曲线运动单元测试

最新人教版高中物理必修二单元测试题全套附答案（含模块综合测试题，共4套）第五章曲线运动章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题4分，共48分)1.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.【考点】平抛运动和圆周运动的理解【题点】平抛运动和圆周运动的性质2.如图1所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间.假定此时她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她()图1A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速运动D.所受的合力变化，做变加速运动答案D解析运动员做匀速圆周运动，由于合力时刻指向圆心，其方向变化，所以是变加速运动，D正确.【考点】对匀速圆周运动的理解【题点】对匀速圆周运动的理解3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图2所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平方向运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又使货物沿竖直方向向上做匀减速运动.此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()图2答案D解析由于货物在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀减速运动，故货物所受的合外力竖直向下，由曲线运动的特点(所受的合外力要指向轨迹凹侧)可知，对应的运动轨迹可能为D.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解4.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图3所示.关于物体的运动，下列说法正确的是()图3A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C解析由题图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误.物体运动的加速度等于y方向的加速度，保持不变，故B错误；根据题图可知物体的初速度大小为：v0＝v x02＋v y02＝302＋402m/s ＝50 m/s，故C正确，D错误.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解5.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起.如图4所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()图4A.μ(M－m)gmL B.μgLC.μ(M＋m)gML D.μ(M＋m)gmL答案D解析以最大角速度转动时，以M为研究对象，F＝μMg，以m为研究对象F＋μmg＝mLω2，可得ω＝μ(M＋m)gmL，选项D正确.【考点】向心力公式的简单应用【题点】水平面内圆周运动的动力学问题6.如图5所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速度为v0的平抛运动，恰落在b点.若小球初速度变为v，其落点位于c，则()图5A.v0<v<2v0B.v＝2v0C.2v0<v<3v0D.v>3v0答案A解析如图所示，M点和b点在同一水平线上，M点在c点的正上方.根据平抛运动的规律，若v＝2v0，则小球经过M点.可知以初速度v0<v<2v0平抛小球才能落在c点，故只有选项A正确.【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用7.如图6所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置(两轮不打滑)，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，若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮能静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图6A.r B 4B.r B3 C.r B 2 D.r B答案 C解析 当主动轮匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度大小相等，由ω＝v R 得ωA ωB ＝vr A v r B ＝r B r A ＝12.因A 、B材料相同，故木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，由于小木块恰能在A 边缘上相对静止，则由静摩擦力提供的向心力达到最大值F fm ，得F fm ＝mωA 2r A ①设木块放在B 轮上恰能相对静止时距B 轮转轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故F fm ＝mωB 2r ②由①②式得r ＝(ωA ωB )2r A ＝(12)2r A ＝r A 4＝r B2，C 正确.【考点】水平面内的匀速圆周运动分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动分析8.质量分别为M 和m 的两个小球，分别用长2l 和l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M 和m 的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图7所示，则( )图7A.cos α＝cos β2B.cos α＝2cos βC.tan α＝tan β2D.tan α＝tan β答案 A解析 对于球M ，受重力和绳子拉力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示.设它们转动的角速度是ω，由Mg tan α＝M ·2l sin α·ω2，可得：cos α＝g 2lω2.同理可得cos β＝g lω2，则cos α＝cos β2，所以选项A 正确.【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析9.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(不计空气阻力)( ) A.运动时间之比是2∶1 B.下落的高度之比是2∶1 C.下落的高度之比是4∶1 D.运动的加速度之比是1∶1 答案 ACD解析 由平抛运动的规律得t 1∶t 2＝L v 0∶L 2v 0＝2∶1，故选项A 正确.h 1∶h 2＝(12gt 12)∶(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. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用10.m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A 为终端动力轮，如图8所示，已知动力轮半径为r ，传送带与轮间不会打滑，当m 可被水平抛出时( )图8A.传送带的最小速度为grB.