高中物理(人教版必修2) 第五章 曲线运动 章末检测(含详解)
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第五章曲线运动章末检测一、选择题 ( 此题 9 个小题,每题 6 分,共 54 分 .1 ~ 6 题为单项选择题,项选择题 )1.如下图,某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块,分别落到7~ 9 题为多A、B 两处.不计空气阻力,则落到 B 处的石块( )A.初速度大,运动时间短B.初速度大,运动时间长C.初速度小,运动时间短D.初速度小,运动时间长答案: A2.(2017 ·兴平高一检测) 如下图,一艘炮艇沿长江由西向东迅速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标.要击中目标,射击方向应()A.瞄准目标B.倾向目标的西侧C.倾向目标的东侧D.不论瞄准哪个方向都没法击中目标分析:炮弹的实质速度方向沿目标方向,该速度是船的速度与射击速度的合速度,依据平行四边形定章知,射击的方向应倾向目标的西侧.故B正确.答案: B3.(2017 ·福州高一检测) 如下图,某公园里的过山车驶过轨道的最高点时,乘客在坐椅里面头朝下,人体颠倒,若轨道半径为R,人体重为mg,要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自己的重力,则过山车在最高点时的速度大小为()A.0 B.gRC. 2gRD. 3gRv2分析:由题意知 F+ mg=2mg=m,故速度大小v=2gR, C 正确.R答案: C4.如下图,M 能在水平圆滑杆上自由滑动,圆滑杆连架装在转盘上.M 用绳越过在圆心处的圆滑滑轮与另一质量为m的物体相连.当转盘以角速度ω 转动时,M离轴距离为r ,且恰能保持稳固转动.当转盘转速增至本来的 2 倍,调整r 使之达到新的稳固转动状态,则滑块M( )A.所受向心力变成本来的 2 倍1B.线速度变成本来的21C.半径r变成本来的2D.的角速度变成本来的 1M 2分析:转速增添,再次稳准时,M做圆周运动的向心力仍由拉力供给,拉力仍旧等于m的重力,因此向心力不变.故 A 错误.转速增至本来的 2 倍,则角速度变成本来的 2 倍,依据 F2 ,向心力不变,则r 变成本来的1v=1=ω. 依据ω,线速度变成本来的,故 B 正确, C、Mr 4 r 2D错误.答案: B5.如下图,质量为m的小球在竖直搁置的圆滑圆形管道内做圆周运动,ab 是过轨道圆心的水平线,以下说法中正确的选项是()A.小球在ab 线上方管道中运动时,内侧管壁对小球必定有作使劲B.小球在ab 线上方管道中运动时,外侧管壁对小球必定有作使劲C.小球在ab 线下方管道中运动时,内侧管壁对小球必定有作使劲D.小球在ab 线下方管道中运动时,外侧管壁对小球必定有作使劲分析:小球在 ab 线上方管道中运动时,当速度较大时小球做圆周运动的向心力是小球所受的重力沿半径方向的分力和外侧管壁对小球的弹力的协力供给的,此时内侧管壁对小球无作使劲,选项 A 错误;同理,当小球在管道中运动速度较小时,小球做圆周运动的向心力是小球所受的重力沿半径方向的分力和内侧管壁对小球的弹力的协力供给的,此时外侧管壁对小球无作使劲,选项 B 错误;小球在ab线下方运动时,小球做圆周运动的向心力是小球所受重力沿半径方向的分力与外侧管壁对小球的弹力的协力供给的,此种状况下内侧管壁对小球必定没有作使劲,选项C错误,选项 D 正确.答案: D6.(2017 ·陕西省要点中学联考) 如下图,用一小车经过轻绳提高一货物,某一时辰,两段绳恰巧垂直,且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为θ ,此时小车的速度为v0,则此时货物的速度为 ( )A.v0 B.v0sin θv0C.v0cos θ D. cosθv0cosθ,而物体的速度为v0cos θ分析:由速度的分解可知,小车沿绳方向的分速度为cos θ=v0,故正确答案为 A.答案: A7.(2016 ·全国卷Ⅰ· 18) 一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且本来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向老是与该恒力的方向同样B.质点速度的方向不行能老是与该恒力的方向垂直C.质点加快度的方向老是与该恒力的方向同样D.质点单位时间内速率的变化量老是不变分析:由牛顿第二定律可知,质点的加快度老是与该恒力方向同样,且加快度恒定,单位时间内速度的变化量不变,但速率的变化不一样,说法 C 正确、 D 错误;当恒力与速度方向不在向来线上,做匀加快曲线运动,但速度方向不行能总与力垂直,速度方向与恒力方向不相同,选项 B 正确.只当恒力与速度同向时,做匀加快直线运动,速度方向才与恒力方向同样,选项 A 错误.答案: BC8.某电视剧中直升机急救伤员的情境深深感人了观众.假定直升机放下绳索吊起伤员后( 如图甲所示 ) ,竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示,则()A.绳索中拉力可能倾斜向上B.伤员先处于超重状态后处于失重状态C.在地面上察看到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线D.绳索中拉力先大于重力,后小于重力分析:由竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象可知,伤员在水平方向做匀速运动,在竖直方向上先做匀加快运动后做匀减速运动,绳索中拉力必定竖直向上,绳索中拉力先大于重力,后小于重力,伤员先处于超重状态后处于失重状态,在地面上察看到伤员的运动轨迹是一条曲线,选项B、 D正确.答案: BD9.(2017 ·福州高一检测) 如下图,在高h 处有一小球A,以速度 v1水平抛出,与此同时,地面上有一小球B,以速度 v2竖直向上抛出,两小球在空中相遇,则()hA.从抛出到相遇所需的时间为v1hB.从抛出到相遇所需的时间为v2hv1C.两球抛出时的水平距离为v2D.两球抛出时的水平距离为hv2 v1分析:设两球相遇时间为t ,则竖直方向知足:( 2 -12) +1 2=,因此t=h,则水v t 2gt 2gt h v21hv1 平距离 s= v t =v2.答案: BC二、非选择题( 此题 3 小题,共46 分)10. (10 分) 某实验小组要大略的丈量竖直面内做圆周运动的钢球在最低点的速度,装置如图.拉力传感器固定在铁架台的水平杆上,连结传感器的细线穿过传感器正下方的小环再穿过 a 右边的小环 b 后拴接一钢球,钢球静止不动时,测出小环 b 与球间细线的长度2m.不计小环与绳间的摩擦,取重力加快度g=10 m/s:a,r =(1) 钢球静止不动时,传感器的示数F0=2 N,则钢球的质量m=________ kg;(2)给钢球一初速度,使钢球在竖直面内做圆周运动,某同学记录了钢球运动到最低点时传感器的示数F1=22 N,则钢球在最低点的速度v1=________ m/s ;若另一实验中测得传感器的示数F2<F1,则钢球在最低点的速度v2与v1的大小关系是v2________v1(选填“>”、“=”或“ <”) ,判断依照是:____________________________________________.答案:(2)4 <钢球质量m、运动半径r 均不变,在最低点,钢球所受拉力变小,其向心力mv2F n= F- mg变小,依据公式F n=r 可知,速度v 变小11. (16分)如图,倒置的容器装着水,容器塞内插着两根两头张口的细管,此中一根竖直,一根弯成水平,水从弯管中水平射出,在空中形成曲折的细水柱.已知弯管管口距地面高 h=0.45 m,水落地的地点到管口的水平距离l =0.3 m,水平管口的横截面积S=1.2 cm2,33 2空气阻力,求:(1)水平管口处水的速度;(2)水平管口单位时间内喷出水的质量.