2019人教版必修第二册第6章水平测评提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第6章水平测评提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 06:02:35 | ||
图片预览
文档简介
2019人教版必修第二册 第6章 水平测评 提升练习
一、多选题
1．长度L=0.50m的轻杆OA，A端有一质量m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s（g取10m/s2），则此时细杆OA受到（ ）
A．6N的拉力
B．6N的压力
C．当小球到达最低端的时候，OA只能受到拉力的作用
D．当小球到达最低端的时候，OA受到拉力还是压力，要看小球的速度
2．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成图的模型，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，若把绳索看做是圆弧，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( )
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．在滑到到最低点时人处于失重状态
3．质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在O点正下方处有一光滑的钉子，把小球拉到与在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示，将小球从静止释放，当球第一次通过最低点P的瞬间（ ）
A．小球速率突然减小
B．小球角速度突然减小
C．小球的向心加速度突然减小
D．摆线上的张力突然减小
4．下列四幅图中，相应的说法正确的是（ ）
A．图甲中多次实验两球均同时落地，表明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
B．图乙运动员要想射中靶心，必须符前头沿水平方向瞄准靶心射出
C．图丙水杯随转盘一起匀速转动，杯中水减少时，水杯仍然不会发生相对滑动
D．图丁为牛顿通过扭秤实验测出万有引力常量
二、单选题
5．某物理老师用圆规在黑板上画圆，已知圆规脚之间的距离是25cm，该老师使圆规脚之间保持这个距离不变，用粉笔在黑板上匀速率地画了一个圆，粉笔的线速度是2.5m/s。关于粉笔的运动，有下列说法：①角速度是0.1rad/s；②角速度是10rad/s；③周期是10s；④周期是0.628s；⑤转速小于2r/s；⑥转速大于2r/s。下列选项中的结果全部正确的是（ ）
A．①③⑤ B．②④⑥ C．②④⑤ D．①③⑥
6．下列说法正确的是( )
A．伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B．“月地检验”通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度检验万有引力的“平方反比”规律
C．匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，速度方向始终为切线方向
D．奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应磁现象
7．A、B两球质量分别为2m和m，如图，用a、b两根长度相同的绳系住，绕a绳的O端在光滑水平面上以相同角速度做匀速圆周运动，则a，b两根绳张力大小之比为（ ）
A．1∶1
B．3∶1
C．4∶1
D．2∶1
8． 如图所示为儿童游乐场中的一个游乐设施，小孩乘坐的小飞机固定在机械臂上，在转速一定的电动机带动下转圈，机械臂时而放平时而举高，给小孩带来乐趣．小飞机被举高时与未被举高时相比( )
A．角速度变小了
B．线速度变大了
C．向心加速度变小了
D．小孩所受合力变大了
9．如图所示，汽车以速度v通过一半圆形拱桥的顶点。下列关于汽车受力的说法中正确的是（ ）
A．汽车受重力、支持力、向心力
B．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C．汽车的向心力是重力
D．汽车的重力和支持力的合力是向心力
10．如图一质量为m的球，用长为L的细线悬挂于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子瞬间，以下说法不正确的是 （ ）
A．小球的线速度突然增大
B．小球的向心加速度突然增大
C．小球的角速度突然增大
D．悬线拉力突然增大
11．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）放置在水平圆形转台上，与转台一起绕转台中心的竖直轴做圆周运动，转台的角速度为ω，无论转台匀速、减速或者加速转动，物体总是与转台保持相对静止，物体到转台轴心的距离为l，物体与转台间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．物体受到重力、转台的支持力、摩擦力和向心力的作用
B．若转台匀速转动，则物体受到的摩擦力大小为μmg
C．物体所受摩擦力的方向总是指向转台轴心
D．转台的角速度始终小于
12．一物体以某一速度做平抛运动，在第1秒，第2秒，第3秒内的位移大小之比可能为（ ）
A． B． C． D．1：3：5
三、实验题
13．在“用圆锥摆实验验证向心力公式"的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连,如图所示.当转轴转动时,C球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S;
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F向;
⑤算出C球所受的合力F合;
⑥验证向心力公式.