传送带的最小速度为grC.A 轮每秒的转数最少是12πg rD.A 轮每秒的转数最少是12πgr答案 AC解析 物体恰好被水平抛出时，在动力轮最高点满足mg ＝m v 2r ，即速度最小为gr ，选项A 正确，B 错误；又因为v ＝2πrn ，可得n ＝12πgr，选项C 正确，D 错误. 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题11.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动.如图9所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h ，下列说法中正确的是( )图9A.h 越高，摩托车对侧壁的压力将越大B.h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D.h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 答案 BC解析 摩托车受力分析如图所示.由于F N ＝mgcos θ所以摩托车受到侧壁的支持力与高度无关，保持不变，摩托车对侧壁的压力也不变，A 错误；由F n ＝mg tan θ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r 知h 变化时，向心力F n 不变，但高度升高，r 变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B 、C 正确，D 错误. 【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析12.如图10所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (均可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图10A.b 一定比a 先开始滑动B.a 、b 所受的摩擦力始终相等C.ω＝kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D.当ω＝2kg3l时，a 所受摩擦力的大小为kmg 答案 AC解析 小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即F f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：F f a ＝mωa 2l ，当F f a ＝kmg 时，kmg ＝mωa 2l ，ωa ＝kgl；对木块b ：F f b ＝mωb 2·2l ，当F f b ＝kmg 时，kmg ＝mωb 2·2l ，ωb ＝kg2l，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则F f a ＝mω2l ，F f b ＝mω2·2l ，F f a <F f b ，选项B 错误；当ω＝kg2l时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝2kg 3l 时，a 没有滑动，则F f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误.【考点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 二、实验题(本题共2小题，共12分)13.(4分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境中设计了如图11所示的装置(图中O 为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.图11(1)实验时需要测量的物理量是__________________. (2)待测物体质量的表达式为m ＝________________.答案 (1)弹簧测力计示数F 、圆周运动的半径R 、圆周运动的周期T (2)FT 24π2R解析 需测量物体做圆周运动的周期T 、圆周运动的半径R 以及弹簧测力计的示数F ，则有F ＝m 4π2T2R ，所以待测物体质量的表达式为m ＝FT 24π2R .【考点】对向心力的理解 【题点】向心力实验探究14.(8分)未来在一个未知星球上用如图12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，拍下了小球在做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：图12(1)由以上信息，可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点. (2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2. (3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s. (4)由以上及图信息可以算出小球在b 点时的速度是________m/s. 答案 (1)是 (2)8 (3)0.8 (4)425解析 (1)由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内通过的位移之比为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 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 ，水平距离为8 cm ，x ＝v x t ，得水平速度v x ＝0.8 m/s.(4)b 点竖直分速度为a 、c 间的竖直平均速度，则v yb ＝4×4×10－22×0.10 m/s ＝0.8 m/s ，所以v b ＝v x 2＋v yb 2＝425m/s. 【考点】研究平抛运动的创新性实验 【题点】研究平抛运动的创新性实验三、计算题(本题共4小题，共40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) 15.(8分)如图13所示，马戏团正在上演飞车节目.在竖直平面内有半径为R 的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m ，人以v 1＝2gR 的速度过轨道最高点B ，并以v 2＝3v 1的速度过最低点A .求在A 、B 两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？图13答案 6mg解析 在B 点，F B ＋mg ＝m v 12R ，解得F B ＝mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F B ′＝F B ＝mg在A 点，F A －mg ＝m v 22R解得F A ＝7mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F A ′＝F A ＝7mg 所以在A 、B 两点车对轨道的压力大小相差F A ′－F B ′＝6mg . 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题16.(10分)如图14所示，小球在外力作用下，由静止开始从A 点出发做匀加速直线运动，到B 点时撤去外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为R 的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C ，到达最高点C 后抛出，最后落回到原来的出发点A 处.