分析: (1) 由平抛规律,竖直方向1 2h=2gt ①水平方向 l =vt ②得 v=1 m/s③(2) 设极短时间t ,射出水的体积为,质量为mV则 m=ρ V④V=Sv·t ⑤m=ρ Sv⑥t代入数据得m=0.12 kg/s⑦t答案:(1)1 m/s (2)0.12 kg/s12. (20 分 ) 如下图,假如在圆盘圆心处经过一个圆滑小孔把质量均为m的两物块用轻绳连结,物块 A 到转轴的距离为R,与圆盘的动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求转速n 的大小在什么范围内物块 A 会相关于圆盘静止?分析:物块A 相关于圆盘静止,则绳索上的张力T=.F mg当 n 最小时, A 所受的静摩擦力最大且背叛圆心,即有T 2,F -μmg=4π mRn2in1 -μ解得 n min=2πR .当 n 最大时, A 所受的静摩擦力最大且指向圆心,即有F T+μmg=4π2mRn2ax,解得max= 1 +μ.nR2π因此 n 的取值范围为1 -μ≤n≤ 1 +μ.2πR 2πR1 -μ 1 +μ答案:2πR ≤n≤2πR。
《曲线运动》检测题一、单选题1.如图所示,B和C 是一组塔轮,固定在同一转动轴上,其半径之比为R B∶R C=3∶2,A轮的半径与C轮相同,且A轮与B轮紧靠在一起,当A 轮绕其中心的竖直轴转动时,由于摩擦的作用,B 轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c 分别为三轮边缘上的三个点,则a、b、c 三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为3∶2∶2 B.角速度之比为3∶3∶2C.向心加速度大小之比为9∶6∶4 D.转速之比为2∶3∶22.如图所示,倾角为θ的斜面长为L,在顶端A点水平抛出一石子,刚好落在这个斜面的底端B点,则抛出石子的初速度大小是()A.cos B.cosC.sin D.cos3.如图两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B 两点,A、B两点间距也为L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点时速率为2v,则此时每段线中张力大小为( )A mg B.2mg C.3mg D.4mg4.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定在水平地面不动.有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球B所在的高度为小球A所在的高度一半.下列说法正确的是( )A.小球A.B所受的支持力大小之比为2:1 B.小球A.B所受的支持力大小之比为1:1 C.小球A.B的角速度之比为√2:1 D.小球A.B的线速度之比为2:15.如图所示,一辆汽车沿水平地面匀速行驶,通过跨过定滑轮的轻绳将一物体A竖直向上提起,细绳与水平方向夹角为 ,此过程中,物体A的运动情况是()A.匀速上升,且速度等于汽车速度 B.加速上升,且速度小于汽车速度C.减速上升,且速度小于汽车速度 D.加速上升,且速度大于汽车速度6.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,有下列说法: ①小球线速度大小一定时,线越长越容易断;②小球线速度大小一定时,线越短越容易断;③小球角速度一定时,线越长越容易断;④小球角速度一定时,线越短越容易断.其中正确的是()A.①③B.②③C.①④D.②④7.如图1所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的.其原理可简化为图2所示模型.则A、B两点具有相同的()A.角速度 B.周期 C.向心加速度的大小 D.线速度的大小8.在某次雪灾救援中,一架在500 m高空以200 m/s的速度水平匀速飞行的运输机,要将两批救援物资分别投放到山腰的D点(D位于AC的中点)和山脚的C点.已知山AB高360 m,水平距离BC长1200 m.若不计空气阻力,g取10 m/s2,则两次空投的时间间隔应为( )A.1 s B.2 s C.3 s D.5 s9.下列描述的运动不可能存在的是()A.物体运动的速度为零,加速度不为零B.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大C.当物体所受合力方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体一定做曲线运动D.做匀速圆周运动的物体,速率不变,向心加速度也不变。
高一物理人教版必修二单元检测卷《曲线运动》一、单选题(本大题共10小题,共40.0分)1.如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为T,物体所受重力为G,则下列说法正确的是()A. 物体做匀速运动,且v1=v2B. 物体做加速运动,且T>GC. 物体做加速运动,且v2>v1D. 物体做匀速运动,且T=G2.如图所示.足够长的水平直轨道MN上左端有一点C,过MN的竖直平面上有两点A、B,A点在C点的正上方,B点与A点在一条水平线上,不计轨道阻力和空气阻力及碰撞过程中的能量损失和时间,下面判断正确的是()A. 在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,两球一定会相遇B. 在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,两球一定不会相遇C. 在A点水平向右抛出一小球,同时在B点由静止释放-小球,两球一定会相遇D. 在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,并同时在B点由静止释放一小球,三小球有可能在水平轨道上相遇3.关于曲线运动,下列说法正确的是()A. 做曲线运动的物体,速度的大小和方向都在不断变化B. 物体受到的合外力方向变化,一定做曲线运动C. 只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心D. 做曲线运动的物体,受到的合外力一定不为零4.军事演习中,M点的正上方离地H高处的蓝军飞机以水平速度v1投掷一颗炸弹攻击地面目标,反应灵敏的红军的地面高炮系统同时在M点右方地面上N点以速度v2斜向左上方发射拦截炮弹,两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇爆炸,不计空气阻力,则发射后至相遇过程()A. 两弹飞行的轨迹重合B. 初速度大小关系为v1=v2C. 拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动D. 两弹相遇点一定在距离地面H高度处5.车手要驾驶一辆汽车飞越宽度为d的河流。
在河岸左侧建起如图所示高为h、倾角为的斜坡,车手驾车从左侧冲上斜坡并从顶端飞出,接着无碰撞地落在右侧高为H、倾角为的斜坡上,顺利完成了飞越。
第五章章末检测卷本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
在每个小题给出的四个选项中,第1~8小题,只有一个选项符合题意;第9~12小题,有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对而不全的得2分,错选或不选的得0分)1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内()A.速度一定在不断改变,加速度也一定不断改变B.速度可以不变,但加速度一定不断改变C.质点不可能在做匀变速运动D.质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向答案D解析质点做曲线运动时某点的速度方向为曲线上该点的切线方向,故速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,其加速度不为零,但加速度可以不变,例如平抛运动就是匀变速运动,故A、B、C错误,D正确。
