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1、精品文档 . 物理必修二第五章练习题(高三一轮) 一、单选题 1. 关于向心力和向心加速度的说法中,正确的是() A. 做匀速圆周运动的物体其向心力是恒定不变的 B. 向心力不改变做圆周运动物体的速度的大小 C. 做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力 D. 缓慢地做匀速圆周运动的物体其向心加速度等于零 2. 如图所示,小球A位于斜面上,小球B与小球 A位于同一高度,现将小球A,B分别以 v1和 v2的速度水平抛出, 都落在了倾角为45的斜面上的同一点,且小球B恰好垂直打到斜面上,则v1 :v 2为() A.3 :2 B.2:1 C.1:1 D.1:2 3. 如图所示,两根长度相同的细绳,
2、连接着两个质量相同的小球,在光滑的水平面内做匀 速圆周运动 O点为圆心,两段绳子在同一直线上,则两段绳子受到的张力之比F1: F2为 () A. l:l B.2:1 C.3: 2 D.3: 1 4. 游泳爱好者以恒定的速率垂直河岸渡河,当水速突然增大时,对游泳爱好者渡河发生的影 响是() A. 位移减小B. 位移不变 C.时间缩 短D. 时间不变 5. 如图所示,汽车在岸上用轻绳拉船,若汽车行进速度为v,拉船的绳与水平方向夹角为, 则船速度为() A. B. C. D. 6. 如图所示, A、B两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端,当A物体以速度v 向左运动时,系A、B的绳分别与水平方向成
3、30、60角,此时B物体的速度大小 为() A.v B.v C.v D.v 7. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为,弯道处的圆弧半径为r,若质量为 m的火车转弯时速度小于,则() A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C. 这时铁轨对火车的作用力等于mgcos D. 这时铁轨对火车的作用力小于mgcos 8. 如图所示,长为L 的轻杆一端固定一个小球,另一端固定在光滑水平轴上,使小球在竖直 平面内做圆周运动,关于小球在过最高点的速度v,下列叙述中正确的是() A. v的极小值为 B. v由零逐渐增大,向心力也逐渐先减小后增大 C. 当 v
4、 由零逐渐增大,杆对小球的弹力也逐渐增大 D. 当 v 由值逐渐减小时,杆对小球的弹力也逐渐增大 9. 如图甲所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,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N,小球在最高点的速度大小 精品文档 . 为 v,Nv 2 图象如乙图所示下列说法正确的是() A. 当地的重力加速度大小为 B.小球的质量为 C. v 2=c 时,杆对小球弹力方向向上 D.若 v 2=2b则杆对小球弹力大小为 2a 10. 如图所示,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块A和 B,它们分别紧贴漏 斗的内壁,在不同的水平面上做匀速圆周
5、运动则以下叙述正确的是() A. 物块 A的线速度小于物块B的线速度 B. 物块 A的角速度等于物块B的角速度 C. 物块 A对漏斗内壁的压力等于物块B对漏斗内壁的压力 D. 物块 A的向心力大于物块B的向心力 11. 如图所示, 两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球,细线的上端系于O 点; 设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动,已知 L1跟竖直方向的夹角为60, L2跟竖直方向的夹角为30,下列说法正确的是() A. 细线 L1和细线 L2所受的拉力大小之比为 1 : B. 小球 m1和 m2的角速度大小之比为 :1 C. 小球 m1和 m2的线速度大小之比为 3: 1 D. 小
6、球 m1和 m2的向心力大小之比为3: 1 二、多选题 12. 如图所示,一物体自倾角为 的固定斜面顶端沿水平方向以v0、2v0的水平速度 先后两次抛出,均落在斜面上从抛出到落在斜面上,物体和斜面接触时速度与水平 方向的夹角为1、2,水平距离为x1 、x 2,下落高度为 y1 、y 2,则下列关系中正确的 是() A. tan1=2tanB.1=2 C.x1 :x 2=1:2 D.y 1 :y 2=1: 4 13. 如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r ,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮 轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为 r,c点 和 d 点分别位于