(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些________
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第（I)题中你所选择的物理量表示出AD间距S=_______.
(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条: _________________________________________________
14．在探究物体做匀速圆周运动的向心力时，用一根细绳，栓一小物体，在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，如图所示．
探究 ①：可以感受到细绳对手的拉力方向___________________(选填“沿绳指向圆心”或“沿绳背离圆心”）；由此推断细绳对小物体的拉力方向_________________(选填“沿绳指向圆心”或“沿绳背离圆心”）；
探究：若小物体不变，旋转半径不变，增加单位时间内转过的圈数，可以感受到拉力变大；
探究：若小物体不变，单位时间内转过的圈数不变，增大旋转半径，可以感受到拉力变大；
在探究中，用到的科学方法是__________________（选填“类比法”、“演绎法”、“控制变量法”或“等效替代法”）
四、解答题
15．如图所示，一光滑直杆上套了A、B两个质量均为m的圆环，OB＝L，OA＝2L．杆的一端O有固定铰链，可自由转动．现在使杆绕竖直轴做匀速转动．试证明：A、B两环不可能同时随杆稳定转动，并说明，若B环能随杆稳定转动，则A环沿杆有怎样的运动现象？
16．如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动，以经过O水平向右的方向作为x轴的正方向．在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，在t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v0．已知容器在t=0时滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水，问：
（1）每一滴水落到圆盘上的速度v的大小
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上，圆盘转动的角速度ω．
（3）在满足（2）的条件下，第三滴水与第四滴水在盘面上的落点间的最小距离△x．
17．如图所示，为一物体传送装置，传送带CD与圆弧轨道AB、与斜面DE均光滑接触。质量为M的物体（物体可视为质点），沿圆弧轨道下滑至最低点B时，对轨道压力大小为FB=3Mg，随后无能量损失的冲上传送带CD，传送带速度为v0=6m/s，方向如图。物体与传送带，物体与斜面之间的动摩擦因数均为 =0.5，斜面DE与水平方向的夹角θ=37°，圆弧轨道半径R=0.8m，CD间长度L=0.9m，物体质量M=0.5kg。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(1)物体沿圆弧轨道下滑至圆弧轨道最低点B时的速度大小；
(2)设物体离开D点后，立即脱离传送带而水平抛出，求：
①物体离开D点后落到斜面DE上的速度大小；
②若物体与斜面发生碰撞后，将损失垂直斜面方向的速度，而只保留了沿斜面方向的速度，碰撞时间为，求：
a．碰撞后物体沿斜面下滑的初速度大小；
b．碰撞过程中斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力大小。
18．从某一高度平抛一物体，抛出2s后落地，落地时速度方向与水平方向成45°角（g取10 m/s2），求：
（1）落地时竖直方向的速度。
（2）落地时的速度（结果保留3位有效数字）。
（3）抛出点距地面的高度。
（4）水平位移。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【解析】
A、小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆对子弹的弹力方向向上为，
根据合力提供向心力：，代入数据解得：，此时细杆OA受到压力，故A错误，B正确；
C、当小球到达最低端的时候，对小球受力分析可知，受重力和拉力，合力提供小球作圆周运动的向心力，故OA只能受到拉力的作用，故C正确，D错误
点睛：注意弹力方向可能向下，也可能向上，假设弹力向上，如果解出是正值，说明此力向上，如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反，即方向应该向下．
2．BC
【详解】
A．从最高点滑到最低点的过程中速度在增大，所以不可能是匀速圆周运动，故A错误；
B．如图由几何关系
r2=（r-h）2+()2
L=80m，h=8m，代入解得，绳索的圆弧半径
r=104m
故B正确；
C．滑到最低点时，由牛顿第二定律
N-mg=m
得到
N=m（g+）=52×（10+）N=570N
由牛顿第三定律，人对绳索的压力为570N，故C正确；
D．在最低点，人对绳索的压力大于重力，处于超重状态，故D错误．