2.从高处水平抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图所示,其中正确的是( )答案C解析物体在飞行过程中只受重力,方向竖直向下,所以加速度的方向竖直向下,B、D错误;在曲线运动中,速度的方向为曲线上该点的切线方向,A错误;C中速度和加速度的方向都正确,应选C。
3.关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速度不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定,所以平抛运动是匀变速曲线运动,A正确;平抛运动水平方向做匀速直线运动,所以落地时的速度一定有水平分量,不可能竖直向下,D错误;匀速圆周运动的速度方向时刻变化,B错误;匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,也就是方向时刻变化,所以不是匀变速运动,C错误。
4。
如图所示,质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v,若物块滑到最低点时受到的摩擦力是F f,则物块与碗的动摩擦因数为( )A。
第五章《曲线运动》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.如图所示,一物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,且板始终保持水平,位置MN在同一水平高度上,则:()A.物体在位置MN时受到的弹力都大于重力B.物体在位置MN时受到的弹力都小于重力C.物体在位置M时受到的弹力大于重力,在位置N时受到的弹力小于重力D.物体在位置M时受到的弹力小于重力,在位置N时受到的弹力大于重力2.在某一高度以6m/s的速度沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,当物体的速度为10m/s时,其竖直方向的分速度为:()A.6m/s B.7m/s C.8m/s D.无法确定3.我国城市地铁发展很快,火车在铁轨上行驶不打滑,轮子转一周,火车向前行驶的距离等于车轮的周长.北京地铁的车轮直径840mm,北京地铁最高时速约265km/h,可估算出该车轮的转速约为()A.1 600r/s B.1 667 r/min C.1 000 r/h D.2 000 r/s 4.如图所示,小车匀速向右运动时,关于物体A的运动,下列说法正确的是 ( )A.物体A竖直向上做匀速直线运动B.物体A竖直向上做匀减速直线运动C.物体A竖直向上做匀加速直线运动D.物体A竖直向上做变加速直线运动5.如图所示,在光滑水平面上,两个相同的小球A、B固定在同一杆上,以O点为圆心做匀速圆周运动。
两球在运动过程中,下列物理量时刻相等的是()A.角速度B.线速度C.向心力D.向心加速度6.如图,战机在斜坡上进行投弹演练.战机水平匀速飞行,某时刻释放一颗炸弹,第一颗击中a点,经过t1释放第二颗炸弹,刚好击中b点,再经过t2释放第三颗炸弹恰好击中c点.斜坡上a、b、c、d共线,且ab=bc=cd,不计空气阻力,试分析()A.t1>t2 B.t1<t2 C.t1=t2 D.不确定7.从距地面高h处水平抛出一小石子,空气阻力不计,下列说法正确的是()A.石子运动速度与时间成正比B.石子抛出时速度越大,石子在空中飞行时间越长C.抛出点高度越大,石子在空中飞行时间越长D.石子在空中某一时刻的速度方向有可能竖直向下8.下列说法正确的是()A.加速度只与速度大小的变化量有关B.力的单位N为国际单位制中的基本单位C.曲线运动不可能为匀变速运动D.伽利略利用斜面实验检验小球的速度v与时间t成正比的猜想,并作出所有自由落体运动的加速度都相等的推论9.一个物体在两个互为锐角的恒力作用下,由静止开始运动,当经过一段时间后,突然去掉其中一个力,则物体将做()A.匀加速直线运动B.匀变速曲线运动C.匀速圆周运动D.变加速曲线运动10.把一个小球以一定的初速度从O点水平抛出,飞行一段时间后,小球经过空中P点时竖直方向的分速度等于水平分速度的4倍,不计空气阻力,则()A.从O点到P点小球的竖直方向的分位移等于水平方向的分位移的4倍B.小球在P点的速度方向与直线OP共线C.从O点到PD.下落过程中从起点到任意时刻速度方向的偏转角 与飞行时间t成正比11.如图所示,在宇宙空间有两个天体P、Q,各有一颗卫星A、B环绕它们做匀速圆周运动。
曲线运动测试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题 1.下列说法正确的是( )A .只要物体所受的合外力不为零,它就做曲线运动B .做曲线运动的物体,例如匀速圆周运动,速度是可以不变的C .物体做曲线运动,速度方向与其运动轨迹无关D .做曲线运动的物体,它的加速度可以是恒定的2.如图为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2.已知主动轮做逆时针转动,转速为n ,转动过程中皮带不打滑。
则从动轮将做( )A .顺时针转动,转速为12r n r B .逆时针转动,转速为12r n r C .顺时针转动,转速为21r n r D .逆时针转动,转速为21r n r 3.如图所示,一质点从M 点到N 点做曲线运动,速度越来越大,当它通过P 点时,其速度v 和加速度a 的关系可能正确的是( )A.B.C.D.4.小明家建造坯房时窗户开口竖直高度H=2.2m,已知墙壁的厚度d=0.35m。
小明在离墙壁距离L=1.4m,距窗子上沿高h=0.2m 处的P点,将可视为质点的小物体以速度v垂直于墙壁水平抛出,小物体直接穿过窗口并落在水平地面上,取g=10m/s2,则v 的取值范围约为A.v>2m/s B.v >2.5m/sC.2m/s< v <7m/s D.2.5m/s< v <7m/s5.如图所示,足够长斜面静止在水平地面上.将质量为m的小球从斜面底端以初速度v0抛出,v0与斜面间夹角为 ,小球恰好沿水平方向撞到斜面上.若仍然从斜面底端抛出,下列说法正确的是(不计小球运动中受到的空气阻力)A.仅增大速度的大小,小球仍然水平撞到斜面上B .v 0和θ都适度减小,小球才可能水平撞到斜面上C .v 0和θ都适度增大,小球才可能水平撞到斜面上D .无论怎样改变速度,小球都不可能水平撞到斜面上6.如图所示,一位同学玩飞镖游戏。
第五章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2021山东潍坊检测)广场上很流行一种叫作“套圈圈”的游戏,将一个圆环水平扔出,套住的玩具作为奖品。
某小孩和大人站立在界外,在同一竖直线上不同高度处同时水平抛出圆环,恰好套中前方同一物体。
假设圆环的运动可以简化为平抛运动,则()A.大人应以较大的速度抛出圆环B.大人抛出的圆环运动时间较短C.小孩抛出的圆环先套中物体D.小孩抛出的圆环发生的位移较大x=v0t相同,而由h=12gt2,知大人抛出的圆环运动的时间较长,即小孩抛出的圆环先套中物体,所以大人应以较小的速度抛出圆环,A、B、D错误,C正确。
2.(2021江苏徐州期中)如图所示,在一棵大树下有张石凳,上面水平摆放着一排香蕉。
小猴子为了一次拿到更多的香蕉,它紧抓住软藤摆下,同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端,使得小猴子到达石凳时保持身体水平向右运动。
