【新步步高】高一物理人教版必修2单元检测第五章曲线运动

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．关于曲线运动，下列说法正确的是()A．做曲线运动的物体速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动2．关于向心力的下列说法中正确的是()A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力D．做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零3．雨滴由高层建筑的屋檐边自由下落，遇到水平方向吹来的风．关于雨滴的运动，下列判断正确的是()A．风速越大，雨滴下落的时间越长B．无论风速多大，雨滴下落的时间不变C．风速越大，雨滴落地时的速度越大D．无论风速多大，雨滴落地时的速度都不变4．某人在距地面某一高度处以初速度v0水平抛出一物体，落地速度大小为2v0，则它在空中的飞行时间及抛出点距地面的高度为()A.3v02g，9v204gB.3v02g，3v204gC.3v0g，3v202gD.v0g，v202g5.图1如图1所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是()A．物体做匀速运动，且v2＝v1B．物体做加速运动，且v2v1C．物体做加速运动，且v2v1D．物体做减速运动，且v2v16．在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人．假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.如果战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为()A.dv2v22－v12B．0C.dv1v2D.dv2v17．有一种玩具的结构如图2所示，图2竖直放置的光滑圆铁环的半径为R＝20cm，环上有一个穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦滑动．如果圆环绕着通过环心的竖直轴O1O2以10rad/s的角速度旋转(g取10m/s2)，则小球相对环静止时和环心O的连线与O1O2的夹角θ可能是()A．30°B．45°C．60°D．75°图38．如图3所示，高为h＝1.25m的平台上，覆盖着一层薄冰．现有一质量为60kg的滑雪爱好者，以一定的初速度v向平台边缘滑去，着地时的速度方向与水平地面的夹角为45°(重力加速度g取10m/s2)．由此可知以下判断错误．．的是()A．滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0m/sB．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者的瞬时速度为5m/s图49．如图4所示，从倾角为θ的斜面上的A点以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为A.2v0sinθgB.2v0tanθgC.v0sinθgD.v0tanθg10.图5质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的弹簧小孔中，杆的另一端套有一个质量为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，且角速度为ω，如图5所示．则杆的上端受到球对其作用力的大小为()A．mω2RB．mg2－ω4R2C．mg2＋ω4R2D．不能确定题号12345678910答案二、填空题(本题共2个小题，每小题8分，共16分)11.图6利用单摆验证小球平抛运动的规律，设计方案如图6所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′＝h(h＞L)．(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：_____________________________________________________________________________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O′C＝x，则小球做平抛运动的初速度为v0为________．图712．在“探究平抛运动规律”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．让小球多次从斜槽上的________位置滚下，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7中所示的a、b、c、d.B．按图8所示安装好器材，注意斜槽末端____________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹．图8(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7中小方格的边长l＝2.5cm，则小球平抛的初速度为v0＝______m/s，小球在b点的速率为______m/s.(取g＝10m/s2)三、计算题(本题共4个小题，共44分)13.(10分)如图9所示，图9光滑水平桌面上的O处有一光滑的圆孔，一根轻绳一端系质量为m的小球，另一端穿过小孔拴一质量为M的木块．当m以某一角速度在桌面上做匀速圆周运动时，木块M恰能静止不动，这时小球做圆周运动的半径为r，求此时小球做匀速圆周运动的角速度．图1014．(11分)2010年1月，新疆遭遇了特大雪灾，有的灾区救援物资只能靠飞机空投．如图10所示，一架装载救援物资的飞机，在距水平地面h＝500m的高处以v＝100m/s的水平速度飞行．地面上A、B两点间的距离x＝100m，飞机在离A点的水平距离x0＝950m时投放救援物资，不计空气阻力(g取10m/s2)．