故选BC。
3．BCD
【详解】
A．小球第一次通过最低点时，小球的速率不变，故A错误；
B．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B正确；
C．根据
知，半径变大，则向心加速度突然减小，故C正确；
D．根据
得
半径变大，则张力突然变小，故D正确。
故选BCD。
4．AC
【详解】
A．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，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，A正确；
B．射出的箭具有水平的初速度，只受重力作用，在空中做平抛运动，箭在空中运动时，竖直方向要下落一段距离，所以不能正对靶心水平射出，应高于靶心射出，才能射中靶心，B错误；
C．水杯随转盘一起匀速转动，则有
f = mrω2
f为静摩擦力，其在0到μmg之间，则当m减小f和mrω2均减小，则水杯仍然不会发生相对滑动，C正确；
D．卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，D错误。
故选AC。
5．C
【详解】
由题意可得
周期为
转速
综上可得C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【解析】伽利略通过理想斜面实验否定了力是维持物体运动的原因的观点，故A错误．牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故B错误．匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，加速度方向不断指向圆心，速度方向始终为切线方向．故C正确；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故D错误；故选C．
7．D
【详解】
设OA=AB=L；对B球有：TAB=m 2Lω2．对A球有：TOA-TAB=2mLω2．联立两式解得：．故D正确，ABC错误．故选D．
【点睛】
解决本题的关键搞清向心力的来源，通过正确分析AB受力，运用牛顿第二定律进行求解，易误认为两线上拉力之比为两球圆周运动向心力之比，得出错误答案．
8．C
【详解】
A．机械臂举高后，由于电动机转速不变，故小飞机做圆周运动的角速度不变，A错误；
BC． 机械臂举高后转动半径减小，所以线速度
变小，向心加速度为
变小，B错误，C正确；
D．由牛顿第二定律可得
转动半径减小，小孩所受合力变小．D错误。
故选C。
9．D
【详解】
汽车过拱桥时，做圆周运动，在拱桥的顶点，汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力，由重力和支持力的合力提供所需的向心力，方向指向圆心；故D正确，ABC错误。
故选D。
10．A
【详解】
A．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，故A错误；
B．根据向心加速度公式
得，线速度大小不变，半径变小，则向心加速度变大，故B正确；
C．根据v=rω，知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大，故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
得
半径变小，则拉力变大，故D正确；
不正确的故选A．
11．D
【详解】
A．物体受到重力、转台的支持力、摩擦力的作用，其中摩擦力充当做圆周运动的向心力，选项A错误；
B. 若转台匀速转动，则物体受到的摩擦力大小为
f=mω2r
不一定等于μmg，选项B错误；
C. 物体做匀速圆周运动时，所受摩擦力的方向总是指向转台轴心，若物体随转台加速或减速转动时，摩擦力的方向不指向转台轴心，选项C错误；
D. 当物体与转台的摩擦力到达最大静摩擦时，则
解得
即转台的角速度始终小于，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以在竖直方向上三段时间内的位移之比为1：3：5，设第1s内水平位移为x，竖直位移为d，则第2s内的位移为 ，第3s内的位移大小为 ，可知第2s内的位移小于3：5，即0.6．A、B选项第2s内和第3s内的位移之比大于0.6，D选项第2s内的位移和第3s内的位移等于0.6，故A、B、D错误，C正确．
13．AD 小球是否在水平面上做匀速圆周运动
【解析】
【详解】
(I )该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g；AD正确BC错误。
(II)根据圆锥摆的周期公式得： ，解得 。
(III)该实验要求C球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功。
14．沿绳背离圆心 沿绳指向圆心 控制变量法
【解析】
小物体做匀速圆周运动时，竖直方向受到重力与支持力，二力平衡，所需要的向心力由绳子的拉力提供．
探究①：可以感受到细绳对手的拉力方向沿绳背离圆心；由此推断细绳对小物体的拉力方向沿绳指向圆心．
