【金榜名师】2014-2021学年高中物理人教必修二-单元质量评估第五章

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元质量评估(一)第五章(60分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题6分,共48分。其中1～5小题为单选题,6～8小题为多选题)1.(2022·德州高一检测)做曲线运动的物体,肯定变化的物理量是()A.速率 B.速度C.加速度 D.合外力【解析】选B。做曲线运动的物体,速度方向肯定不断发生变化,故速度肯定是变化的,而速率可能是不变的,如匀速圆周运动;加速度、合外力也可能是不变的,如平抛运动。2.某人游珠江,他以肯定的速度面部始终垂直江岸向对岸游去。江中各处水流速度相等,他游过的路程、过江所用的时间与水速的关系是()A.水速大时,路程长,时间长B.水速大时,路程长,时间短C.水速大时,路程长,时间不变D.路程、时间与水速无关【解析】选C。此人的运动可分解为垂直江岸方向速度为划水速度的分运动和沿江岸方向速度为水速的分运动,依据分运动的独立性,水速增大时,垂直江岸方向的分运动不受影响,所以渡江时间不变,但合速度的方向变化,即实际运动轨迹变化,路程变长,选项C正确。【变式训练】如图,在一棵大树下有张石凳子,上面水平摆放着一排香蕉。小猴子为了一次拿到更多的香蕉,它紧抓住软藤摆下,同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端,使得小猴子到达石凳子时保持身体水平向右方向运动。已知老猴子以恒定大小的速率v拉动软藤,当软藤与竖直方向成θ角时,则小猴子的水平运动速度大小为()A.vcosθB.vsinθC.QUOTED.QUOTE【解析】选D。由题意知,小猴子沿绳子方向的速度等于老猴子拉绳子的速度,如图所示,小猴子沿水平方向的速度为v′,即v=v′sinθ,所以小猴子沿水平方向的运动速度v′=QUOTE,D正确。3.(2022·厦门高一检测)若以抛出点为起点,取初速度方向为水平位移的正方向,则在图中,能正确描述做平抛运动物体的水平位移x随时间t变化关系的图像是()【解析】选C。做平抛运动的物体,其水平分运动为匀速直线运动,匀速直线运动物体的位移—时间图像为一倾斜的直线,选项C正确。4.如图所示,电风扇工作时,叶片上a、b两点的线速度分别为va、vb,角速度分别为ωa、ωb。则下列关系正确的是()A.va=vb、ωa=ωb B.va<vb、ωa=ωbC.va>vb、ωa>ωb D.va<vb、ωa<ωb【解析】选B。a、b两点绕同一转轴转动,角速度相等,即ωa=ωb,由v=ωr得va<vb,故B正确。5.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m,它到转轴的距离为R,则其他土豆对该土豆的作用力为()A.mg B.mω2RC.QUOTE D.QUOTE【解题指南】可认为做圆周运动的土豆只受自身重力和其他土豆对该土豆的作用力两个力作用,且这两个力的合力供应向心力。【解析】选C。设其他土豆对该土豆的作用力为F,则该土豆受到重力mg和F作用。由于该土豆做匀速圆周运动,所以这两个力的合力供应当土豆做匀速圆周运动的向心力,如图所示。依据直角三角形的关系得F=QUOTE,而F向=mω2R,所以F=QUOTE,C正确。【变式训练】如图所示,汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧,弹簧拴一个质量为m的小球。当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧长度为L1,当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为L2,下列说法中正确的是()A.L1=L2 B.L1>L2C.L1<L2 D.前三种状况均有可能【解析】选B。设弹簧原长为L0,汽车在水平面上运动时,k(L1-L0)=mg,汽车在凸形桥最高点时,mg-k(L2-L0)=QUOTE,两式比较得L1>L2。B正确。6.在一个竖直的支架上固定着两个水平的弹簧枪A和B,弹簧枪A、B在同一竖直平面内,如图所示,A比B高h,弹簧枪B的出口距水平面高QUOTE,弹簧枪A、B射出的子弹的水平射程之比为xA∶xB=1∶2。设弹簧枪A、B的高度差h不变,且射出子弹的初速度不变,要使两个弹簧枪射出的子弹落到水平面上的同一点,则()A.竖直支架应向上移动B.竖直支架应向下移动C.竖直支架移动的距离为hD.竖直支架移动的距离为QUOTE【解析】选B、D。若A、B射出的子弹的初速度分别为vA、vB,则A射出的子弹满足QUOTE=QUOTEgQUOTE,xA=vAtA,B射出的子弹满足QUOTE=QUOTEgQUOTE,xB=vBtB,可得vA∶vB=1∶4。若支架高度变化h′时,A、B射出的子弹射程相同,则QUOTE+h′=QUOTEgQUOTE,QUOTE+h′=QUOTEgQUOTE,且vAt′A=vBt′B,可得h′=-QUOTE,故支架应向下移动,选项B、D正确。7.一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则()A.小球过最高点时,杆所受弹力可以为零B.小球过最高点时的最小速度是QUOTEC.小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反,此时重力肯定大于杆对球的作用力D.小球过最高点时,杆对球的作用力肯定跟小球所受重力的方向相反【解析】选A、C。轻杆上固定的小球能过最高点的最小速度为零,即只要最高点的速度大于等于零,小球就能通过最高点做圆周运动,B错误;当最高点的速度v=QUOTE时,小球只受重力作用,只有重力供应向心力,杆与球之间没有力的作用,A正确;小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反,也可与球所受重力方向相同,D错误;当方向相反时,对球有mg-F=mQUOTE,F=mg-mQUOTE,重力肯定大于杆对球的作用力,C正确。8.