2020高中物理 第五章 章末過關檢測（一）（含解析）2

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE12-學必求其心得，業(yè)必貴于專精章末過關檢測(一)(時間：60分鐘滿分：100分）一、單項選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確）1．下列關于曲線運動的說法中,正確的是()A．做曲線運動的物體的加速度一定是變化的B．做曲線運動的物體其速度大小一定是變化的C．做勻速圓周運動的物體，所受的合力不一定時刻指向圓心D．騎自行車沖到圓弧形橋頂時，人對自行車座的壓力減小,這是失重造成的解析：選D.曲線運動的加速度不一定變化，如平拋運動，選項A錯誤．曲線運動的速度大小可以不變，如勻速圓周運動，選項B錯誤．做勻速圓周運動的物體，所受合力一定指向圓心,選項C錯誤．自行車行駛至橋頂時，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，選項D正確．2．若河水的流速大小與水到河岸的距離有關，河中心水的流速最大,河岸邊緣處水的流速最小．現(xiàn)假設河的寬度為120m．河中心水的流速大小為4m/s,船在靜水中的速度大小為3m/s,要使船以最短時間渡河，則（）A．船渡河的最短時間是24sB．在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直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為7m/s解析：選B。當船頭的指向（即船相對于靜水的航行方向)始終垂直于河岸時,渡河時間最短，且tmin＝eq\f（120，3）s＝40s,選項A錯誤,選項B正確；因河水的流速隨距岸邊距離的變化而變化，而小船的實際航速、航向都在變化，航向變化引起船的運動軌跡不在一條直線上，選項C錯誤;船在靜水中的速度一定，則水流速度最大時,船速最大，由運動的合成可知，選項D錯誤．3．如圖,斜面上a、b、c三點等距，小球從a點正上方O點拋出,做初速度為v0的平拋運動，恰落在b點．若小球初速度變?yōu)関，其落點位于c，則(）A．v0＜v＜2v0 B．v＝2v0C．2v0＜v＜3v0 D．v＞3v0解析：選A.如圖所示，M點和b點在同一水平線上,M點在c點的正上方．根據(jù)平拋運動的規(guī)律，若v＝2v0，則小球落到M點．可知以初速度2v0平拋小球不能落在c點，故只有選項A正確．4．如圖所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2．5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止．物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r（3）,2）（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），盤面與水平面的夾角為30°,g取10m/s2．則ω的最大值是（)A．eq\r（5)rad/s B．eq\r(3)rad/sC．1．0rad/s D．0．5rad/s解析：選C.當小物體轉(zhuǎn)動到最低點時為臨界點，由牛頓第二定律知，μmgcos30°－mgsin30°＝mω2r解得ω＝1．0rad/s，故選項C正確．5．在游樂園乘坐如圖所示的過山車時,質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運動,下列說法正確的是()A．車在最高點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶,人一定會掉下去B．人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mgC．人在最高點和最低點時的向心加速度大小相等D．人在最低點時對座位的壓力大于mg解析：選D.過山車上人經(jīng)最高點及最低點,受力如圖，在最高點,由mg＋FN＝meq\f(veq\o\al(2，1)，R)可得：FN＝meq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f（veq\o\al(2,1),R）－g）)①在最低點，由FN′－mg＝meq\f（veq\o\al（2,2）,R)可得：FN′＝meq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(veq\o\al(2，2）,R）＋g）)②由支持力(等于壓力）表達式分析知：當v1較大時，最高點無保險帶也不會掉下，且還可能會對軌道有壓力，大小因v1而定,所以A、B均錯誤．上、下兩處向心力大小不等,向心加速度大小也不等（變速率)，所以C錯誤．又由②式知最低點FN′〉mg，所以D正確．6．