求：(1)救援物资从离开飞机到落到地面所经历的时间．(2)通过计算说明，救援物资能否落在A、B区域内？15.(11分)图11如图11所示，一辆质量为4t的汽车匀速经过一半径为50m的凸形桥．(g＝10m/s2)(1)汽车若能安全驶过此桥，它的速度范围为多少？(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，求此时汽车的速度多大？16．(12分)图12如图12所示，已知绳长为L＝20cm，水平杆L′＝0.1m，小球质量m＝0.3kg，整个装置可绕竖直轴转动，问：(1)要使绳子与竖直方向成45°角，该装置必须以多大的角速度转动才行？(2)此时绳子的张力为多少？单元检测卷答案解析第五章曲线运动1．A[做曲线运动的物体速度方向沿切线方向，时刻改变，所以曲线运动是变速运动，A对；平抛运动是曲线运动，但合外力是重力，大小方向都不变，B错；做变速圆周运动的物体，所受的合外力不指向圆心，C错；物体受到垂直于初速度方向的恒力作用，将做平抛运动，D错．]2．A[向心力只改变圆周运动物体速度的方向，不改变速度的大小，故A对；做匀速圆周运动的物体，向心力的大小是不变的，但其方向时刻改变，所以B不对；做圆周运动的物体，其所受的合力不一定都用来提供向心力，还可能提供切线方向的加速度，只有做匀速圆周运动的物体所受合力才等于向心力，故C不对；显然匀速圆周运动是变速运动，物体所受的合力不能为零，故D不对．]3．BC[根据运动的独立性，雨滴在竖直方向上做自由落体运动，下落时间由高度决定，故选项B正确；当水平方向有风且风速越大时，雨滴在水平方向上做加速运动的速度越大，雨滴落地速度v＝v2x＋v2y，可知雨滴落地的速度越大，故选项C正确．]4．C[物体落地时的竖直分速度为：vy＝2v02－v20＝3v0，故其飞行时间为：t＝vyg＝3v0g.抛出时高度为：h＝v2y2g＝3v202g，所以选项C正确．]5．C[把车速v1按右图进行分解，则v1′＝v2，而v1′＝v1cosθ，所以v2v1，车向左运动，θ角减小，cosθ增大，所以v2增大，故C正确．]6．C[如图所示，战士想在最短时间上岸，船头需垂直河岸行驶，即v2的方向．由几何关系可知v1v2＝xd，所以，x＝dv1v2.]7．C[小球受重力G与圆环的支持力FN，两力的合力提供向心力．根据牛顿第二定律有mgtanθ＝mω2r，r＝Rsinθ.即cosθ＝gω2R＝10102×0.2＝12，得θ＝60°.]8．D[由h＝1.25m得着地时，v⊥＝2gh＝5m/s，由速度与竖直方向夹角为45°可知，水平初速度v0＝v⊥＝5m/s，则水平位移x＝v0t＝v02hg＝2.5m，在空中运动的时间t＝2hg＝0.5s，落地时的瞬时速度v＝v2⊥＋v20＝52m/s，故选D.]9．B[tanθ＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0，所以小球的运动时间t＝2v0gtanθ.]10．C[对小球进行受力分析，小球受到两个作用力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力提供向心力．由平行四边形定则可得F＝mg2＋ω4R2，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为F′＝F＝mg2＋ω4R2，故C正确．]11．(1)见解析(2)xg2h－L解析(1)使小球运动到悬点正下方时悬线被烧断，此时小球速度v0为水平方向，以保证小球做平抛运动．(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝12gt2，x＝v0t，由此得v0＝xg2h－L.12．(1)同一水平(2)BAC(3)1.01.25解析由表格可以看出，a、b、c、d四点水平方向之间的距离都是2个方格边长，所以它们相邻两点之间的时间间隔相等，根据Δybc－Δyab＝gt2得t＝Δybc－Δyabg＝2l－lg＝lg＝2.5×10－210s＝0.05s平抛运动的初速度等于水平方向匀速运动的速度，即v0＝xt＝2lt＝2×2.5×10－20.05m/s＝1.0m/sb点竖直方向的分速度vby＝3l2t＝3×2.5×10－22×0.05m/s＝0.75m/s故b点的速率vb＝v20＋v2y＝1.25m/s.13.Mgmr解析m受重力、支持力、轻绳拉力的共同作用，而重力与支持力平衡，所以轻绳拉力F充当向心力，即F＝mrω2.木块M静止，所以轻绳拉力F＝Mg，即Mg＝mrω2，所以ω＝Mgmr.14．(1)10s(2)救援物资能落在A、B区域内解析(1)救援物资离开飞机后以初速度v做平抛运动，由h＝12gt2得：下落时间t＝2hg＝2×50010s＝10s.(2)在这10s内物资在水平方向通过的距离x1＝vt＝100×10m＝1000m，大于x0小于x0＋x，故救援物资能落在A、B区域内．15．(1)v22.4m/s(2)15.8m/s解析(1)汽车经最高点时受到桥面对它的支持力FN，设汽车的行驶速度为v.则mg－FN＝mv2R当FN＝0时，v＝gR此时汽车从最高点开始离开桥面做平抛运动，汽车不再安全，故汽车过桥的安全速度vgR＝10×50m/s＝22.4m/s(2)设汽车对桥的压力为12mg时汽车的速度为v′，则mg－12mg＝mv′2Rv′＝gR2＝15.8m/s.16．(1)6.4rad/s(2)4.16N解析小球绕杆做圆周运动，其轨道平面在水平面内，轨道半径r＝L′＋Lsin45°，绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力．对小球受力分析如图所示，设绳对小球的拉力为F，重力为mg，则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力．对小球由牛顿第二定律可得mgtan45°＝mω2rr＝L′＋Lsin45°联立以上两式，将数值代入可得ω＝6.4rad/sF＝mgcos45°＝4.16N.