高中物理 第5章 曲线运动综合测评 新人教版必修2.docx
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高中物理第5章曲线运动综合测评新人教版必修2
2019-2020年高中物理第5章曲线运动综合测评新人教版必修2
命题报告
知识点
简单
中等
较难
曲线运动的条件
1.
11.
运动的合成与分解
3.
2.
平抛运动
4.6.
5.12.14.
13.
圆周运动
7.8.
10.15.
9.16.
【答案】 C
4.如图2所示,在倾角为θ的斜面上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( )
图2
A. B.
C.D.
【解析】
设小球从抛出至落到斜面上所用时间为t,在这段时间内水平位移和竖直位移分别为
x=v0t,y=gt2.
如图所示,由几何关系知
tanθ===.
所以小球的运动时间为t=.
【答案】 B
5.m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,如图3所示.已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑,当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少是( )
图3
A. B.
C.D.
【解析】 物体恰好被水平抛出时,在皮带轮最高点满足mg=m,又因为v=2πrn,可得n=,选项A正确.
【答案】 A
6.(xx·江苏高考)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图4所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落.关于该实验,下列说法中正确的是( )
图4
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
【解析】 根据平抛运动和自由落体运动的规律解题.小锤打击弹性金属片后,A球做平抛运动,B球做自由落体运动.A球在竖直方向上的运动情况与B球相同,做自由落体运动,因此两球同时落地.实验时,需A、B两球从同一高度开始运动,对质量没有要求,但两球的初始高度及击打力度应该有变化,实验时要进行3~5次得出结论.本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质,故选项B、C正确,选项A、D错误.
【答案】 BC
7.如图5所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( )
图5
A.从动轮做顺时针转动
B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为n
D.从动轮的转速为n
【解析】 根据传动装置的特点可知:
从动轮应做逆时针转动,故选项B对;皮带轮边缘上各点线速度大小相等,即r1·2πn=r2·2πn′,所以从动轮的转速为n′=n,选项C对.
【答案】 BC
8.在光滑的水平面上,用长为l的细线拴一质量为m的小球,以角速度ω做匀速圆周运动.下列说法中正确的是( )
A.l、ω不变,m越大线越易被拉断
B.m、ω不变,l越小线越易被拉断
C.m、l不变,ω越大线越易被拉断
D.m不变,l减半且角速度加倍时,线的拉力不变
【解析】 根据向心力的公式判断,在角速度ω不变时,F与物体的质量m、半径l都成正比,B错.质量m不变时,F又与l和ω2成正比,D错.
【答案】 AC
9.
如图6所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动.点a、b分别表示轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( )
图6
A.a处为拉力,b处为拉力
B.a处为拉力,b处为推力
C.a处为推力,b处为拉力
D.a处为推力,b处为推力
【解析】 在a处小球受到竖直向下的重力,因此a处一定受到杆的拉力,因为小球在最低点时所需向心力沿杆由a指向圆心O,向心力是杆对球的拉力和重力的合力.小球在最高点b时杆对球的作用力有三种情况:
(1)杆对球恰好没有作用力,这时小球所受的重力提供向心力,设此时小球速度为v临,由mg=得v临=.
