高中物理人教版第五章曲线运动单元测试 2023版章末综合测评1

章末综合测评(一)(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～5小题只有一项符合题目要求，6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，一物块仅在三个共点恒力F1、F2、F3的作图1用下以速度v0水平向右做匀速直线运动，其中F1斜向右上方，F2竖直向下，F3水平向左．某时刻撤去其中的一个力，其他力的大小和方向不变，一段时间后恢复该力，则下列说法不正确的是()【导学号：50152052】A．如果撤去的是F1，则物块先做匀变速曲线运动，恢复该力之后将做直线运动B．如果撤去的是F1，恢复F1时物块的速度大小可能为v0C．如果撤去的是F3，物块将向右做匀加速直线运动，恢复该力之后做匀速直线运动D．如果撤去的是F2，在恢复该力之前的时间内，因物块做曲线运动，故在相等时间间隔内其速度的变化量Δv的方向时刻在改变【解析】物块在三个共点力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动，说明三个共点力平衡，如果撤去F1，则F2、F3的合力与F1等大反向，合力与初速度不在一条直线上，物块做匀变速曲线运动，恢复F1，物块又处于平衡状态，做匀速直线运动，A选项正确；撤去F1，F2、F3的合力对物块先做负功后做正功，有可能总功为零，即恢复F1时物块的速度大小可能为v0，B选项正确；撤去F2之后，物块做类平抛运动，则Δv＝aΔt，因为加速度a是恒定的矢量，故在相等时间间隔内Δv的大小和方向都不变，D选项错误；撤去F3后，合力水平向右，故物块向右做匀加速直线运动，C选项正确．【答案】D2.将一只小球水平抛出，小球在空中依次飞过1号、2号、3号三个完全相同的窗户，图2中曲线为小球在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()【导学号：50152053】图2A．小球通过3号窗户所用的时间最长B．小球通过1号窗户所用的时间最长C．小球通过3个窗户的时间是相同的D．3个窗户所截得的小球运动轨迹相同【解析】根据平抛运动规律，小球通过窗户所用的时间决定于竖直方向的分速度，而小球在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越大，故可知，通过三个窗户所用的时间t1>t2>t3，所以选项B正确，A、C错误；由平抛规律可知，合速度的方向不同，故运动轨迹不同，所以选项D错误．【答案】B3.如图3所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，两轮半径RA＝2RB，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止．若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也相对静止，则木块距B轮转轴的最大距离为()图3A．RB \f(RB,2)\f(RB,3) \f(RB,4)【解析】根据题设条件，两轮边缘线速度相等可知2ωA＝ωB，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止，有F向＝mωeq\o\al(2,A)RA.若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有F向＝mωeq\o\al(2,B)x，解得x＝eq\f(RB,2)，故选B.【答案】B4．如图4所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点．若不计空气阻力，下列关系式正确的是()【导学号：50152054】图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，根据x＝vt可知vb>va，故选A.【答案】A5.长度L＝m的轻杆OA，A端有一质量m＝kg的小球，如图5所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s(g取10m/s2)，则此时细杆OA受到()图5A．6N的拉力 B．6N的压力C．24N的拉力 D．24N的压力【解析】设小球以速率v通过最高点时，球对杆的作用力恰好为零，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，小球过最高点时对细杆产生压力，如图所示由牛顿第二定律：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.滑雪者从山上M处以水平速度飞出，经t0时间落在山坡上N处时速度方向刚好沿斜坡向下，接着从N沿直线自由滑下，又经t0时间到达坡上的P处．斜坡NP与水平面夹角为30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则从M到P的过程中水平、竖直两方向的分速度vx、vy随时间变化的图象是()图6【解析】滑雪者先做平抛运动，后沿斜坡向下做匀加速运动，故水平方向的速度先不变，再增大；竖直方向的速度一直增大，但开始的加速度大于在斜坡上的加速度，定量计算可求得B、D正确．【答案】BD7．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图7甲)，若把滑铁索过江简化成图乙的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，AB间的距离为L＝80m，绳索的最低点离AB间的垂直距离为h＝8m，若把绳索看做是圆弧，已知一质量m＝52kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10m/s，(取g＝10m/s2)那么()【导学号：50152055】图7A．人在整个绳索上运动可看成是匀速圆周运动B．可求得绳索的圆弧半径为104mC．人在滑到最低点时对绳索的压力为570ND．在滑到最低点时人处于失重状态【解析】根据题意，R2＝402＋(R－8)2得R＝104m在最低点F－mg＝meq\f(v2,R)得F＝570N此时人处于超重状态，B、C选项正确．【答案】BC8.水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图8所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则()图8A．小球到达c点的速度为eq\r(gR)B．小球在c点将向下做自由落体运动C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点需要时间为2eq\r(\f(R,g))【解析】小球在c点时由牛顿第二定律得：mg＝eq\f(mv\o\al(2,c),R)，vc＝eq\r(gR)，A项正确；小球在c点具有速度，它将做平抛运动，并非做自由落体运动，B错误；小球由c点平抛，在平抛运动过程中由运动学公式得：x＝vct,2R＝eq\f(1,2)gt2解得t＝2eq\r(\f(R,g))，D项正确；x＝2R，C项正确．【答案】ACD二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(12分)图9甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．图9(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________________．(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为________m/s.【解析】(2)取点,分析可得：0．441＝eq\f(1,2)××teq\o\al(2,2)0．48＝v0t2解得：v0＝m/s.(3)由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，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)某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图10所示．从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A点．已知每块砖的平均厚度为10cm，抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖，取g＝10m/s2.(sin37°＝，cos37°＝求：图10(1)石子在空中运动的时间t；(2)石子水平抛出的速度v0.【导学号：50152056】【解析】(1)由题意可知：石子落到A点的竖直位移y＝200×10×10－2m＝20m由y＝gt2/2得t＝2s.(2)由A点的速度分解可得v0＝vytan37°又因vy＝gt，解得vy＝20m/s故v0＝15m/s.【答案】(1)2s(2)15m/s11．(12分)图11甲为游乐场的悬空旋转椅，我们把这种情况抽象为图乙的模型：一质量m＝40kg的球通过长L＝m的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L′＝m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ＝37°时，(取sin37°＝，cos37°＝求：图11(1)绳子的拉力大小；(2)该装置转动的角速度．【解析】(1)对球受力分析如图所示，则FT＝eq\f(mg,cos37°)＝490N.(2)球做圆周运动的向心力由重力和绳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)如图12所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为.求A、B两球落地点间的距离．图12【解析】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作