不计空气阻力，试求：(重力加速度为g )图14(1)小球运动到C 点时的速度大小； (2)A 、B 之间的距离. 答案 (1)gR (2)2R解析 (1)小球恰能通过最高点C ，说明此时半圆环对球无作用力，设此时小球的速度为v ，则mg ＝m v 2R所以v ＝gR(2)小球离开C 点后做平抛运动，设从C 点落到A 点用时为t ，则2R ＝12gt 2又因A 、B 之间的距离s ＝v t 所以s ＝gR ·4Rg＝2R . 【考点】竖直面内的圆周运动分析 【题点】竖直面内的“绳”模型17.(10分)如图15所示，在水平地面上固定一倾角θ＝37°、表面光滑的斜面体，物体A 以v 1＝6 m/s 的初速度沿斜面上滑，同时在物体A 的正上方，有一物体B 以某一初速度水平抛出.物体A 恰好可以上滑到最高点，此时物体A 恰好被物体B 击中.A 、B 均可看成质点(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2).求：图15(1)物体A 上滑到最高点所用的时间t ； (2)物体B 抛出时的初速度v 2的大小； (3)物体A 、B 间初始位置的高度差h . 答案 (1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m解析 (1)物体A 上滑过程中，由牛顿第二定律得 mg sin θ＝ma 代入数据得a ＝6 m/s 2设物体A 滑到最高点所用时间为t ，由运动学公式知0＝v 1－at 解得t ＝1 s(2)物体B 平抛的水平位移x ＝12v 1t cos 37°＝2.4 m物体B 平抛的初速度v 2＝xt ＝2.4 m/s(3)物体A 、B 间初始位置的高度差 h ＝12v 1t sin 37°＋12gt 2＝6.8 m. 【考点】平抛运动中的两物体相遇问题【题点】平抛运动和竖直(或水平)运动的相遇问题18.(12分)如图16所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd ，边长为L ，距地面的高度为H ，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O ，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A 和小物块B ，当小球A 以速度v 在玻璃板上绕O 点做匀速圆周运动时，AO 间的距离为l .已知A 的质量为m A ，重力加速度为g ，不计空气阻力.图16(1)求小物块B 的质量m B ；(2)当小球速度方向平行于玻璃板ad 边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大？ (3)在(2)的情况下，若小球和小物块落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少？ 答案 (1)m A v 2gl(2)v 2＋2gH (3)L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg解析 (1)以B 为研究对象，根据平衡条件有 F T ＝m B g以A 为研究对象，根据牛顿第二定律有 F T ＝m A v 2l联立解得m B ＝m A v 2gl(2)剪断细线，A 沿轨迹切线方向飞出，脱离玻璃板后做平抛运动，竖直方向，有v y 2＝2gH ，解得v y ＝2gH ， 由平抛运动规律得落地前瞬间的速度v ′＝v 2＋v y 2＝v 2＋2gH (3)A 脱离玻璃板后做平抛运动， 竖直方向：H ＝12gt 2水平方向：x ＝L2＋v t两者落地的距离s ＝x 2＋l 2＝ L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用第六章 万有引力与航天 章末检测试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题5分，共60分)1.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A.卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值B.第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律C.开普勒发现了万有引力定律D.牛顿提出了“日心说” 答案 A【考点】物理学史的理解 【题点】物理学史的理解2.如图1所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知( )图1A.火星绕太阳运行过程中，速率不变B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C.火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 答案 D解析 根据开普勒第二定律：对任意一个行星而言，它与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，地球靠近太阳过程中运行速率将增大，选项A 、B 、C 错误.根据开普勒第三定律，可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.由于火星轨道的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D 正确. 【考点】开普勒定律的理解 【题点】开普勒定律的理解3.2015年12月29日，“高分四号”对地观测卫星升空.这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是当时世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星.下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是( ) A.该卫星定点在北京上空 B.该卫星定点在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍D.它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 答案 B解析 地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到的地球的引力就不在一个平面上，且稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，选项A 错误，B 正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T 和ω都相同，根据G Mmr 2＝m v 2r ＝mω2r ，因为ω一定，所以r 必须固定，且v 也固定，选项C 、D 错误.【考点】同步卫星规律的理解和应用 【题点】同步卫星规律的理解和应用4.2017年11月15日，我国又一颗第二代极轨气象卫星“风云三号D ”成功发射，顺利进入预定轨道.极轨气象卫星围绕地球南北两极运行，其轨道在地球上空650～1 500 km 之间，低于地球静止轨道卫星(高度约为36 000 km)，可以实现全球观测.有关“风云三号D”，下列说法中正确的是()A.“风云三号D”轨道平面为赤道平面B.“风云三号D”的发射速度可能小于7.9 km/sC.“风云三号D”的周期小于地球静止轨道卫星的周期D.“风云三号D”的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度答案C【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系5.