已知老猴子以大小恒定的速率v拉动软藤,当小猴子到达石凳时软藤与竖直方向成θ角,则小猴子的水平运动速度大小为()A.v cos θB.v sin θC.vcosθD.vsinθ,故两猴沿藤方向的分速度必须相等,则v=v小sin θ,所以v小=vsinθ,D正确。
3.(2021北京西城区高一期末)如图所示,虚线为秋千座板荡过的轨迹,O是轨迹的最低点。
秋千座板从图示位置开始运动,关于其经过O点时的速度方向,图中所示正确的是()A.OAB.OBC.OCD.OD,秋千在O点速度方向为OD,D正确。
4.端午赛龙舟是中华民族的传统。
若某龙舟在比赛前划向比赛点的途中要渡过宽72 m且两岸平直的河,龙舟在静水中划行的速率为4 m/s,河水的流速为3 m/s,下列说法正确的是()A.该龙舟以最短时间渡河时通过的位移为96 mB.该龙舟渡河的最大速率约为8 m/sC.该龙舟渡河的最短时间为18 sD.该龙舟不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸,可得t min=dv船=724s=18 s,沿河岸方向的位移x=v水t min=54 m,则该龙舟以最短时间渡河通过的位移s=√d2+x2=√722+542 m=90 m,A错误,C正确;当该龙舟在静水中的速度与水流速度方向相同时合速度最大,则最大速度为4 m/s+3 m/s=7 m/s<8 m/s,B错误;由于该龙舟在静水中的速度大于河水的流速,因此该龙舟的合速度可以垂直河岸,能够沿垂直河岸的航线抵达对岸,D错误。
2020春物理人教必修二第五章 曲线运动练习含答案必修二第五章 曲线运动一、选择题1、(多选)质量为m 的物体,在F 1、F2、F 3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F 1、F 2不变,仅将F 3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( ) A .加速度大小为F 3m 的匀变速直线运动 B .加速度大小为2F 3m 的匀变速直线运动C .加速度大小为2F 3m 的匀变速曲线运动 D .匀速直线运动2、若已知物体运动的初速度v 0的方向及它受到的恒定的合外力F 的方向,图中a,b,c,d 表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )解析:合外力F 与初速度v 0不共线,物体一定做曲线运动,故C 错误;物体的运动轨迹向合外力F 方向弯曲,且介于F 与v 0的方向之间,故A,D 错误,B 正确。
3、以速度v 0水平抛出一物体,当其竖直分速度与水平分速度相等时,以下说法错误的是( ) A 、运动时间为v gB 02vC 、 水平分位移等于竖直分位移D 202v 4、(多选)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,你认为正确是( ) A. 通过调节使斜槽的末端保持水平 B. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触 C. 每次必须由同一位置静止释放小球D. 将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线5、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。
如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )A.该车可变换两种不同挡位B.该车可变换五种不同挡位C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA :ωD=1∶4D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA :ωD=4∶16、如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,r A=2r B,则A、B两轮边缘上两点的( )A.角速度之比为2∶1B.向心加速度之比为1∶2C.周期之比为1∶2D.转速之比为2∶17、(双选)如图所示皮带传送装置,皮带轮O和O′上的三点A、B和C,OA=O′C=r,O′B=2r.则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是()A. v A=v B,v B>v CB. ωA=ωB,v B>v CC. v A=v B,ωB=ωCD. ωA >ωB,v B=v C8、关于离心运动,下列说法中正确的是( )A.物体一直不受外力的作用时,可能做离心运动B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时做离心运动C.做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化就将做离心运动D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动9、如图,斜面上有a、b、c、d四个点,ab =bc =cd。
人教版高中物理必修2第五章《曲线运动》检测题(包含答案)1 / 9《曲线运动》检测题一、单选题1.如图,abc 是竖直面内的光滑固定轨道,ab 水平,长度为R ,bc 是半径为R 的四分之一的圆弧,与ab 相切于b 点.一质量为m 的小球受到与重力大小相等的水平外力F 的作用,自a 点从静止开始向右运动,运动到b 点时立即撤去外力F ,重力加速度大小为g ,下列说法正确的是A .水平外力F 做的功为2mgRB .小球运动到b 点时对圆弧轨道的压力大小为3mgC .小球能从c 点竖直向上飞出D .运动到C 点时对圆弧的压力大小为mg2.如图所示,半圆形光滑轨道AB 固定在水平地面上,与水平面相切于A 点,其直径AB 与地面垂直.一小球从P 点由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,加速度大小为g ,小球从A 点水平进入圆轨道后,刚好能从上端B 点水平飞出.已知重力加速度为g ,半圆形轨道的半径为R ,则P 点到A 的距离为A .2RB .52RC .32RD .4R3.如图所示,水平面上固定一个斜面,从斜面顶端向右平抛一个小球,当初速庋为0v 时,小球恰好落到斜面底端,小球在空中运动的时间为0t .现用不同的初速度v 从该斜面顶端向右平抛该小球,以下哪个图像能正确表示小球在空中运动的时间t 随初速度v 变化的关系( )A.B.C.D.4.杂技演员在表演“水流星”的节目时,盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也不洒出来。
对于杯子经过最高点时杯子和水的受力情况,下列说法正确的是()A.杯子受到重力、拉力和向心力的作用B.杯子受到的拉力一定为零C.杯底对水的作用力可能为零D.水受平衡力的作用,合力为零5.如图所示,一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动,此力F的方向与斜面平行,某时刻将力F撤除,下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是()A.物块仍沿斜面匀速运动B.物块沿原方向做减速运动C.物块将做非匀变速曲线运动人教版高中物理必修2第五章《曲线运动》检测题(包含答案)3 / 9D .物块将做匀变速曲线运动6.把一个小球放在漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面做匀速圆周运动,则提供小球运动的向心力是A .小球的重力B .小球对漏斗的压力C .小球所受的重力与支持力的合力D .手晃动漏斗的力7.如图所示,用一根结实的长度为L 的细绳,一端栓一个质量为m 的小物体,在足够大的光滑水平桌面上抡动细绳,使小物体做匀速圆周运动,已知小物体在t 时间内通过的弧长为s ,则小物体做匀速圆周运动的A .