(2)当小球在b点,速度v>v临时,杆对小球有向下的拉力.(3)当小球在b点,速度0 【答案】 AB 10.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,下列说法中正确的有( ) A.可以用天平测量物体的质量 B.可以用水银气压计测舱内的气压 C.可以用弹簧测力计测拉力 D.在卫星内将重物挂于弹簧测力计上,弹簧测力计示数为零,但重物仍受地球的引力 【解析】 卫星内物体处于完全失重状态,此时放在天平上的物体对天平的压力为零,因此不能用天平测量物体的质量,故A错;同理水银也不会产生压力,故水银气压计也不能使用,故B错;弹簧测力计测拉力遵从胡克定律,拉力的大小与弹簧伸长量成正比,故C正确;物体处于完全失重状态时并不是不受重力,而是重力提供了物体做圆周运动的向心力,故D正确. 【答案】 CD 二、填空题(本题共3个小题,共18分) 11.(6分)(xx·四川高考)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹.图7中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号).实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动. 图7 【解析】 因条形磁铁与钢珠间的作用力为引力,方向沿二者的连线方向,而物体所受合力与速度共线时做直线运动,不共线时做曲线运动.且运动轨迹向合力方向的一侧弯曲.由图知磁铁在A位置时对钢珠引力与v0同向,轨迹为b;磁铁在B位置时钢珠所受合力指向B点,a、c、d三条轨迹中只有c是向B点弯曲的,故对应于轨迹c. 【答案】 b c 不在 12.(6分)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图8所示的装置. 图8 先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C. 若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.02cm,B、C间距离y2=14.82cm.(g=9.80m/s2) (1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放? ____________. (2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=_____.(用题中所给字母表示) (3)小球初速度的值为v0=________________m/s. 【解析】 (1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度. (2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则小球从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;竖直方向由匀变速直线运动推论有y2-y1=gT2,且v0T=x.解以上两式得: v0=x. (3)代入数据解得v0=1.00m/s. 【答案】 (1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (2)x (3)1.00 13.(6分)如图9所示,在高为h的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度为g,若两球能在空中相遇,则小球A的初速度vA应大于________,A、B两球初速度之比为________. 图9 【解析】 A、B能在空中相遇,则A至少在落地前水平位移达到s.由h=gt2,s=vt得v=s,所以vA应大于s.当A、B相遇时A球: s=vAt′,y=gt′2.B球竖直上抛h-y=vBt′-gt′2.联立三式可得=. 【答案】 s 三、计算题(本题共3个小题,共32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) 14.(12分)把一小球从离地面h=5m处,以v0=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力(g取10m/s2).求: (1)小球在空中飞行的时间. (2)小球落地点离抛出点的水平距离. (3)小球落地时的速度. 【解析】 (1)由h=gt2得飞行的时间 t==s=1s. (2)落地点离抛出点的水平距离为 x=v0t=10×1m=10m. (3)vy=gt=10m/s. 小球落地时的速度v==14.1m/s, tanα==1 α=45°, 方向与地面成45°斜向下. 【答案】 (1)1s (2)10m (3)14.1m/s,方向与地面成45°斜向下 15.(8分)如图10所示,质量为m的物体,沿半径为r的圆轨道自A点滑下,A与圆心O等高,滑至B点(B点在O点正下方)时的速度为v,已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ,求物体在B点所受的摩擦力. 图10 【解析】 物体由A滑到B的过程中,受到重力、轨道的弹力及摩擦力的作用,做圆周运动,在B点物体的受力情况如图所示,其中弹力FN与重力G=mg的合力提供物体做圆周运动的向心力;由牛顿第二定律有FN-mg=,可求得FN=mg+,则滑动摩擦力为Ff=μFN=μm. 【答案】 μm 16.(12分)如图11所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r.物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同.物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动. 图11 【解析】 由于A在转盘上随盘做匀速圆周运动,所以它所受的合外力必然指向圆心,而其中重力、支持力平衡,绳的拉力指向圆心,所以A所受的摩擦力方向一定沿着半径或指向圆心,或背离圆心. 当A将要沿盘向外滑时,A所受的最大静摩擦力指向圆心,A的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力.即 F+Ffm=mωr.① 由于B静止,所以F=mg.② 最大静摩擦力是压力的μ倍,即 Ffm=μFN=μmg.③ 由①②③解得ω1=. 当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为F-Ffm=mωr.④ 由②③④得ω2=. 要使A随盘一起转动,其角速度ω应满足 ≤ω≤ 【答案】 ≤ω≤ 附加题(本题供学生拓展学习,不计入试卷总分) 17.如图12所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为30°,物体以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动: 图12 (1)当v1=时,求线对物体的拉力; (2)当v2=时,求线对物体的拉力. 【解析】 临界条件为圆锥体对小球的支持力FN=0,如图甲所示,Fn=ma=mv2/r=mv/(Lsin30°)=mgtan30°, 得: v0=. (1)因v1 解之得: F=mg. (2)因v2>v0,物体离开斜面,对小球受力分析如图丙所示. 解得: F=2mg. 【答案】 (1)(1+3)mg (2)2mg 2019-2020年高中物理第5章波与粒子5.1光电效应5.2康普顿效应教案鲁科版选修3-5 ●课标要求 知识与技能 1.了解光电效应及其实验规律. 2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义. 3.了解光电管的应用. 4.了解康普顿效应及其意义. 过程与方法 1.了解物理真知形成的历史过程. 2.了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究
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