高中物理 第5章 曲线运动综合测评 新人教版必修2Word文档格式.docx

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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．

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<

v<

v临时，杆对小球有向上的推力．

【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<

v0，则FN≠0，对小球受力分析如图乙．

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