在探究②③中，用到的科学方法是控制变量法．
15．证明（略），B环随杆稳定转动时，A环沿杆一直向上滑动，直至滑离．
【详解】
对小圆环受力分析，其受重力、支持力，如图所示：
FNsinθ=mg
FNcosθ=mω2r
则a=gcotθ=ω2Lsinθ
解得：ω=，
L越大，对应的ω越小，L与ω存在着一一对应，光滑杆具有确定的角速度只能有唯一的圆环与它共同运动．
若B环能随杆稳定转动，则A环将沿光滑杆一直向上滑动，直至滑离．
16．，ω= ，Δx=
【解析】
（1）每一滴水均做平抛运动，根据动能定理：
解得
（2）每一滴水下落的时间
要使每一滴水在圆盘面上的落点都位于同一条直线上，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的最小角度为π，所以角速度为 （n=0、1、2、3…….）
（3）第三滴水落在圆盘上的水平位移为x3=v 3t1=3v0
第四滴水在圆盘上的水平位移为x4=v0 4t1=4v0
当第三滴水与第四滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的同侧时两点间的距离最小，为
x=x4-x3= v0
17．(1)4m/s；(2)①；②a．，b．7N
【详解】
(1)由题意可知在B点时合力提供向心力有
FB=3Mg
代入数据可解得
(2)①物体在传送带上运动时有
代入数据可解得
当物体速度达到传送带速度时根据运动学公式有
解得
所以物体到D点时还没有达到传送带速度，故有
代入数据解得
m/s
接着物体从D点抛出，根据平抛运动规律有
，
所以
代入数据解得
此时竖直方向的速度
所以落到斜面DE上的速度大小为
②a．由题意可知碰撞后物体沿斜面下滑的速度为
代入数据可解得
b．碰撞前物体垂直斜面速度大小
代入数据可解得
碰撞过程中物体在垂直斜面方向加速度大小为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力为
N=7N
18．（1）20m/s；（2）28.3m/s；（3）20 m；（4）40 m
【详解】
（1）物体落地时竖直分速度为
vy=gt=10×2m/s=20m/s
（2）落地时的速度为
（3）抛出点距地面的高度为
（4）水平方向位移为
x=v0t=20×2m=40m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．长度L=0.50m的轻杆OA，A端有一质量m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s（g取10m/s2），则此时细杆OA受到（ ）
A．6N的拉力
B．6N的压力
C．当小球到达最低端的时候，OA只能受到拉力的作用
D．当小球到达最低端的时候，OA受到拉力还是压力，要看小球的速度
2．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成图的模型，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，若把绳索看做是圆弧，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( )
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．在滑到到最低点时人处于失重状态
3．质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在O点正下方处有一光滑的钉子，把小球拉到与在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示，将小球从静止释放，当球第一次通过最低点P的瞬间（ ）
A．小球速率突然减小
B．小球角速度突然减小
C．小球的向心加速度突然减小
D．摆线上的张力突然减小
4．下列四幅图中，相应的说法正确的是（ ）
A．图甲中多次实验两球均同时落地，表明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
B．图乙运动员要想射中靶心，必须符前头沿水平方向瞄准靶心射出
C．图丙水杯随转盘一起匀速转动，杯中水减少时，水杯仍然不会发生相对滑动
D．图丁为牛顿通过扭秤实验测出万有引力常量
二、单选题
5．某物理老师用圆规在黑板上画圆，已知圆规脚之间的距离是25cm，该老师使圆规脚之间保持这个距离不变，用粉笔在黑板上匀速率地画了一个圆，粉笔的线速度是2.5m/s。关于粉笔的运动，有下列说法：①角速度是0.1rad/s；②角速度是10rad/s；③周期是10s；④周期是0.628s；⑤转速小于2r/s；⑥转速大于2r/s。下列选项中的结果全部正确的是（ ）
A．①③⑤ B．②④⑥ C．②④⑤ D．①③⑥
6．下列说法正确的是( )
A．伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B．“月地检验”通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度检验万有引力的“平方反比”规律