角速度大小为sL tB .转速大小为2πs tLC .向心加速度大小为s 2t 2L 2 D .向心力大小为ms 2t 2L8.下列关于匀速圆周运动的向心加速度的说法中,不正确...的是( ) A .它的方向始终与线速度方向垂直; B .它的大小是不断变化的;C .它描述了线速度方向变化的快慢;D .它的大小可以通过公式2v a r来计算 9.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )A .变速运动一定是曲线运动B .曲线运动一定是变速运动C .速率不变的曲线运动是匀速运动D .曲线运动也可以是匀速运动10.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定发生变化的物理量是A .速度B .加速度C .动能D .合力二、多选题11.如图叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动(没发生相对滑动),A、B、C的质量分别为3m、2m、m,B与转台、C与转台、A与B间的动摩擦因数都为μ,B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是()A.B对A的摩擦力有可能为3μmgB.C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力C.转台的角速度ωD.若角速度ω再在题干所述基础上缓慢增大,A与B间将最先发生相对滑动12.傣族人民手中经常拿着鼓状能转的装置叫做“转经筒”,又称“玛尼”.把经文放在转经筒里每转动一次等于念诵经文一遍.某人制作了新式的转筒如图所示,圆锥筒状,且左右系着两段一长一短的绳子挂着相同的小球缓慢加速转动不计空气阻力.则下列说法正确的是()A.当角速度达到一定值的时候两个球一定同时离开圆锥筒B.当角速度慢慢增大,一定是低的那个球先离开圆锥筒C.两个球都离开圆锥筒后,它们一定高度相同D.两个球都离开圆锥筒时两端绳子的拉力一定相同13.如图,是一个匀速转动的电扇,O为转动轴,A、B为电扇上两个质点,下列说法正确的是()人教版高中物理必修2第五章《曲线运动》检测题(包含答案)5 / 9A .电扇在做匀速圆周运动B .电扇在绕O 轴匀速转动C .电扇上A 、B 两个质点都在做匀速圆周运动D .电扇上A 、B 两个质点角速度相同14.下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是( )A .因向心力始终指向圆心,因此向心力是恒力B ..向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小C .匀速圆周运动是一种变速曲线运动D .向心力可单独由摩擦力提供三、实验题15.(1)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度.实验简要步骤如下:A .让小球多次从_________位置上由静止滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;B .安装好器材,注意调节斜槽使其末端_________ ,平板竖直,记下斜槽末端O 点和过O 点的竖直线.C .测出曲线上某点的坐标x 、y ,用v 0 = ______算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v 0的值,然后求它们的平均值.D .取下白纸,以O 为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.上述实验步骤的合理顺序是___________(只排列序号即可).(2)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5cm .若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为v o =_____(用L 、g 表示),其值是_______(取g=10m/s 2),小球在b点的速率是_________.16.用如图甲所示装置研究平抛运动。
第五章 曲线运动(时间:60分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.下列关于曲线运动的说法中,正确的是( ) A .做曲线运动的物体的加速度一定是变化的 B .做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的C .做匀速圆周运动的物体,所受的合力不一定时刻指向圆心D .骑自行车冲到圆弧形桥顶时,人对自行车座的压力减小,这是失重造成的解析:选D.曲线运动的加速度不一定变化,如平抛运动,选项A 错误.曲线运动的速度大小可以不变,如匀速圆周运动,选项B 错误.做匀速圆周运动的物体,所受合力一定指向圆心,选项C 错误.自行车行驶至桥顶时,加速度方向向下,处于失重状态,选项D 正确.2.若河水的流速大小与水到河岸的距离有关,河中心水的流速最大,河岸边缘处水的流速最小.现假设河的宽度为120 m .河中心水的流速大小为4 m/s ,船在静水中的速度大小为3 m/s ,要使船以最短时间渡河,则( )A .船渡河的最短时间是24 sB .在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C .船在河水中航行的轨迹是一条直线D .船在河水中的最大速度为7 m/s解析:选 B.当船头的指向(即船相对于静水的航行方向)始终垂直于河岸时,渡河时间最短,且t min =1203s =40 s ,选项A 错误,选项B 正确;因河水的流速随距岸边距离的变化而变化,而小船的实际航速、航向都在变化,航向变化引起船的运动轨迹不在一条直线上,选项C 错误;船在静水中的速度一定,则水流速度最大时,船速最大,由运动的合成可知,选项D 错误.3.如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O 匀速转动,a 和b 是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中a 、b 两点( )A .角速度大小相同B .线速度大小相同C .周期大小不同D .转速大小不同解析:选A.同轴转动,角速度大小相等,周期、转速都相等,选项A 正确,C 、D 错误;角速度大小相等,但转动半径不同,根据v =ωr 可知,线速度大小不同,选项B 错误.本题答案为A.4.如图所示,质量为m 的物体从半径为R 的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v .若物体滑到最低点时受到的摩擦力是F f ,则物体与碗的动摩擦因数为( )A.F fmg B.F fmg +mv 2RC.F fmg -mv 2RD.F f m v 2R解析:选B.设在最低点时,碗对物体的支持力为F N ,则F N -mg =m v 2R ,解得F N =mg +m v 2R.由F f =μF N 解得μ=F fmg +mv 2R,选项B 正确.5.如图所示,半径为R 的半圆形圆弧槽固定在水平面上,在圆弧槽的边缘A 点有一小球(可视为质点,图中未画出),今让小球对着圆弧槽的圆心O 以初速度v 0做平抛运动,从抛出到击中槽面所用时间为Rg(g 为重力加速度),则平抛的初速度可能是( ) A .v 0=2±32gRB .v 0=3±22gRC .v 0=3±32gRD .v 0=2±22gR解析:选A.小球做平抛运动,下落的高度y =12gt 2=R 2,水平位移x =R ±R 2-R2=2±32R ,所以小球做平抛运动的初速度v 0=x t =2±32gR ,选项A 正确.6.