7、小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则() A. ab 两点的线速度大小相等B.ab两点的角速度大小相等 C. ac 两点的线速度大小相等D.ad 两点的向心加速度大小相等 14. 一条河宽100m,水流的速度恒为3m/ s,一条小船在静水中的速度为4m/ s,关于船过河的过程,下列说法正确 的是() A. 若船头垂直河岸过河,船的运动速度是5m/ s B. 船过河的最短时间是 20s C. 船的运动轨迹可以垂直河岸到正对岸上岸 D. 船要在正对岸上岸,过河需用25s的时间 15. 汽车通过绳子拉小船,则() A. 汽车匀速则小船一定匀速B.汽车匀速则小船一定加 速 C. 汽车减速
8、则小船一定匀速D.小船匀速则汽车一定减 速 16. 如图,质量为 m 的小球,用长为 L 的细线挂在O点, 在 O点正下方处有一光滑的钉子O , 把小球拉到与钉子O 在同一水平的位置,摆线被钉子拦住且张紧,现将小球由静止释放,当 小球第一次通过最低点P瞬间() A. 小球的角速度不变B.小球的线速度不变 C. 小球的向心加速度减小为原来的D.悬线受到的拉力减小为原来的 三、计算题 精品文档 . 17. 如图所示,飞机离地面高度为H=500m,水平飞行速度为v1=100m/ s,追击一辆速度为 v2=20m/ s同向行驶的汽车, 假设炸弹在空中飞行时的阻力忽略不计,汽车可以看作是质点, 欲使飞机
9、投下的炸弹击中汽车,g=10m/ s 2求: (1)从飞机投下炸弹开始计时,炸弹在空中飞行时间? (2)飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹? 18. 如图所示, 一质量为0.1 kg 的小球, 用 40cm 长的细绳拴住在竖直面内作圆周运动,( g=10m/ s 2) 求: (1)小球恰能通过圆周最高点时的速度多大? (2)小球以3m/ s 的速度通过圆周最高点时,绳对小球的拉力多大? (3)当小球在圆周最低点时,绳的拉力为5N,则此时小球速度多大? 19. 城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示, 桥面为圆弧 形的立交桥AB,横跨在水平路面上,圆弧半径为R=25 m,一辆汽车的
10、质量 m=1000kg 的小汽车冲上圆弧形的立交桥,到达桥顶时的速度为15m/ s试 计算: (g 取 10m/s2) (1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小 (2)若小车在桥顶处的速度为V2=10m/ s时,小车将如何运动 答案和解析 【答案】 1.D 2.C 3.D 4.C 5.A 6.B 7.D 8.D 9.A 10.ABD 11.BD 12.BC 13. 解: (1)当细线拉力为零时,有:mg= 解得: v= (2)根据牛顿第二定律得:T+mg= 解得: T=- mg= (3)根据牛顿第二定律得,:T-mg= 代入数据解得:v=4m/ s 答: ( (1)小球恰能通过圆周最高点时的速度
11、为2m/ s (2)小球以3m/ s 的速度通过圆周最高点时,绳对小球的拉力为1.25N (3)当小球在圆周最低点时,绳的拉力为5N,则此时小球速度为4m/s 14. 解: (1)小车在最高点mg-FN =m FN=1000N 由牛顿第三定律可知,车对桥面压力为1000N (2)当 mg=m 时,车对桥面压力为零,达到安全行驶的最大速度 精品文档 . 此时 v=5m/s, 而 V2=10m/ s5m/ s所以车能正常行驶; 答: (1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小为1000N (2)若小车在桥顶处的速度为V2=10m/ s时,小车能正常行驶 【解析】 1. 解:对于A球,有 tan45=,
12、得 v1= 对于 B球,有 tan45=,得 v2=gt2; 由 h=得 t=,h 相等,则t1 =t 2 联立解得: v1:v2=1:2 故选: D 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动A球落到斜面上竖直位移与水平位移之比 等于 tan45 B球垂直在斜面上,速度与水平方向的夹角为45根据位移和速度关系分别列式得到速度之比 解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,运用运动学公式进 行求解 2. 解:将小船的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示,平行绳子的 分速度等于人拉绳子的速度,故:v=vcos,代入数据有,故 C正 确, ABD错