C．匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，速度方向始终为切线方向
D．奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应磁现象
7．A、B两球质量分别为2m和m，如图，用a、b两根长度相同的绳系住，绕a绳的O端在光滑水平面上以相同角速度做匀速圆周运动，则a，b两根绳张力大小之比为（ ）
A．1∶1
B．3∶1
C．4∶1
D．2∶1
8． 如图所示为儿童游乐场中的一个游乐设施，小孩乘坐的小飞机固定在机械臂上，在转速一定的电动机带动下转圈，机械臂时而放平时而举高，给小孩带来乐趣．小飞机被举高时与未被举高时相比( )
A．角速度变小了
B．线速度变大了
C．向心加速度变小了
D．小孩所受合力变大了
9．如图所示，汽车以速度v通过一半圆形拱桥的顶点。下列关于汽车受力的说法中正确的是（ ）
A．汽车受重力、支持力、向心力
B．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C．汽车的向心力是重力
D．汽车的重力和支持力的合力是向心力
10．如图一质量为m的球，用长为L的细线悬挂于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子瞬间，以下说法不正确的是 （ ）
A．小球的线速度突然增大
B．小球的向心加速度突然增大
C．小球的角速度突然增大
D．悬线拉力突然增大
11．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）放置在水平圆形转台上，与转台一起绕转台中心的竖直轴做圆周运动，转台的角速度为ω，无论转台匀速、减速或者加速转动，物体总是与转台保持相对静止，物体到转台轴心的距离为l，物体与转台间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．物体受到重力、转台的支持力、摩擦力和向心力的作用
B．若转台匀速转动，则物体受到的摩擦力大小为μmg
C．物体所受摩擦力的方向总是指向转台轴心
D．转台的角速度始终小于
12．一物体以某一速度做平抛运动，在第1秒，第2秒，第3秒内的位移大小之比可能为（ ）
A． B． C． D．1：3：5
三、实验题
13．在“用圆锥摆实验验证向心力公式"的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连,如图所示.当转轴转动时,C球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S;
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F向;
⑤算出C球所受的合力F合;
⑥验证向心力公式.
(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些________
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第（I)题中你所选择的物理量表示出AD间距S=_______.
(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条: _________________________________________________
14．在探究物体做匀速圆周运动的向心力时，用一根细绳，栓一小物体，在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，如图所示．
探究 ①：可以感受到细绳对手的拉力方向___________________(选填“沿绳指向圆心”或“沿绳背离圆心”）；由此推断细绳对小物体的拉力方向_________________(选填“沿绳指向圆心”或“沿绳背离圆心”）；
探究：若小物体不变，旋转半径不变，增加单位时间内转过的圈数，可以感受到拉力变大；
探究：若小物体不变，单位时间内转过的圈数不变，增大旋转半径，可以感受到拉力变大；
在探究中，用到的科学方法是__________________（选填“类比法”、“演绎法”、“控制变量法”或“等效替代法”）
四、解答题
15．如图所示，一光滑直杆上套了A、B两个质量均为m的圆环，OB＝L，OA＝2L．杆的一端O有固定铰链，可自由转动．现在使杆绕竖直轴做匀速转动．试证明：A、B两环不可能同时随杆稳定转动，并说明，若B环能随杆稳定转动，则A环沿杆有怎样的运动现象？
16．如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动，以经过O水平向右的方向作为x轴的正方向．在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，在t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v0．已知容器在t=0时滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水，问：
（1）每一滴水落到圆盘上的速度v的大小