质量为m 的飞机以恒定速率v 在空中水平盘旋(如图所示),其做匀速圆周运动的半径为R ,重力加速度为g ,则此时空气对飞机的作用力大小为( )A .m v 2RB .mgC .mg 2+v 4R2D .mg 2-v 4R2解析:选C.飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动,受到重力和空气的作用力两个力的作用,其合力提供向心力F n =m v 2R.飞机受力示意图如图所示,根据勾股定理得F =mg 2+F 2n =m g 2+v 4R2.二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)7.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节,其间若一名儿童站在自家的平房顶上,向距离他L 处的对面的竖直高墙上投掷西红柿,第一次水平抛出的速度是v 0,第二次水平抛出的速度是2v 0,则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时,有( )A .运动时间之比是2∶1B .下落的高度之比是2∶1C .下落的高度之比是4∶1D .运动的加速度之比是1∶1 解析:选ACD.由平抛运动的规律得t 1∶t 2=L v 0∶L2v 0=2∶1,故选项A 正确.h 1∶h 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12gt 21∶⎝ ⎛⎭⎪⎫12gt 22=4∶1,选项B 错误,C 正确.由平抛运动的性质知,选项D 正确. 8.中央电视台《今日说法》曾报道了一起发生在某路上的离奇交通事故.家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是( )A .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C .公路在设计上可能内(东)高外(西)低D .公路在设计上可能外(西)高内(东)低解析:选AC.由题意知汽车在转弯时路面不能提供足够的向心力,车将做离心运动,该处的设计可能是外低内高,故选项A 、C 正确.9.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m ,水的阻力恒为F f ,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v ,此时人的拉力大小为F ,则此时( )A .人拉绳行走的速度为v cos θB .人拉绳行走的速度为vcos θC .船的加速度为F cos θ-F fmD .船的加速度为F -F fm解析:选AC.船的速度产生了两个效果:一是滑轮与船间的绳缩短,二是绳绕滑轮顺时针转动,因此将船的速度进行分解如图所示,人拉绳行走的速度v 人=v cos θ,选项A 正确,选项B 错误;绳对船的拉力等于人拉绳的力,即绳的拉力大小为F ,与水平方向成θ角,因此F cosθ-F f =ma ,得a =F cos θ-F fm,选项C 正确,选项D 错误. 10.如图所示,长l =0.5 m 的轻质细杆,一端固定有一个质量为m =3 kg 的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为v =2 m/s.取g =10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24 NB .小球通过最高点时,对杆的压力大小是6 NC .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24 ND .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54 N解析:选BD.设小球在最高点时受杆的弹力向上,则mg -F N =m v 2l ,得F N =mg -m v 2l=6 N ,由牛顿第三定律知小球对杆的压力大小是6 N ,A 错误,B 正确;小球通过最低点时F N -mg =m v 2l ,得F N =mg +m v 2l=54 N ,由牛顿第三定律知小球对杆的拉力大小是54 N ,C 错误,D正确.三、非选择题(本题共3小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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.)11.(10分)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示.a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:(1)由已知信息,可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点;(2)由已知信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2; (3)由已知信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s ; (4)由已知信息可以算出小球在b 点时的速度是______m/s.解析:(1)由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移之比为1∶3∶5可知a 点为抛出点;(2)由ab 、bc 、cd 水平距离相同可知,a 到b 、b 到c 、c 到d 运动时间相同,设为T ,在竖直方向有Δh =gT 2,T =0.10 s ,可求出g =8 m/s 2;(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s ,实际水平距离为8 cm ,x =v x t ,得水平速度为0.8 m/s ;(4)b 点竖直分速度为ac 间的竖直平均速度,根据速度的合成求b 点的合速度,v yb =4×4×1×10-22×0.10 m/s =0.8 m/s ,所以v b =v 2x +v 2yb =425m/s.答案:(1)是 (2)8 (3)0.8 (4)42512.(14分)(2015·高考重庆卷改编)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置,图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和N 板.M 板上部有一半径为R 的14圆弧形的粗糙轨道,P 为最高点,Q 为最低点,Q 点处的切线水平,距底板高为H ,N 板上固定有三个圆环.将质量为m 的小球从P 处静止释放,小球运动至Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q 水平距离为L 处.不考虑空气阻力,重力加速度为g .求:(1)距Q 水平距离为L2的圆环中心到底板的高度;(2)小球运动到Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向.解析:(1)设小球在Q 点的速度为v 0,由平抛运动规律有H =12gt 21,L =v 0t 1,得v 0=L g2H.从Q 点到距Q 点水平距离为L 2的圆环中心的竖直高度为h ,则L 2=v 0t 2,得h =12gt 22=14H .该位置距底板的高度:Δh =H -h =34H .(2)由(1)问知小球运动到Q 点时的速度大小v 0=Lg2H.设小球在Q 点受的支持力为F ,由牛顿第二定律F -mg =m v 20R ,得F =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+L 22HR ,由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力F ′=F ,方向竖直向下.答案:见解析 13.(16分)如图所示,半径为R ,内径很小的光滑半圆管竖直放置.质量为m 的小球以某一速度进入管内,通过最高点A 时,对管壁的作用力为12mg .求:小球落地点距轨道最低点B的距离的可能值.解析:小球通过最高点A 时,对管壁的作用力为12mg ,有两种可能:一是对下管壁的压力为12mg ,二是对上管壁的压力为12mg .小球对下管壁的压力为12mg 时的受力如图.由牛顿第二定律得:mg -F N1=mv 21R又F N1=12mg解得:v 1=gR2小球对上管壁的压力为12mg 时的受力如图.由牛顿第二定律得:mg +F N2=mv 22R又F N2=12mg解得:v 2=3gR 2小球从A 到落地的时间由12gt 2=2R 得:t =2R g小球落点到B 点的距离可能值:x 1=v 1t =gR2·2Rg =2Rx 2=v 2t =3gR 2·2Rg=6R .答案:2R 或6R。