如圖所示，有一質(zhì)量為M的大圓環(huán)，半徑為R，被一輕桿固定后懸掛在O點，有兩個質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點），同時從大環(huán)兩側(cè)的對稱位置由靜止滑下．兩小環(huán)同時滑到大環(huán)底部時，速度都為v，則此時大環(huán)對輕桿的拉力大小為(）A．(2m＋M）g B．Mg－eq\f(2mv2，R）C．2meq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（g＋\f(v2，g）））＋Mg D．2meq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(v2，R)－g)）＋Mg解析：選C。設在最低點時大環(huán)對小環(huán)的支持力為FN,由牛頓第二定律FN－mg＝eq\f(mv2,R),解得FN＝mg＋eq\f(mv2,R).根據(jù)牛頓第三定律得每個小環(huán)對大環(huán)的壓力F′N＝mg＋eq\f(mv2,R)。由大環(huán)受力平衡得，此時大環(huán)對輕桿的拉力FT＝2meq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（g＋\f（v2,R）))＋Mg，C正確．二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分）7．西班牙某小鎮(zhèn)舉行了西紅柿狂歡節(jié),其間若一名兒童站在自家的平房頂上，向距離他L處的對面的豎直高墻上投擲西紅柿，第一次水平拋出的速度是v0，第二次水平拋出的速度是2v0，則比較前后兩次被拋出的西紅柿在碰到墻時，有（)A．運動時間之比是2∶1B．下落的高度之比是2∶1C．下落的高度之比是4∶1D．運動的加速度之比是1∶1解析：選ACD。由平拋運動的規(guī)律得t1∶t2＝eq\f（L，v0)∶eq\f（L，2v0)＝2∶1，故選項A正確．h1∶h2＝eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（1,2）gteq\o\al（2，1)))∶eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f（1，2）gteq\o\al(2，2）））＝4∶1，選項B錯誤，C正確．由平拋運動的性質(zhì)知，選項D正確．8．電視臺曾報道了一起發(fā)生在某路上的離奇交通事故．家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內(nèi)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖進李先生家，造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認為正確的是()A．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做離心運動B．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做向心運動C．公路在設計上可能內(nèi)高外低D．公路在設計上可能外高內(nèi)低解析：選AC.由題意知汽車在轉(zhuǎn)彎時路面不能提供足夠的向心力，車將做離心運動,該處的設計可能是外低內(nèi)高，故選項A、C正確．9．如圖所示，物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別用輕繩連接跨過定滑輪（不計繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦）．當用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線運動的過程中()A．物體A也做勻速直線運動B．繩子的拉力始終大于物體A所受的重力C．物體A的速率小于物體B的速率D．地面對物體B的支持力逐漸增大解析：選BCD.繩子與物體B相連的繩端參與了兩種運動：沿繩子向右下方的分運動v1和垂直于繩向上擺動的分運動v2，物體B的運動速度v為合運動速度，如圖甲所示，可知v1＝vcosθ，由于v不變，在物體B向右運動時θ角減小，cosθ變大，即v1變大，所以物體A的上升速率vA＝v1也隨之變大，物體A加速上升，有向上的加速度,由牛頓第二定律可知,FT－mAg＝mAa＞0，F(xiàn)T＞mAg，A錯誤,B、C正確;再取物體B為研究對象，如圖乙所示，由平衡條件可知FN＋F′Tsinθ＝mBg，當物體B向右運動到無窮遠處時，F(xiàn)′Tsinθ減小到零，則FN＝mg，故FN逐漸增大,D正確．10．如圖，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g．若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動,用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是（）A．