学年人教版物理必修2课堂练习学业质量标准检测5.docx
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学年人教版物理必修2课堂练习学业质量标准检测5
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2019-2020学年人教版物理必修2课堂练习:
学业质量标准检测5
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第五章 学业质量标准检测
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(20xx·浙江省温州九校高一上学期期末)一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是( D )
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
解析:
汽车转弯时受到重力,地面的支持力以及地面给的摩擦力,其中摩擦力充当向心力,A错误;当最大静摩擦力充当向心力时,速度为临界速度,大于这个速度则发生侧滑,根据牛顿第二定律可知f=m
。
解得v=
=20
m/s,所以汽车转弯的速度为20m/s时,所需的向心力小于1.4×104N。
汽车不会发生侧滑,BC错误;汽车能安全转弯的向心加速度a=
=
=7m/s2,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2,D正确。
2.如图所示,在一次空地演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。
设拦截系统与飞机的水平距离为s,不计空气阻力。
若拦截成功,则v1,v2的关系应满足( D )
A.v1=v2 B.v1=
v2
C.v1=
v2D.v1=
v2
解析:
设经t时间拦截成功,则平抛的炮弹h=
gt2,s=v1t;竖直上抛的炮弹H-h=v2t-
gt2,由以上各式得v1=
v2。
3.(20xx·黑龙江哈尔滨三中高一下学期月考)如图所示为某一皮带传动装置,M是主动轮,其半径为r1,M′半径也为r1,M′和N在同一轴上,N和N′的半径都为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。
则下列说法正确的是( C )
A.N′轮做的是逆时针转动B.M′轮做的是顺时针转动
C.N′轮的转速为(
)2nD.M′轮的转速为(
)2n
解析:
根据皮带传动关系可以看出,N轮和M轮转动方向相反,N′轮和N轮的转动方向相反,因此N′轮的转动方向为顺时针,故A、B错误;皮带与轮边缘接触处的线速度相等,所以2πnr1=2πn2r2,得N(或M′)轮的转速为n2=
,同理2πn2r1=2n′2πr2,可得N′轮转速n′2=(
)2n,故C正确,D错误。
4.(原创题)如图所示,雨点正在以4m/s的速度竖直下落,明洲同学以3m/s的速度水平匀速骑行,为使雨点尽量不落在身上,手中伞杆应与竖直方向所成夹角为( B )
A.30°B.37°
C.45°D.0°
解析:
雨滴相对于人斜向后下落,如图,则
sinθ=0.6,所以θ=37°,故选B。
5.甲、乙两名溜冰运动员,M甲=80kg,M乙=40kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示,两人相距0.9m,弹簧秤的示数为9.2N,下列判断中正确的是( D )
A.两人的线速度相同,约为40m/s
B.两人的角速度相同,为5rad/s
C.两人的运动半径相同,都是0.45m
D.两人的运动半径不同,甲为0.3m,乙为0.6m
解析:
甲、乙两人绕共同的圆心做匀速圆周运动,他们间的拉力互为向心力,他们的角速度相同,半径之和为两人的距离。
设甲、乙两人所需向心力为F向,角速度为ω,半径分别为r甲、r乙,则
F向=M甲ω2r甲=M乙ω2r乙=9.2N①
r甲+r乙=0.9m②
由①②两式解得ω≈0.6rad/s,r甲=0.3m,r乙=0.6m,故只有选项D正确。
6.如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角θ=60°,AB两点高度差h=1m,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则球刚要落到球拍上时速度大小为( C )
A.2
m/sB.2
m/s
C.4
m/sD.
m/s
解析:
根据h=
gt2得t=
=
s=
s
竖直分速度:
vy=gt=10×
m/s=
m/s
刚要落到球拍上时速度大小v=
=
=4
m/s,C正确,ABD错误。
7.如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M,货物的质量为m,货车以速度v向左做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是( BD )
A.到达图示位置时,货箱向上运动的速度大于
B.到达图示位置时,货箱向上运动的速度等于vcosθ
C.运动过程中,M受到绳的拉力等于(M+m)g
D.运动过程中,M受到绳的拉力大于(M+m)g
解析:
小车A向左运动的过程中,小车的速度是合速度,可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度,如图所示。
由图可知v1=vcosθ,小车向左运动的过程中θ角减小,v不变,v1增大,货物做向上的加速运动,故绳的拉力大于货物总重力。
故BD正确。
8.在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图1),若把这滑铁索过江简化成图2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,若把绳索看作是圆弧,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( BC )
A.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104m
C.人在滑到最低点时对绳索的压力为570N
D.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=m
得F=570N
此时人处于超重状态,B、C选项正确。
9.如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。
小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为v,其F-v2图像如乙图所示。
则( AD )
A.小球的质量为
B.当地的重力加速度大小为
C.v2=c时,杆对小球的弹力方向向上
D.v2=2b时,小球受到的弹力与重力大小相等
解析:
在最高点,若v=0,则N=mg=a;若N=0,由图知:
v2=b,则有mg=m
=m
,解得g=
,m=
R,故A正确,B错误;由图可知:
