高中物理人教版第五章曲線運動單元測試 2023版章末綜合測評1

章末綜合測評(一)(用時：60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小題只有一項符合題目要求，6～8題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．如圖1所示，一物塊僅在三個共點恒力F1、F2、F3的作圖1用下以速度v0水平向右做勻速直線運動，其中F1斜向右上方，F(xiàn)2豎直向下，F(xiàn)3水平向左．某時刻撤去其中的一個力，其他力的大小和方向不變，一段時間后恢復該力，則下列說法不正確的是()【導學號：50152052】A．如果撤去的是F1，則物塊先做勻變速曲線運動，恢復該力之后將做直線運動B．如果撤去的是F1，恢復F1時物塊的速度大小可能為v0C．如果撤去的是F3，物塊將向右做勻加速直線運動，恢復該力之后做勻速直線運動D．如果撤去的是F2，在恢復該力之前的時間內(nèi)，因物塊做曲線運動，故在相等時間間隔內(nèi)其速度的變化量Δv的方向時刻在改變【解析】物塊在三個共點力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做勻速直線運動，說明三個共點力平衡，如果撤去F1，則F2、F3的合力與F1等大反向，合力與初速度不在一條直線上，物塊做勻變速曲線運動，恢復F1，物塊又處于平衡狀態(tài)，做勻速直線運動，A選項正確；撤去F1，F(xiàn)2、F3的合力對物塊先做負功后做正功，有可能總功為零，即恢復F1時物塊的速度大小可能為v0，B選項正確；撤去F2之后，物塊做類平拋運動，則Δv＝aΔt，因為加速度a是恒定的矢量，故在相等時間間隔內(nèi)Δv的大小和方向都不變，D選項錯誤；撤去F3后，合力水平向右，故物塊向右做勻加速直線運動，C選項正確．【答案】D2.將一只小球水平拋出，小球在空中依次飛過1號、2號、3號三個完全相同的窗戶，圖2中曲線為小球在空中運行的軌跡．若不計空氣阻力的影響，以下說法正確的是()【導學號：50152053】圖2A．小球通過3號窗戶所用的時間最長B．小球通過1號窗戶所用的時間最長C．小球通過3個窗戶的時間是相同的D．3個窗戶所截得的小球運動軌跡相同【解析】根據(jù)平拋運動規(guī)律，小球通過窗戶所用的時間決定于豎直方向的分速度，而小球在豎直方向上做自由落體運動，速度越來越大，故可知，通過三個窗戶所用的時間t1>t2>t3，所以選項B正確，A、C錯誤；由平拋規(guī)律可知，合速度的方向不同，故運動軌跡不同，所以選項D錯誤．【答案】B3.如圖3所示，相同材料制成的A、B兩輪水平放置，它們靠輪邊緣間的摩擦轉(zhuǎn)動，兩輪半徑RA＝2RB，當主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，在A輪邊緣放置的小木塊P恰能與輪保持相對靜止．若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對B輪也相對靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為()圖3A．RB \f(RB,2)\f(RB,3) \f(RB,4)【解析】根據(jù)題設條件，兩輪邊緣線速度相等可知2ωA＝ωB，在A輪邊緣放置的小木塊P恰能與輪保持相對靜止，有F向＝mωeq\o\al(2,A)RA.若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對B輪也靜止，令木塊P與B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為x，應有F向＝mωeq\o\al(2,B)x，解得x＝eq\f(RB,2)，故選B.【答案】B4．如圖4所示，在同一豎直面內(nèi)，小球a、b從高度不同的兩點，分別以初速度va和vb沿水平方向拋出，經(jīng)過時間ta和tb后落到與兩拋出點水平距離相等的P點．若不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是()【導學號：50152054】圖4A．ta>tb，va<vb B．ta>tb，va>vbC．ta<tb，va<vb D．ta<tb，va>vb【解析】由于ha>hb，所以ta>tb，又xa＝xb，根據(jù)x＝vt可知vb>va，故選A.【答案】A5.長度L＝m的輕桿OA，A端有一質(zhì)量m＝kg的小球，如圖5所示，小球以O點為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時小球的速率為2m/s(g取10m/s2)，則此時細桿OA受到()圖5A．6N的拉力 B．6N的壓力C．24N的拉力 D．24N的壓力【解析】設小球以速率v通過最高點時，球?qū)U的作用力恰好為零，即：mg＝eq\f(mv2,L)，v＝eq\r(gL)＝eq\r(10×m/s＝eq\r(5)m/s.由于v0＝2m/s＜eq\r(5)m/s，小球過最高點時對細桿產(chǎn)生壓力，如圖所示由牛頓第二定律：mg－FN＝mveq\o\al(2,0)/L得FN＝mg－mveq\o\al(2,0)/L＝3×10N－3×eq\f(22,N＝6N.【答案】B6.滑雪者從山上M處以水平速度飛出，經(jīng)t0時間落在山坡上N處時速度方向剛好沿斜坡向下，接著從N沿直線自由滑下，又經(jīng)t0時間到達坡上的P處．