(2022·新课标全国卷Ⅰ)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开头绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()A.b肯定比a先开头滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等C.ω=QUOTE是b开头滑动的临界角速度D.当ω=QUOTE时,a所受摩擦力的大小为kmg【解析】选A、C。本题考查了圆周运动与受力分析。最大静摩擦力相等,而b需要的向心力较大,所以b先滑动,A项正确;在未滑动之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B项错误;b处于临界状态时,kmg=mω2·2l,ω=QUOTE,C项正确;当ω=QUOTE时,对a:Ff=mlω2=mlQUOTE=QUOTEkmg,D项错误。二、试验题(本大题共2小题,共16分)9.(6分)如图所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的试验时让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较精确     地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,不正确的是。A.通过调整使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置可以不同C.每次必需由静止释放小球D.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触【解析】该试验中调整斜槽的末端保持水平以使小球离开斜槽后做平抛运动,A对;试验中每次释放小球的位置要相同,且从斜槽上由静止释放,B错,C对;为了保证小球近似做平抛运动,即小球运动中受阻力作用完量小,小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触,D对。答案:B10.(10分)(2021·太原高一检测)将来在一个未知星球上用如图甲所示装置争辩平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的酷热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球接受频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:(1)由以上信息,可知a点(选填“是”或“不是”)小球的抛出点;(2)由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为m/s2;(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是m/s;(4)由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是m/s。【解析】(1)由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移之比为1∶3∶5可知,a点为抛出点;(2)由ab、bc、cd水平距离相同可知,a到b、b到c运动时间相同,设为T,在竖直方向有Δh=gT2,T=0.1s,可求出g=8m/s2;(3)由两位置间的时间间隔为0.10s,水平距离为8cm,x=vt,得水平速度为0.8m/s;(4)b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度,依据速度的合成求b点的合速度,vyb=QUOTEm/s=0.8m/s,所以vb=QUOTE=QUOTEm/s答案:(1)是(2)8(3)0.8(4)QUOTE三、计算题(本大题共2小题,共36分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(16分)某战士在倾角为30°的山坡上进行投掷手榴弹训练。他从A点以某一初速度v0=15QUOTEm/s沿水平方向投出手榴弹后落在B点。该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间,空气阻力不计,(g取10m/s2)求:(1)若要求手榴弹正好在落地时爆炸,问战士从拉动弹弦到投出所用的时间是多少?(2)点A、B的间距s是多大?【解题指南】手榴弹投出后落在B点,平抛运动的位移与水平方向的夹角等于斜面的倾角,通过平抛运动的两个分位移的方向关系可以求出手榴弹在空中的运动时间。【解析】设手榴弹飞行时间为t(1)手榴弹的水平位移x=v0t(2分)手榴弹的竖直位移h=QUOTEgt2(2分)且h=xtan30°(2分)解得t=3s,h=45m(2分)战士从拉动弹弦到投出所用的时间t0=5s-t=2s(2分)(2)点A、B的间距s=QUOTE(3分)解得s=90m(3分)答案:(1)2s(2)90m12.(20分)(2022·杭州高一检测)“太极球”是近年来在宽敞市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球,娴熟的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高,设球的重力为1N,不计拍的重力。求:(1)C处球拍对球的弹力比在A处大多少?(2)设在A处时球拍对球的弹力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有肯定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图像。【解析】(1)设球运动的线速度为v,半径为R则在A处时F′+mg=mQUOTE①(4分)在C处时F-mg=mQUOTE②(4分)由①②式得ΔF=F-F′=2mg=2N。(3分)(2)在A处时球拍对球的弹力为F,球做匀速圆周运动的向心力F向=F+mg,在B处不受摩擦力作用,受力分析如图所示则tanθ=QUOTE=QUOTE=F+1(5分)作出的tanθ-F的关系图像如图(4分)答案:(1)2N(2)见解析图【总结提升】竖直平面内圆周运动的分析在处理竖直平面内物体在管内或细杆的端点做圆周运动的问题时,由于该类问题中当物体处在最高点时,弹力方向可能向上,也可能向下,还可能为零,处理该类问题时,可按下述思路分析、推断。(