当v2<b时,杆对小球弹力方向向上,当v2>b时,杆对小球弹力方向向下,所以当v2=c时,杆对小球弹力方向向下,故C错误;若v2=2b。
则N+mg=m
=m
,解得N=mg,即小球受到的弹力与重力大小相等,故D正确。
故选AD。
10.(20xx·湖北省“荆、襄、宜”七校联盟高一下学期期中)如图所示,圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做
平抛运动。
现测得转台半径R=0.6m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地时水平位移的大小x=0.8m,重力加速度g=10m/s2。
设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则:
( ABD )
A.物块运动到达地面的时间t=0.4s
B.物块做平抛运动的初速度大小v0=2m/s
C.物块与转台间的动摩擦因数μ=
D.物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离d=1m
解析:
由H=
gt2得t=0.4s,故A正确;由x=v0t,得v0=2m/s,故B正确;根据μmg=m
,得μ=
,故C错误;d=
=1m,故D正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共2小题,共14分。
把答案直接填在横线上)
11.(6分)(20xx·河南省××市高一下学期期中)在研究做圆周运动的物体在任意位置的速度方向时,可在桌面上铺一张白纸,设法使一个陀螺在纸上O点稳定转动,如图(a)所示,接着在陀螺的边缘滴几滴带颜色的水,水在纸上甩出的痕迹如图(b)所示,然后再用一张透明胶片做模板,画一个圆及其几根切线,如图(c)所示。
(1)圆的半径与陀螺的半径的比例应为__1∶1__;
(2)将圆心与纸上O点对准并覆盖其上,随后绕过O点、垂直于纸面的轴旋转模板,可观察到模板上的切线总是与水的痕迹重合,这种判断的方法通常称作__B__。
A.控制变量法 B.建模方法
C.等效替代法D.图像方法
解析:
(1)陀螺的边缘上的水沿切线方向飞出,所以圆的半径与陀螺的半径的比例应为1∶1。
(2)本题通过建立模型,观察到模板上的切线总是与水的痕迹重合,得出了圆周运动的物体在任意位置的速度方向。
所以这种方法称为建模方法。
12.(8分)(20xx·湖北省××市示范高中协作体高一下学期期中)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线__水平__。
每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛__初速度相同__。
(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__1.6__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__1.5__m/s;B点的竖直分速度为__2__m/s。
解析:
(2)方法一:
取点(19.6,32.0)分析可得:
0.196=
×9.8×t
0.32=v0t1
解得:
v0=1.6m/s。
方法二:
取点(44.1,48.0)分析可得:
0.441=
×9.8×t
0.48=v0t2
解得:
v0=1.6m/s。
(3)由图可知,物体上A→B和由B→C所用的时间相等,且有:
Δy=gT2 x=v0T
解得:
v0=1.5m/s vBy=
=2m/s。
三、论述·计算题(共4小题,共46分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10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°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)石子在空中运动的时间t;
(2)石子水平抛出的速度v0。
答案:
(1)2s
(2)15m/s
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。
14.(11分)一战斗机飞行员驾驶飞机在万米高空的竖直平面内做匀速圆周运动,飞行速度为1080km/h,已知在最低点时飞机的加速度为60m/s2,(取g=10m/s2,不考虑加速度随高度的变化)
(1)则飞机飞行的半径是多少;
(2)质量为70kg的飞行员在最低点时对座椅的压力;
(3)在最高点时飞机上脱落一个零件,求飞机飞行半圈时,零件的速度大小。
(不考虑零件受到的空气阻力)
答案:
(1)1500m
(2)4900N (3)340m/s
解析:
(1)1080km/h=300m/s,
根据a=
知,飞机飞行的半径为:
r=
=1500m
(2)根据牛顿第二定律得:
N-mg=ma,
解得:
N=mg+ma=70×(10+60)N=4900N。
根据牛顿第三定律知,飞行员在最低点对座椅的压力为4900N。
(3)在最高点脱落的零件做平抛运动,飞机飞行半圈所需的时间为:
t=
=5πs,
此时竖直分速度为:
vy=gt=50πm/s,
根据平行四边形定则知:
v′=
=
m/s≈340m/s。
15.(12分)(20xx·黑龙江省××市六中高一下学期期中)如图所示,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0.75mg。
求A、B两球落地点间的距离。
答案:
3R
解析:
两个小球在最高点时,受重力和管壁的作用力,这两个力的合力作为向心力,离开轨道后两球均做平
抛运动,A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差。
对A球:
3mg+mg=m
vA=
对B球:
mg-0.75mg=m
vB=
sA=vAt=vA
=4R sB=vBt=vB
=R
∴sA-sB=3R
16.(13分)(20xx·湖南常德一中高一下学期检测)如图所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的斜面BC,经C点进入光滑水平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。
已知小球质量为m,A、B两点高度差为h,BC斜面高2h,倾角α=45°,悬挂弧形轻质筐的轻绳长为3h,小球可看成质点,弧形轻质筐的重力忽略不计,且其高度远小于悬线长度,重力加速度为g,试求:
(1)B点与抛出点A的水平距离x;
(2)小球运动至C点速度vC的大小;
(3)小球进入轻质筐后瞬间,轻质筐所受拉力F的大小。
答案:
(1)2h
(2)2
(3)
mg
解析:
(1)小球在B点速度与斜面平行
vy=v0
t=h
v0t=x
∴x=2h
(2)小球在斜面上加速度a=gsin45°=
g
vB=
v0=2
v
-v
=2a
∴vC=2
(3)F-mg=m
F=
mg
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