斜坡NP與水平面夾角為30°，不計摩擦阻力和空氣阻力，則從M到P的過程中水平、豎直兩方向的分速度vx、vy隨時間變化的圖象是()圖6【解析】滑雪者先做平拋運動，后沿斜坡向下做勻加速運動，故水平方向的速度先不變，再增大；豎直方向的速度一直增大，但開始的加速度大于在斜坡上的加速度，定量計算可求得B、D正確．【答案】BD7．在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江(如圖7甲)，若把滑鐵索過江簡化成圖乙的模型，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＝80m，繩索的最低點離AB間的垂直距離為h＝8m，若把繩索看做是圓弧，已知一質(zhì)量m＝52kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計)滑到最低點的速度為10m/s，(取g＝10m/s2)那么()【導學號：50152055】圖7A．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104mC．人在滑到最低點時對繩索的壓力為570ND．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＝104m在最低點F－mg＝meq\f(v2,R)得F＝570N此時人處于超重狀態(tài)，B、C選項正確．【答案】BC8.水平光滑直軌道ab與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道bc相切，一小球以初速度v0沿直軌道向右運動，如圖8所示，小球進入圓形軌道后剛好能通過c點，然后小球做平拋運動落在直軌道上的d點，則()圖8A．小球到達c點的速度為eq\r(gR)B．小球在c點將向下做自由落體運動C．小球在直軌道上的落點d與b點距離為2RD．小球從c點落到d點需要時間為2eq\r(\f(R,g))【解析】小球在c點時由牛頓第二定律得：mg＝eq\f(mv\o\al(2,c),R)，vc＝eq\r(gR)，A項正確；小球在c點具有速度，它將做平拋運動，并非做自由落體運動，B錯誤；小球由c點平拋，在平拋運動過程中由運動學公式得：x＝vct,2R＝eq\f(1,2)gt2解得t＝2eq\r(\f(R,g))，D項正確；x＝2R，C項正確．【答案】ACD二、非選擇題(共4小題，共52分，按題目要求作答)9．(12分)圖9甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖．圖9(1)實驗前應對實驗裝置反復調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線________．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋________________．(2)圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為________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＝5cm，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________m/s；B點的豎直分速度為________m/s.【解析】(2)取點,分析可得：0．441＝eq\f(1,2)××teq\o\al(2,2)0．48＝v0t2解得：v0＝m/s.(3)由圖可知，物體由A→B和由B→C所用的時間相等，且有：Δy＝gT2x＝v0T解得：v0＝m/svBy＝eq\f(yAC,2T)＝m/s.【答案】(1)水平初速度相同(2)(3)10.(12分)某同學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10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10cm，拋出點到A點豎直方向剛好相距200塊磚，取g＝10m/s2.(sin37°＝，cos37°＝求：圖10(1)石子在空中運動的時間t；(2)石子水平拋出的速度v0.【導學號：50152056】【解析】(1)由題意可知：石子落到A點的豎直位移y＝200×10×10－2m＝20m由y＝gt2/2得t＝2s.(2)由A點的速度分解可得v0＝vytan37°又因vy＝gt，解得vy＝20m/s故v0＝15m/s.【答案】(1)2s(2)15m/s11．(12分)圖11甲為游樂場的懸空旋轉(zhuǎn)椅，我們把這種情況抽象為圖乙的模型：一質(zhì)量m＝40kg的球通過長L＝m的輕繩懸于豎直平面內(nèi)的直角桿上，水平桿長L′＝m．整個裝置繞豎直桿轉(zhuǎn)動，繩子與豎直方向成θ角．當θ＝37°時，(取sin37°＝，cos37°＝求：圖11(1)繩子的拉力大??；(2)該裝置轉(zhuǎn)動的角速度．【解析】(1)對球受力分析如圖所示，則FT＝eq\f(mg,cos37°)＝490N.(2)球做圓周運動的向心力由重力和繩子的拉力的合力提供，即mgtan37°＝mω2(Lsin37°＋L′)，得ω＝eq\r(\f(gtan37°,Lsin37°＋L′))＝rad/s.【答案】(1)490N(2)rad/s12．(16分)如圖12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.求A、B兩球落地點間的距離．圖12【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