如图2所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是()图2A.在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等B.在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小v a<v cC.在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小ωb<ωcD.在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小a a<a b答案D解析根据万有引力提供向心力，得T＝2πr3GM，因为a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，选项A正确；因v＝GMr，c的轨道半径小于a的轨道半径，故线速度大小v a<v c，选项B正确；因ω＝GMr3，c的轨道半径小于b的轨道半径，故角速度大小ωb<ωc，选项C正确.因a n＝GMr2，a的轨道半径等于b的轨道半径，故向心加速度大小a a＝a b，选项D错误.【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系6.国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图3所示，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()图3A.a 2>a 1>a 3B.a 3>a 2>a 1C.a 3>a 1>a 2D.a 1>a 2>a 3答案 D解析 卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有G Mm 1(R ＋h 1)2＝m 1a 1，即a 1＝GM (R ＋h 1)2，对于东方红二号，有G Mm 2(R ＋h 2)2＝m 2a 2，即a 2＝GM(R ＋h 2)2，由于h 2>h 1，故a 1>a 2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a n ＝ω2r ，故a 2>a 3，所以a 1>a 2>a 3，选项D 正确，选项A 、B 、C 错误. 【考点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比 【题点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比7.地球上站着两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两颗卫星到地球中心的距离是( ) A.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 B.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 C.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 D.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 答案 D解析 两位相距非常远的观察者，都发现自己正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，说明此卫星为地球同步卫星，运行轨道为位于地球赤道平面内的圆形轨道，距离地球的高度约为36 000 km ，所以两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等，故D 正确.8.2015年9月14日，美国的LIGO 探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的.如果将某个双黑洞系统简化为如图4所示的圆周运动模型，两黑洞绕O 点做匀速圆周运动.在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的( )图4A.周期均逐渐增大B.线速度均逐渐减小C.角速度均逐渐增大D.向心加速度均逐渐减小答案 C解析 根据G M 1M 2L 2＝M 14π2R 1T 2，解得M 2＝4π2R 1GT 2L 2，同理可得M 1＝4π2L 2GT 2R 2，所以M 1＋M 2＝4π2L 2GT 2(R 1＋R 2)＝4π2L 3GT 2，当(M 1＋M 2)不变时，L 减小，则T 减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故A错误；根据G M 1M 2L 2＝M 1v 12R 1，解得v 1＝GM 2R 1L 2，由于L 平方的减小比R 1和R 2的减小量大，则线速度增大，故B 错误；角速度ω＝2πT ，结合A 可知，角速度增大，故C 正确；根据G M 1M 2L 2＝M 1a 1＝M 2a 2知，L 变小，则两星的向心加速度增大，故D 错误.9.一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比( )A.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 答案 BD解析 在星球表面由重力等于万有引力mg ＝G MmR 2可知，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍，选项A 错误，B 正确.由第一宇宙速度计算式v ＝GMR可知，星球的第一宇宙速度增大为原来的2倍，选项C 错误，D 正确. 【考点】三个宇宙速度的理解 【题点】第一宇宙速度的理解10.设地面附近重力加速度为g 0，地球半径为R 0，人造地球卫星的圆形轨道半径为R ，那么以下说法中正确的是( )A.卫星运行的向心加速度大小为g 0R 02R 2B.卫星运行的速度大小为R 02g 0R C.卫星运行的角速度大小为R 3R 02g 0D.卫星运行的周期为2πR 3R 02g 0答案 ABD解析 由G Mm R 2＝ma 向，得a 向＝G M R 2，又g 0＝GM R 02，故a 向＝g 0R 02R 2，A 对.又a 向＝v 2R ，v ＝a 向R ＝g 0R 02R，B 对.ω＝a 向R＝g 0R 02R 3，C 错.T ＝2πω＝2πR 3g 0R 02，D 对. 【考点】天体运动规律分析【题点】应用万有引力提供向心力分析天体运动规律11.一宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m 的人站在可称体重的台秤上.用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，F N 表示人对台秤的压力，则下列关系正确的是( ) A.g ′＝0 B.g ′＝gR 2r 2C.F N ＝0D.F N ＝m Rrg答案 BC解析 处在地球表面处的物体所受重力近似等于万有引力，所以有mg ＝G MmR 2，即GM ＝gR 2，对处在轨道半径为r 的宇宙飞船中的物体，有mg ′＝G Mm r 2，即GM ＝g ′r 2，所以有g ′r 2＝gR 2，即g ′＝gR 2r 2，B 正确，A 错误；当宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，飞船及飞船内物体处于完全失重状态，所以对台秤的压力为零，C 正确，D 错误. 【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系12.