高中物理人教版第五章曲線運動單元測試 說課一等獎

第五章過關(guān)檢測(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,1~5小題只有一個選項正確,6~8小題有多個選項正確。全部選對的得6分,選不全的得3分,有選錯或不答的得0分)1.關(guān)于曲線運動,下列說法正確的是()A.物體在恒力作用下不可能做曲線運動B.物體在變力作用下一定做曲線運動C.做曲線運動的物體,其速度大小可能不變D.速度大小和加速度大小均不變的運動不可能是曲線運動解析:物體做曲線運動的條件是物體所受的合外力與速度方向不在同一條直線上,與恒力和變力無關(guān),A、B錯誤;做曲線運動的物體速度方向不斷變化,速度大小可以變化也可以不變,C正確;速度大小和加速度大小均不變的運動也可能是曲線運動,如勻速圓周運動,D錯誤。答案:C2.由消防水龍帶的噴嘴噴出的水的流量是m3/min,水離開噴口時的速度大小為163m/s,方向與水平面夾角為60°,在最高處正好到達著火位置,忽略空氣阻力,則空中水柱的高度和水量分別是(重力加速度g取10m/s2)()m×10-2m3 mm3m×10-2m3 mm3解析:如圖所示,將速度分解為水平方向和豎直方向兩個分量,vx=vcos60°,vy=vsin60°,水的運動可看成豎直方向的豎直上拋運動和水平方向的勻速直線運動的合運動,水柱的高度h=vy22g=m,上升時間t=空中水量可用流量乘以時間來計算,Q=0.2860m3/s×s=×10-2故選項A正確。答案:A3.一探照燈照射在云層底面上,云層底面是與地面平行的平面,如圖所示,云層底面距地面高h,探照燈以角速度ω在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,當(dāng)光束轉(zhuǎn)到與豎直方向夾角為θ時,云層底面上光點的移動速度是()ω B.hωC.hωcos2θ解析:當(dāng)光束轉(zhuǎn)到與豎直方向夾角為θ時,由v=ωr知云層底面上光點轉(zhuǎn)動的線速度為hωcosθ。設(shè)云層底面上光點的移動速度為v,則有vcosθ=hωcosθ,解得云層底面上光點的移動速度v=hω答案:C4.在離心澆鑄裝置中,電動機帶動兩個支承輪同向轉(zhuǎn)動,管狀模型放在這兩個輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動,如圖所示,鐵水注入之后,由于離心作用,鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上,從而可得到密實的鑄件,澆鑄時轉(zhuǎn)速不能過低,否則,鐵水會脫離模型內(nèi)壁,產(chǎn)生次品。已知管狀模型內(nèi)壁半徑R,則管狀模型轉(zhuǎn)動的最低角速度ω為()A.gR B.C.2gR解析:最易脫離模型內(nèi)壁的位置在最高點,轉(zhuǎn)動的最低角速度ω對應(yīng)鐵水在最高點受內(nèi)壁的作用力為零,即mg=mω2R,得ω=gR,A答案:A5.橫截面為直角三角形的兩個相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,如圖所示?，F(xiàn)有三個小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋,最后落在斜面上。其落點分別是a、b、c。下列判斷正確的是()A.圖中三小球比較,落在a點的小球飛行時間最短B.圖中三小球比較,落在c點的小球飛行時間最短C.圖中三小球比較,落在c點的小球飛行過程中速度變化最大D.圖中三小球比較,落在c點的小球飛行過程中速度變化最快解析:平拋運動可分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動,由于落在c點處的豎直方向的位移最小,而落在a點處的最大,所以落在a點的小球飛行時間最長,落在c點的小球飛行時間最短,選項A錯誤,選項B正確;而速度的變化量Δv=gt,所以落在c點的小球速度變化最小,選項C錯誤;三個小球做平拋運動的加速度都為重力加速度,故三個小球飛行過程中速度變化一樣快,選項D錯誤。答案:B6.船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示,河水的流速與船離河岸的距離的變化關(guān)系如圖乙所示,則當(dāng)船沿渡河時間最短的路徑渡河時()A.船渡河的最短時間是60sB.要使船以最短時間渡河,船在行駛過程中,船頭必須始終與河岸垂直C.船在河水中航行的軌跡是一條直線D.船在河水中的最大速度是5m/s解析:根據(jù)圖象可知,船在靜水中的速度v靜=3m/s,河寬d=300m,河水正中間流速最大為v水max=4m/s,當(dāng)船頭始終垂直河岸渡河時,渡河時間最短,最短時間為tmin=dv靜=100s,選項A錯誤,選項B正確;船在河水中的最大速度是vmax=32+42m/s=5m/s,選項D正確;設(shè)合速度與河岸夾角為θ,則tanθ=v靜v水,因v水隨河岸距離不斷變化,答案:BD7.繼嫦娥三號發(fā)射成功后我國下一步的航天目標為登上月球。已知月球上的重力加速度為地球上的六分之一,若分別在地球和月球表面相同高度處,以相同初速度平拋相同質(zhì)量的小球(不計空氣阻力),則下列哪些判斷是正確的()A.平拋運動時間t月>t地B.水平射程x月>x地C.落地瞬間的速度v月>v地D.落地速度與水平面的夾角θ月>θ地解析:因為g月<g地,由t=2hg知t月>t地,故A對;又初速度相同,由x=v0t知x月>x地,故B對;落地時的速度,在豎直方向上,由vy2=2gh知v月y<v地y,水平方向上相同,所以v月<v地,故C錯;由tanθ=vyv0知θ月答案:AB8.如圖所示,長m的輕質(zhì)細桿,一端固定有一個質(zhì)量為3kg的小球,另一端由電動機帶動,使桿繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,小球的速率為2m/s。g取10m/s2,下列說法正確的是()A.小球通過最高點時,對桿的拉力大小是24NB.小球通過最高點時,對桿的壓力大小是6NC.小球通過最低點時,對桿的拉力大小是24ND.小球通過最低點時,對桿的拉力大小是54N解析:設(shè)小球在最高點時受桿的彈力向上,則mg-FN=mv2l,得FN=mg-mv2l=6N,故小球?qū)U的壓力大小是6N,A錯誤,B正確;小球通過最低點時,FN-mg=mv2l,得FN=mg+mv2l=54答案:BD二、實驗題(本題共2小題,每小題10分,共20分)9.航天器繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài),物體對支持面幾乎沒有壓力,所以在這種環(huán)境中已經(jīng)無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境中設(shè)計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑小孔)來間接測量物體的質(zhì)量:給待測物體一個初速度,使它在桌面上做勻速圓周運動。設(shè)航天器中具有基本測量工具。(1)實驗時需要測量的物理量是