b一定比a先開始滑動B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．ω＝eq\r(\f(kg,2l)）是b開始滑動的臨界角速度D．當ω＝eq\r（\f（2kg，3l)）時，a所受摩擦力的大小為kmg解析：選AC。小木塊a、b做圓周運動時，由靜摩擦力提供向心力，即Ff＝mω2R。當角速度增加時，靜摩擦力增大，當增大到最大靜摩擦力時,發(fā)生相對滑動，對木塊a:Ffa＝mωeq\o\al(2，a)l，當Ffa＝kmg時，kmg＝mωeq\o\al(2，a)l，ωa＝eq\r(\f(kg，l)）；對木塊b：Ffb＝mωeq\o\al(2,b)·2l，當Ffb＝kmg時，kmg＝mωeq\o\al(2，b）·2l，ωb＝eq\r(\f（kg，2l)），所以b先達到最大靜摩擦力,選項A正確；兩木塊滑動前轉(zhuǎn)動的角速度相同，則Ffa＝mω2l,Ffb＝mω2·2l,Ffa<Ffb，選項B錯誤；當ω＝eq\r（\f（kg,2l））時b剛開始滑動,選項C正確;當ω＝eq\r(\f（2kg，3l）)時，a沒有滑動，則Ffa＝mω2l＝eq\f(2,3）kmg，選項D錯誤．三、非選擇題(本題共3小題,共40分．解答時應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．（10分)采用如圖1所示的實驗裝置做“研究平拋運動”的實驗．（1）實驗時需要下列哪個器材________．A．彈簧秤B．重錘線C．打點計時器(2）做實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡．下列的一些操作要求，正確的是________．A．每次必須由同一位置靜止釋放小球B．每次必須嚴格地等距離下降記錄小球位置C．小球運動時不應與木板上的白紙相接觸D．記錄的點應適當多一些（3)若用頻閃攝影方法來驗證小球在平拋過程中水平方向是勻速運動，記錄下如圖2所示的頻閃照片，在測得x1、x2、x3、x4后,需要驗證的關系是____________．已知頻閃周期為T,用下列計算式求得的水平速度，誤差較小的是________．A．eq\f(x1,T) B．eq\f（x2,2T)C．eq\f（x3,3T） D．eq\f(x4,4T）解析：（1）實驗時需要重錘線來確定豎直方向,故選B.（2）為保證每次小球運動的初速度相同,每次必須由同一位置靜止釋放小球，A正確；實驗中,不必嚴格地等距離下降記錄小球位置，B錯誤；為保證小球在空中運動時只受到重力,小球運動時不應與木板上的白紙相接觸，C正確；為使描得的軌跡精準些，誤差小些，記錄的點適當多一些，D正確．(3)若小球在水平方向上做勻速直線運動，則滿足x1＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3，位移較大時,距離的測量誤差較小,故用eq\f（x4,4T)計算水平速度誤差較小，D正確．答案：(1）B(2)ACD（3)x4－x3＝x3－x2＝x2－x1＝x1D12．（14分）如圖所示，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以不同的速度進入管內(nèi)，a通過最高點A時，對管壁上部的壓力為3mg，b通過最高點A時，對管壁下部的壓力為0．75mg,求a、b兩球落地點間的距離．解析:兩個小球在最高點時,受重力和管壁的作用力，這兩個力的合力提供向心力，離開軌道后兩球均做平拋運動，a、b兩球落地點間的距離等于它們做平拋運動的水平位移之差．對a球：3mg＋mg＝meq\f（veq\o\al（2，a）,R)，得va＝eq\r(4gR)對b球：mg－0．75mg＝meq\f(veq\o\al（2，b），R),得vb＝eq\r(\f（1,4）gR）由平拋運動規(guī)律可得落地時它們的水平位移為sa＝vat＝vaeq\r(\f（4R，g))＝4R，sb＝vbt＝vbeq\r（\f(4R,g))＝R故a、b兩球落地點間的距離為sa－sb＝3R．答案：3R13．(16分)同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如圖所示的實驗裝置，圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板．M板上部有一半徑為R的eq\f（1,4）圓弧形的粗糙軌道,P為最高點，Q為最低點,Q點處的切線水平，距底板高為H，N板上固定有三個圓環(huán)．將質(zhì)量為m的小球從P處靜止釋放,小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L處．不考慮空氣阻力,重力加速度為g．求:(1）距Q水平距離為eq\f(L,2)的圓環(huán)中心到底板的高度；(2)小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向．解析:(1）設小球在Q點的速度為v0，由平拋運動規(guī)律有H＝eq\f（1,2）gteq\o\al（2,1