曲线运动章末检测时间:90分钟满分:100分第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求)1.关于互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是()A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是直线运动,也可能是曲线运动D.以上都不对解析两个初速度为零的匀变速直线运动,即物体受到两个互成角度的恒力作用下,做初速度为零的匀加速直线运动,故A选项正确.答案 A2.(2012·琼海市)一艘小船在静水中的速度为3 m/s,渡过一条宽150 m,水流速度为4 m/s的河流,则该小船()A.能到达正对岸B.以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为200 mC.渡河的时间可能少于50 sD.以最短位移渡河时,位移大小为150 m解析由于小船在静水中的速度3 m/s小于水流的速度4 m/s,所以小船不能到达正对岸,选项A错误;当小船船头垂直河岸时,小船渡河的时间最短,t短=l v=1503s=50 s,所以小船渡河的最短时间为50 s,而小船的合运动可分解为沿垂直河岸方向1.5v1=3 m/s的匀速直线运动和沿河岸平行方向1.5v2=4 m/s的匀速直线运动,则渡河后,小船的位移为(v1·t短)2+(v2·t短)2=250 m,故选项B错误,选项C正确;小船不能达到正对岸,则小船渡河后的位移必须大于150 m,故选项D 错误.答案 C3.关于平抛运动,下列说法中正确的是()A.平抛运动是匀变速运动B.做平抛运动的物体,在任何时间内,速度改变量的方向都是竖直向下的C.平抛运动可以分解为水平的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D.平抛运动物体的落地速度和在空中运动时间只与抛出点离地面高度有关解析做平抛运动的物体只受重力作用,故加速度恒定,是匀变速曲线运动,它可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;因为Δv=at,而a方向竖直向下,故Δv的方向也竖直向下;物体在空中的飞行时间只由高度决定,但落地速度应由高度与初速度共同来决定.答案ABC4.甲、乙两物体均做匀速圆周运动,甲的质量和轨道半径均为乙的一半,当甲转过60°时,乙在这段时间里正好转过45°,则甲物体的向心力与乙物体的向心力之比为()A.1:4B.2:3C.4:9 D.9:16解析ω甲ω乙=π3π4=43.F甲=m甲ω2甲r甲,F乙=m乙ω2乙r乙F甲F乙=m甲ω2甲r甲m乙ω2乙r乙=49.答案 C5.如图所示,可视为质点的,质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动,下列有关说法中正确的是() A.小球能够通过最高点的最小速度为0B.小球能通过最高点的最小速度为gRC.如果小球在最高点时的速度大小为2gR,则此时小球对管道有向上的作用力D.如果小球在最低点时的速度大小为gR,则小球通过该点时与管道间无相互作用力解析 小球在管内做圆周运动、在最高点小球受到合外力可以为零,故通过最高点的最小速度为0,选项A 正确,选项B 错误;在最高点速度为2gR ,则有,F N +mg =m v 2R ,解得F N =3mg ,即管道的外轨道对小球有向内的作用力为3mg ,由牛顿第三定律可知,小球对管道有向外,即向上的作用力,选项C 正确;小球在最低点速度为gR 时,小球受到管道向上的作用力,大小为F ′N =2mg ,故选项D 错误.答案 AC6.质量为m 的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的5倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为( )A .2 mgB .4 mgC .6 mgD .5 mg解析 由于小球恰好能通过圆周最高点,绳的拉力F 1=0,满足mg =m v 21R ,则v 1=gR .当小球处于最低点时,速度v 2=5v 1=5gR .由绳的拉力和重力的合力提供向心力,有F 2-mg =m v 22R ,得F 2=6 mg由此可知F 2-F 1=6 mg ,故C 选项正确.答案 C7.平抛物体的初速度为v0,当水平方向分位移与竖直方向分位移相等时()A.运动的时间t=2v0 gB.瞬时速率v t=5v0C.水平分速度与竖直分速度大小相等D.位移大小等于22v20/g解析平抛运动可分解为水平匀速运动和竖直的自由落体运动,当竖直位移和水平位移大小相等时,即v0t=12gt 2,得t=2v0g,故A选项正确;物体的竖直分速度v y=gt=2v0,则此时物体的速度v t=v20+v2y=5v0,故B选项正确,C选项错误;物体的位移l=x2+y2=2(v0t)2=22v20g,故D选项正确.答案ABD8.质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动,A为传送带的终端皮带轮.如图所示,皮带轮半径为r,要使物体通过终端时能水平抛出,皮带轮的转速至少为()A.12πgr B.grC.grD.gr 2π解析 要使物体通过终端时能水平抛出,则有mg =m v 2r .皮带转动的线速度至少为gr ,故C 选项正确.答案 C9.如图所示,两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和B 水平旋转,两轮半径R A =2R B .当主动轮A 匀速转动时,在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A 轮边缘上.若将小木块放在B 轮上,欲使小木块相对B 轮也静止,则木块距B 轮转轴的最大距离为( )A .RB /4B .R B /3C .R B /2D .R B解析 由题意可知,当主动轮转动时,A 、B 两轮边缘线速度相等,由ω=v r ,得ωA ωB =R B R A=12. 由于小木块恰能在A 边缘相对静止,则由最大静摩擦力F f =mω2A R A ,放在B 轮上使木块相对静止,距B 轮转轴的最大距离为r B ,则F f =mω2B r B ,故mω2A R A =mω2B r Br B =(ωA ωB)2·R A =(12)2·R A =R A 4=R B 2,所以C 选项正确. 答案 C10.如图所示,一质点从倾角为θ的斜面顶点以水平速度v 0抛出,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .质点自抛出后,经时间为v 0tan θg 离斜面最远B .质点抛出后,当离斜面最远时速度大小为v 0sin θC .质点抛出后,当离斜面最远时速度大小为v 0cos θD .