13、误; 故选: C 将船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的速度等于 v,根据平行 四边形定则求出船的速度 考查了运动的合成与分解,解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,会根据平 行四边形定则对速度进行合成 3. 解:当水速突然增大时,在垂直河岸方向上的运动时间不变,所以横渡的时间不变水速增大后在沿河岸方向 上的位移增大故D正确, ABC错误 故选: D 将游泳爱好者的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,根据分运动和合运动具有等时性,渡河的时间等于在垂直 河岸方向分运动的时间最终的位移是两个位移的合位移 解决本题的关键将游泳爱好者的运动分解为沿河岸方
14、向和垂直河岸方向,知道分运动和合运动具有等时性 4. 解:由静止开始下落的雨滴,若不计空气阻力,在竖直方向上做自由落体运动,水平方向上有风力作用,不影 响竖直方向上的运动,所以雨滴下落的时间不变着地的速度等于竖直分速度和水平分速度的合速度,知风速越大, 落地的速度越大雨滴做的运动不是平抛运动故C正确, A、B、D错误 故选: C 将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向,根据两个方向上的受力情况确定其运动情况,从而确定运动的时间和落 地的速度 解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,各分运动具有独立性,互不干扰 5. 解:对 A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解,则有沿着绳子方向的速
15、度大小为 vAcos30;对 B 物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解,则有沿着绳子方向的速度大小为vBcos60, 由于沿着绳子方向速度大小相等,所以则有vAcos30= vBcos60, 因此 vB= =v,故 A正确, BCD错误 故选: A 分别对 A、B物体速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解,根据三角函数关系及沿着绳子方向速度大小相等, 精品文档 . 可知两物体的速度大小关系 考查学会对物体进行运动的分解,涉及到平行四边形定则与三角函数知识,同时本题的突破口是沿着绳子的方向速 度大小相等 6. 解:点 a 和点 b 是同缘传动边缘点,线速度相等,故有:va:vb=1:1;
16、 根据 v=r,有:a:b =r b :r a=1:2; 点 B和点 C是同轴传动,角速度相等,故有:b:c=1:1; 根据 v=r,有: vb:vc=rb: rc=1: 2; 综合以上,有: a:b:c=1: 2:2; va :v b : v c=1: 1:2; 故 ACD错误, B正确 故选: B 求线速度之比需要知道三者线速度关系:A、B两轮是皮带传动,皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大 小相同, B、C两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度相同 解决传动类问题要分清是摩擦传动(包括皮带传动,链传动,齿轮传动,线速度大小相同)还是轴传动(角速度相 同) 7. 解:A、对任一小球研究
17、设细线与竖直方向的夹角为,竖直方向受力平衡,则: Tcos= mg,解得: T=, 所以细线L1和细线 L2所受的拉力大小之比=,故 A错误; B、小球所受合力的大小为mgtan,根据牛顿第二定律得:mgtan= mLsin 2,得:= 两小球 Lcos 相等,所以角速度相等,故B错误; C、根据 v=r,角速度相等,得小球m1和 m2的线速度大小之比为:=3,故 C错误; D、小球所受合力提供向心力,则向心力为:F=mgtan,小球 m1和 m2的向心力大小之比为:=3,故 D 正确 故选: D 小球受重力和拉力,两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力通过合力提供向心力,比较出两球的角速度大
18、小, 抓住小球距离顶点O的高度相同求出半径的关系,根据v=r 比较线速度关系 解决本题的关键会正确地受力分析,知道匀速圆周运动向心力是由物体所受的合力提供并能结合几何关系求解,难 度适中 8. 解: A、小球在最高点的最小速度为零,此时重力等于杆子的支持力故A错误; B、在最高点,根据F向=m得,当 v 由零逐渐增大时,小球向心力也逐渐增大故B错误; CD 、在最高点,当杆子作用力为零时,v=,当 0 v时,杆子提供支持力,mg-N=m,当 v 由零逐渐 增大到时,杆子的力逐渐减小,反之当 v由 值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大,故C错误, D正 确 故选: D 杆子在最高点可以表现为拉力