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上，圆盘转动的角速度ω．
（3）在满足（2）的条件下，第三滴水与第四滴水在盘面上的落点间的最小距离△x．
17．如图所示，为一物体传送装置，传送带CD与圆弧轨道AB、与斜面DE均光滑接触。质量为M的物体（物体可视为质点），沿圆弧轨道下滑至最低点B时，对轨道压力大小为FB=3Mg，随后无能量损失的冲上传送带CD，传送带速度为v0=6m/s，方向如图。物体与传送带，物体与斜面之间的动摩擦因数均为 =0.5，斜面DE与水平方向的夹角θ=37°，圆弧轨道半径R=0.8m，CD间长度L=0.9m，物体质量M=0.5kg。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(1)物体沿圆弧轨道下滑至圆弧轨道最低点B时的速度大小；
(2)设物体离开D点后，立即脱离传送带而水平抛出，求：
①物体离开D点后落到斜面DE上的速度大小；
②若物体与斜面发生碰撞后，将损失垂直斜面方向的速度，而只保留了沿斜面方向的速度，碰撞时间为，求：
a．碰撞后物体沿斜面下滑的初速度大小；
b．碰撞过程中斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力大小。
18．从某一高度平抛一物体，抛出2s后落地，落地时速度方向与水平方向成45°角（g取10 m/s2），求：
（1）落地时竖直方向的速度。
（2）落地时的速度（结果保留3位有效数字）。
（3）抛出点距地面的高度。
（4）水平位移。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【解析】
A、小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆对子弹的弹力方向向上为，
根据合力提供向心力：，代入数据解得：，此时细杆OA受到压力，故A错误，B正确；
C、当小球到达最低端的时候，对小球受力分析可知，受重力和拉力，合力提供小球作圆周运动的向心力，故OA只能受到拉力的作用，故C正确，D错误
点睛：注意弹力方向可能向下，也可能向上，假设弹力向上，如果解出是正值，说明此力向上，如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反，即方向应该向下．
2．BC
【详解】
A．从最高点滑到最低点的过程中速度在增大，所以不可能是匀速圆周运动，故A错误；
B．如图由几何关系
r2=（r-h）2+()2
L=80m，h=8m，代入解得，绳索的圆弧半径
r=104m
故B正确；
C．滑到最低点时，由牛顿第二定律
N-mg=m
得到
N=m（g+）=52×（10+）N=570N
由牛顿第三定律，人对绳索的压力为570N，故C正确；
D．在最低点，人对绳索的压力大于重力，处于超重状态，故D错误．
故选BC。
3．BCD
【详解】
A．小球第一次通过最低点时，小球的速率不变，故A错误；
B．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B正确；
C．根据
知，半径变大，则向心加速度突然减小，故C正确；
D．根据
得
半径变大，则张力突然变小，故D正确。
故选BCD。
4．AC
【详解】
A．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，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，A正确；
B．射出的箭具有水平的初速度，只受重力作用，在空中做平抛运动，箭在空中运动时，竖直方向要下落一段距离，所以不能正对靶心水平射出，应高于靶心射出，才能射中靶心，B错误；
C．水杯随转盘一起匀速转动，则有
f = mrω2
f为静摩擦力，其在0到μmg之间，则当m减小f和mrω2均减小，则水杯仍然不会发生相对滑动，C正确；
D．卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，D错误。
故选AC。
5．C
【详解】
由题意可得
周期为
转速
综上可得C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【解析】伽利略通过理想斜面实验否定了力是维持物体运动的原因的观点，故A错误．牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故B错误．匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，加速度方向不断指向圆心，速度方向始终为切线方向．故C正确；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故D错误；故选C．
7．D
【详解】
设OA=AB=L；对B球有：TAB=m 2Lω2．对A球有：TOA-TAB=2mLω2．联立两式解得：．故D正确，ABC错误．故选D．
【点睛】
解决本题的关键搞清向心力的来源，通过正确分析AB受力，运用牛顿第二定律进行求解，易误认为两线上拉力之比为两球圆周运动向心力之比，得出错误答案．
8．C
【详解】
A．机械臂举高后，由于电动机转速不变，故小飞机做圆周运动的角速度不变，A错误；
