rad/s=π rad/s,
對(duì)環(huán)由牛頓第二定律有
Ff=mωr1=0.2××
10、
0.3 N=0.26 N,
轉(zhuǎn)速增加,小環(huán)恰好不滑動(dòng)時(shí)
角速度ω2=2πn2=2π× rad/s=π rad/s.
同理:kmg=mωr2,
故r2== m=0.23 m.
答案:0.26 N 0.23 m
14.(10分)如圖,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:
(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
11、動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
解析:(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng),
豎直方向有H=gt2,①
水平方向有s=v0t,②
聯(lián)立①②兩式得v0=s =1 m/s.③
(2)物塊離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),最大靜摩擦力提供向心力,有μmg=m,④
聯(lián)立③④得μ==0.2.⑤
答案:(1)1 m/s (2)0.2
15.(10分)“太極球”是近年來(lái)在廣大市民中較流行的一種健身器材.做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí),健身者半馬步站立,手持太極球拍,拍上放一橡膠太極球,健身者舞動(dòng)球拍時(shí),球卻不會(huì)掉落地上.現(xiàn)將太極球簡(jiǎn)化成如圖所示的平板和小球,熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且在運(yùn)動(dòng)到圖中的A、B、C、D位置時(shí)球與板無(wú)相對(duì)運(yùn)
12、動(dòng)趨勢(shì).A為圓周的最高點(diǎn),C為最低點(diǎn),B、D與圓心O等高.設(shè)球的重力為1 N,不計(jì)拍的重力.
(1)C處球拍對(duì)球的彈力比在A處大多少?
(2)設(shè)在A處時(shí)球拍對(duì)球的彈力為F,當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到B、D位置時(shí),板與水平方向需有一定的夾角θ,請(qǐng)作出tan θF的關(guān)系圖象.
解析:(1)設(shè)球運(yùn)動(dòng)的線速度為v,半徑為R,則在A處時(shí)F′+mg=m,①
在C處時(shí)F-mg=m,②
由①②式得ΔF=F-F′=2mg=2 N.
(2)在A處時(shí)球拍對(duì)球的彈力為F,球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F向=F+mg,在B處不受摩擦力作用,受力分析如圖所示.
則tan θ===+1.
作出的tan θF的關(guān)系圖象如下:
答案:(1)2 N (2)見(jiàn)解析