19、,也可以表现为支持力,临界的速度为零,根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力 随速度变化的关系 解决本题的关键搞清小球向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解,以及知道杆子可以表现为拉力,也可以表现 为支持力 9. 解:A、 B、 火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时,此时火车的速度正好是, 精品文档 . 由题知,质量为m的火车转弯时速度小于,所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压,故A正确, B错误 C、当内外轨没有挤压力时,受重力和支持力,N=,由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面,可以把这个力分 解为水平和竖直向上两个分力,由于竖直向上的分力的作用,使支持力变小故CD错误 故选:
20、A 火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力,当合力恰好等于需要的向心 力时,火车对内外轨道都没有力的作用,速度增加,就要对外轨挤压,速度减小就要对内轨挤压 火车转弯主要是分析清楚向心力的来源,再根据速度的变化,可以知道对内轨还是对外轨有作用力 10. 解: A、根据,可知 tan1=2tan,因为落在斜面上位移与水平方向的夹 角相等,则速度与水平方向的夹角相等,即1=2故 A、B正确 C、平抛运动的时间t=,因为初速度之比为1:2,水平位移x=v0t= ,可知 x1: x2=1:4故 C错误 D、因为平抛运动的时间之比为1:2,根据 y=知, y1:y2=1
21、:4故 D正确 故选: ABD 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,结合水平位移和竖直位移关系求出平抛运 动的时间,从而得出水平位移和竖直位移的关系 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动在某时刻速度与水平方向夹角的 正切值是位移与水平方向夹角正切值的2 倍 11. 解:由于绳子不可伸长,车和船的速度沿着绳子方向的分速度相等; 设绳子与竖直方向的夹角为,将车和船的速度均沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示: 故: v车 =v 船sin AB 、根据 v车=v船sin,如果汽车匀速,由于 减小,故 v船增加,故 A错误, B正
22、确; C、根据 v车=v船sin,如果汽车减速,由于也 减小,故 v 船不一定匀速,故C错误; D、根据 v车 =v 船sin,如果小船匀速,由于 减小,故v车减小,故 D正确; 故选: BD 将车和船的速度均沿着平行绳子和垂直绳子方向方向正交分解,由于绳子不可伸长,沿着绳子方向的分速度相等 本题研究通过绳子连接的物体间速度关系,关键是明确车和船的速度沿着绳子方向的分速度相等,基础问题 12. 解: A、B、当球第一次通过P点时,线速度的大小不变,由于线速度大小不变,根据知,转动的半径变 大,则角速度减小,故A错误, B正确 C、根据 a=知,线速度大小不变,转动的半径变大为原来的2 倍,则向
23、心加速度突然减小原来的,故 C正确 D、根据牛顿第二定律得,线速度大小不变,转动半径变大为原来的2 倍,则摆线张力变小,但大 于原来的,故 D错误 故选: BC 当球第一次通过P点时, 线速度的大小不变,转动的半径变大,根据线速度、 角速度、 向心加速度的关系分析判断, 根据牛顿第二定律分析摆线张力的变化 解决本题的关键抓住通过最低点的线速度不变,根据向心力和向心加速度的公式,结合半径的变化判断其变化 精品文档 . 13. (1)当小球恰好过最高点时,绳子的拉力为零,重力提供圆周运动的向心力根据牛顿第二定律求出最高点的临 界速度 (2、3)对小球受力分析,利用牛顿第二定律列方程求出细线的拉力和小球的速度 解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动,靠沿半径方向的合力提供向心力 14. (1)小汽车通过桥顶时做圆周运动,竖直方向受重力mg,支持力F的作用,合外力提供向心力,由几何关系求出 半径,根据牛顿第二定律列式即可求解; (2)在最高点对车支持力为0,重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可求解出临界速度,从而确定车的运动 状态 解决本题的关键搞清汽车做圆周运动向心力的来源,根据牛顿第二定律进行求解,注意当重力充当向心力时,此时 为临界状态
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