。

(2)待測物體質(zhì)量的表達式為m=。

解析:可測量物體做圓周運動的周期T、半徑R及彈簧測力計的示數(shù)F,由向心力公式知F=m4π2T2R,答案:(1)彈簧測力計示數(shù)F、圓周運動的半徑R、圓周運動的周期T(2)F10.用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖甲所示的實驗裝置,小槽末端水平。每次都使鋼球在斜槽上從同一位置由靜止?jié)L下,鋼球在空中做平拋運動,設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置,連起來就得到鋼球做平拋運動的軌跡。(1)某同學(xué)在安裝實驗裝置和進行其余的實驗操作時都準確無誤,他在分析數(shù)據(jù)時所建立的坐標系如圖乙所示。他的錯誤之處是

。

(2)該同學(xué)根據(jù)自己所建立的坐標系,在描出的平拋運動軌跡圖上任取一點(x,y),運用公式v0=xg2y,求小球的初速度v0,這樣測得的平拋初速度值與真實值相比(選填“偏大”“偏小”或“相等丙(3)該同學(xué)在自己建立的坐標系中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡及數(shù)據(jù)如圖丙所示,據(jù)圖象可求得鋼球做平拋運動的初速度為m/s,鋼球的半徑為cm。

解析:(1)坐標原點O的位置不該選在斜槽末端,應(yīng)該選在小球離開斜槽末端時的球心位置處,即在題圖乙中上移小球半徑r處。(2)該同學(xué)根據(jù)自己所建立的坐標系,y的測量值偏小,所以用公式v0=xg2y求出小球的初速度v(3)豎直方向:在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移分別為y2=(18-3)cm=15cm,y3=(43-18)cm=25cm,則由Δy=gT2計算出T=s。再根據(jù)水平方向的位移x=v0t,解得v0=0.20.1m/s=m/s。又由于y2=15cm,y3=25cm,y2∶y3=3∶5。鋼球的半徑為r=y1-3cm答案:(1)坐標原點O的位置不該選在斜槽末端,而應(yīng)上移至小球圓心在白紙上的投影處(2)偏大(3)三、計算題(本題共2小題,每小題16分,共32分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,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)11.某戰(zhàn)士在傾角為30°的山坡上進行投擲手榴彈訓(xùn)練。他從A點以某一初速度v0=153m/s沿水平方向投出手榴彈后落在B點。該型號手榴彈從拉動彈弦到爆炸需要5s的時間,空氣阻力不計,(g取10m/s2)則:(1)若要求手榴彈正好在落地時爆炸,問戰(zhàn)士從拉動彈弦到投出所用的時間是多少?(2)點A、B的間距s是多大?解析:設(shè)手榴彈飛行時間為t(1)手榴彈的水平位移x=v0t手榴彈的豎直位移h=12gt且h=xtan30°解得t=3s,h=45m戰(zhàn)士從拉動彈弦到投出所用的時間t0=5s-t=2s。(2)點A、B的間距s=h解得s=90m。答案:(1)2s(2)90m12.“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項運動時,健身者半馬步站立,手持太極球拍,拍上放一橡膠太極球,健身者舞動球拍時,球卻不會掉落地上?，F(xiàn)將球拍和太極球簡化成如圖甲所示的平板和小球,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動,且在運動到圖中的A、B、C、D位置時球與板間無相對運動趨勢。A為圓周的最高點,C為最低點,B、D與圓心O等高。設(shè)球的重力為1N,不計拍的重力。則:(1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少?(2)設(shè)在A處時健身者需施加的力為F,當(dāng)球運動到B、D位置