质点抛出后,经时间为v 0cot θg 离斜面最远解析 质点做平抛运动过程中,当速度与斜面平行时离斜面最远,如图所示,则v y =v 0tan θ=g ·t可得t =v 0tan θg ,故A 选项正确;其合速度v =v 0cos θ,故C 选项正确.答案 AC第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、实验题(本题共2小题,共18分)11.(10分)某同学利用图①所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图②所示.图②中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1、P2和P3之间的水平距离相等.完成下列填空:(重力加速度取9.8 m/s2)(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3,从图②中可读出|y1-y2|=________m,|y1-y3|=________m,|x1-x2|=________m(保留两位小数).(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,利用(1)中读取的数据.求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s,小球抛出后的水平速度为________m/s(均可用根号表示).解析(1)由图②可读出|y1-y2|=0.61 m|y1-y3|=1.61 m;|x1-x2|=0.60 m.(2)设从P1到P2的时间为T|y 1-y 3|-2|y 1-y 2|=gT 2T =|y 1-y 3|-2|y 1-y 2|g = 0.399.8 s ≈0.20 s 设小球抛出的水平速度为v 0,则v 0=|x 1-x 2|T =0.600.20m/s =3.0 m/s. 答案 (1)0.61 1.61 0.60(2)0.20 3.0甲12.(8分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.实验器材:电磁打点计时器(50 Hz)、米尺、纸带、复写纸片.实验步骤:①如图甲所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;②启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点;③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.(1)由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=________,式中各量的意义是_________________________________.(2)某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2 m,得到的纸带的一段如图乙所示,求得角速度为________.(保留两位有效数字)乙解析(1)圆盘匀速转动,纸带匀速运动,有x2-x1=v·t,t=(n-1)T,v=ωr,由以上三式得ω=x2-x1T(n-1)r.T为打点计时器打点的时间间隔,r为圆盘半径,x1,x2是纸带选定的两点分别对应米尺上的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点).(2)取x1和x2对应米尺上的刻度值分别为x1=0和x2=10.5×10-2 m,数得打点数n=15个,T=0.02 s,r=5.50×10-2m,代入公式得ω=6.8 rad/s.答案(1)x2-x1T(n-1)rT为打点计时器打点的时间间隔,r为圆盘半径,x1,x2是纸带选定的两点分别对应米尺上的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点)(2)6.8 rad/s三、解答题(本题共4小题,共42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.(8分)如图所示,飞机离地面高度为H =500 m ,水平飞行速度为v 1=100 m/s ,追击一辆速度为v 2=20 m/s 同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车水平距离多远处投弹?(g =10 m/s 2)解析 炸弹做平抛运动,其下落时间由高度决定, H =12gt 2①设距汽车水平距离为x 处飞机投弹,则有 v ·t =x +v 2t ② ①②两式联立解得 x =800 m. 答案 800 m14.(8分)如图所示,质量m=1 kg的小球用细线拴住,线长l=0.5 m,细线所受的拉力达到F=18 N时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断.若此时小球距水平地面的高度h=5 m,重力加速度g=10 m/s2,求小球落地处到地面上P点的距离.(P点在悬点的正下方)解析由向心力公式F-mg=m v2l得v=2 m/s又由平抛运动的知识x=v02hg=2 m.答案 2 m15.(13分)如图所示,在水平圆盘上有一过圆心的光滑水平槽,槽内有两根原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为m的小球,一条橡皮绳拴在O 点,另一条拴在O ′点,其中O 点为圆盘的中心,O ′点为圆盘的边缘.橡皮绳的劲度系数为k ,原长为圆盘半径R 的13.现使圆盘角速度由零缓慢增大,求圆盘的角速度ω1= k5m与ω2= 3k5m时,小球所对应的线速度之比v 1v 2.解析 当橡皮绳OO 1拉伸而O 1O ′刚好被拉直时,设小球做匀速圆周运动的角速度为ω0.由牛顿第二定律有 mω20·23R =k (2R 3-R 3),ω0= k2m. 当ω1=k5m <ω0时,橡皮绳O 1O ′拉伸, mω21R 1=k (R 1-R 3)-k (R -R 1-R 3)得R 1=5R 9.当ω2=3k5m >ω0时,此时橡皮绳O 1O ′松弛. mω22R 2=k (R 2-R 3),R 2=5R 6.所以v 1v 2=ω1R 1ω2R 2=239.答案 23916.(13分)如图所示,一小球从平台上抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面并下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h =0.8 m ,重力加速度g =10 m/s 2,(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:(1)小球水平抛出的初速度v 0是多少; (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s 是多少;(3)若斜面顶端高H =20.8 m ,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端.解析 (1)小球落到斜面并沿斜面下滑,说明此时小球的速度方向与斜面平行,所以v y =v 0tan53°又因v 2y =2gh , 得v y =4 m/s v 0=3 m/s.(2)由v y =gt 1,得t 1=0.4 s , 则s =v 0t 1=3×0.4 m =1.2 m.(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度为a =mg sin53°m=8 m/s 2初速度v =v 20+v 2y =5 m/s ,则有Hsin53°=v t 2+12at 22代入数据,整理得4t 22+5t 2-26=0解得t 2=2 s 或t 2=-134s(舍去) 所以小球从离开平台到斜面底端的时间t =t 1+t 2=2.4 s. 答案 (1)3 m/s (2)1.2 m (3)2.4 s。