BC． 机械臂举高后转动半径减小，所以线速度
变小，向心加速度为
变小，B错误，C正确；
D．由牛顿第二定律可得
转动半径减小，小孩所受合力变小．D错误。
故选C。
9．D
【详解】
汽车过拱桥时，做圆周运动，在拱桥的顶点，汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力，由重力和支持力的合力提供所需的向心力，方向指向圆心；故D正确，ABC错误。
故选D。
10．A
【详解】
A．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，故A错误；
B．根据向心加速度公式
得，线速度大小不变，半径变小，则向心加速度变大，故B正确；
C．根据v=rω，知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大，故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
得
半径变小，则拉力变大，故D正确；
不正确的故选A．
11．D
【详解】
A．物体受到重力、转台的支持力、摩擦力的作用，其中摩擦力充当做圆周运动的向心力，选项A错误；
B. 若转台匀速转动，则物体受到的摩擦力大小为
f=mω2r
不一定等于μmg，选项B错误；
C. 物体做匀速圆周运动时，所受摩擦力的方向总是指向转台轴心，若物体随转台加速或减速转动时，摩擦力的方向不指向转台轴心，选项C错误；
D. 当物体与转台的摩擦力到达最大静摩擦时，则
解得
即转台的角速度始终小于，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以在竖直方向上三段时间内的位移之比为1：3：5，设第1s内水平位移为x，竖直位移为d，则第2s内的位移为 ，第3s内的位移大小为 ，可知第2s内的位移小于3：5，即0.6．A、B选项第2s内和第3s内的位移之比大于0.6，D选项第2s内的位移和第3s内的位移等于0.6，故A、B、D错误，C正确．
13．AD 小球是否在水平面上做匀速圆周运动
【解析】
【详解】
(I )该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g；AD正确BC错误。
(II)根据圆锥摆的周期公式得： ，解得 。
(III)该实验要求C球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功。
14．沿绳背离圆心 沿绳指向圆心 控制变量法
【解析】
小物体做匀速圆周运动时，竖直方向受到重力与支持力，二力平衡，所需要的向心力由绳子的拉力提供．
探究①：可以感受到细绳对手的拉力方向沿绳背离圆心；由此推断细绳对小物体的拉力方向沿绳指向圆心．
在探究②③中，用到的科学方法是控制变量法．
15．证明（略），B环随杆稳定转动时，A环沿杆一直向上滑动，直至滑离．
【详解】
对小圆环受力分析，其受重力、支持力，如图所示：
FNsinθ=mg
FNcosθ=mω2r
则a=gcotθ=ω2Lsinθ
解得：ω=，
L越大，对应的ω越小，L与ω存在着一一对应，光滑杆具有确定的角速度只能有唯一的圆环与它共同运动．
若B环能随杆稳定转动，则A环将沿光滑杆一直向上滑动，直至滑离．
16．，ω= ，Δx=
【解析】
（1）每一滴水均做平抛运动，根据动能定理：
解得
（2）每一滴水下落的时间
要使每一滴水在圆盘面上的落点都位于同一条直线上，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的最小角度为π，所以角速度为 （n=0、1、2、3…….）
（3）第三滴水落在圆盘上的水平位移为x3=v 3t1=3v0
第四滴水在圆盘上的水平位移为x4=v0 4t1=4v0
当第三滴水与第四滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的同侧时两点间的距离最小，为
x=x4-x3= v0
17．(1)4m/s；(2)①；②a．，b．7N
【详解】
(1)由题意可知在B点时合力提供向心力有
FB=3Mg
代入数据可解得
(2)①物体在传送带上运动时有
代入数据可解得
当物体速度达到传送带速度时根据运动学公式有
解得
所以物体到D点时还没有达到传送带速度，故有
代入数据解得
m/s
接着物体从D点抛出，根据平抛运动规律有
，
所以
代入数据解得
此时竖直方向的速度
所以落到斜面DE上的速度大小为
②a．由题意可知碰撞后物体沿斜面下滑的速度为
代入数据可解得
b．碰撞前物体垂直斜面速度大小
代入数据可解得
碰撞过程中物体在垂直斜面方向加速度大小为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力为
N=7N
18．（1）20m/s；（2）28.3m/s；（3）20 m；（4）40 m
【详解】
（1）物体落地时竖直分速度为
vy=gt=10×2m/s=20m/s
（2）落地时的速度为
（3）抛出点距地面的高度为
（4）水平方向位移为
x=v0t=20×2m=40m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页