为了探测X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T 1，总质量为m 1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2，则( ) A.X 星球的质量为M ＝4π2r 13GT 12B.X 星球表面的重力加速度为g ＝4π2r 1T 12C.登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2m 2r 1 D.登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为T 2＝T 1r 23r 13答案 AD解析 探测飞船做圆周运动时有G Mm 1r 12＝m 1(2πT 1)2r 1，解得M ＝4π2r 13GT 12，选项A 正确；因为星球半径未知，所以选项B 错误；根据G Mmr 2＝m v 2r ，得v ＝GMr ，所以v 1v 2＝r 2r 1，选项C 错误；根据开普勒第三定律r 13T 12＝r 23T 22，得T 2＝T 1r 23r 13，选项D 正确. 【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系二、计算题(本题共4小题，共40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) 13.(8分)宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ，且物体只受该星球的引力作用.求： (1)该星球表面的重力加速度；(2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度.。

曲线运动万有引力与航天(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本题共9小题，每小题5分，共45分)1．(2009·浙江高考)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是( )A ．太阳引力远大于月球引力B ．太阳引力与月球引力相差不大C ．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D ．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异解析：设太阳质量为M ，月球质量为m ，海水质量为m ′，太阳与地球之间距离为r 1，月球与地球之间距离为r 2，由题意M m ＝2.7×107，r 1r 2＝400，由万有引力公式，太阳对海水的引力F 1＝GMm ′r 12F 2＝Gmm ′r 22，则F 1F 2＝Mr 22mr 12＝2.7×107(400)2＝270016A 正确，B 错误；月球到地球上不同区域的海水距离不同，所以引力大小有差异，C 错误，D 正确． 答案：AD2．质量m ＝4 kg 的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O 处，先用沿x 轴正方向的力F 1＝8 N 作用了2 s ，然后撤去F 1；再用沿y 轴正方向的力F 2＝24 N 作用了1 s ．则质点在这3 s 内的轨迹为图1中的 ( )图1解析：质点在前2 s 内做匀加速直线运动，2 s 末的速度为v ＝4 m/s ；2 s ～3 s 做类平抛运动，加速度大小为6 m/s 2，这1 s 内沿x 轴方向的位移是4 m ，沿y 轴方向的位移是3 m ，故D 正确． 答案：D3．(2010·河南省实验中学模拟)如图2所示，小球P 在A 点从静止开始沿光滑的斜面AB 运动到B 点所用的时间为t 1，在A 点以一定的初速度水平向右抛出，恰好落在B 点所用时间为t 2，在A 点以较大 图2 的初速度水平向右抛出，落在水平面BC 上所用时间为t 3，则t 1、t 2和t 3的大小关系正 确的是( )A ．t 1＞t 2＝t 3B ．t 1＜t 2＝t 3C ．t 1＞t 2＞t 3D ．t 1＜t 2＜t 3解析：设斜面倾角为θ，A 点到BC 面的高度为h ，则h sin θ＝12g sin θ·t 12；以一定的初速度平抛落到B 点时，h ＝12gt 22；以较大的初速度平抛落到BC 面上时，h ＝12gt 32，可得出：t 1＝2h g sin 2θ＞2hg＝t 2＝t 3，故A 正确． 答案：A4．(2010·郑州模拟)如图3所示，倾斜轨道AC 与有缺口的圆轨道BCD 相切于C ，圆轨道半径为R ，两轨道在同一竖直平面内，D 是圆轨 道的最高点，缺口DB 所对的圆心角为90°，把一个小球从斜轨道 上某处由静止释放，它下滑到C 点后便进入圆轨道，要想使它上升到D 点后再落到B 点，不计摩擦，则下列说法正确的是 ( ) 图3 A ．释放点须与D 点等高 B ．释放点须比D 点高R /4 C ．释放点须比D 点高R /2D ．使小球经D 点后再落到B 点是不可能的解析：设小球刚好过D 点的速度为v D ，由mg ＝m v D 2R 得v D ＝gR ，当落到与B 点等高的水平面上时，平抛的水平位移x ＝v 0t ，又t ＝2Rgx ＝v D 2Rg＝2R ＞R ，故经过D 点后小球不可能落到B 点，只有D 正确． 答案：D5．如图4所示，物体A 、B 随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B 在水平 方向所受的作用力有( )A ．圆盘对B 及A 对B 的摩擦力，两力都指向圆心B ．圆盘对B 的摩擦力指向圆心，A 对B 的摩擦力背离圆心 图4C ．圆盘对B 及A 对B 的摩擦力和向心力D ．圆盘对B 的摩擦力和向心力解析：A 随B 做匀速圆周运动，它所需的向心力由B 对A 的静摩擦力来提供，因此B 对A 的摩擦力指向圆心；A 对B 的摩擦力背离圆心，只有圆盘对B 的摩擦力指向圆心，才能使B 受到指向圆心的合力，所以正确选项为B. 答案：B6．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v 0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h ，已知月球的半径为R ，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为 ( ) A ．v 02hRB ．v 0h2RC ．v 02RhD ．v 0R 2h解析：由h ＝v 022g 月和mg 月＝G Mm R 2、GMmR 2＝m v 2R 可得：v ＝v 0R2h，故D 正确． 答案：D7．(2010·南京模拟)2008年9月27日“神舟”七号宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次太空行走标志着 中国航天事业全新时代的到来．“神舟”七号绕地球做近 似匀速圆周运动，其轨道半径为r ，若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r ，则可以确定( ) 图5 A ．卫星与“神舟”七号的向心加速度大小之比为1∶4 B ．卫星与“神舟”七号的线速度大小之比为1∶ 2 C ．翟志刚出舱后不再受地球引力D ．翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手，则实验样品做自由落体运动解析：向心加速度计算公式为a ＝F m ＝GMr 2，所以卫星和“神舟”七号的向心加速度之比为1∶4，A 选项正确；线速度计算公式为v ＝GMr，所以卫星和“神舟”七号的线速度之比为1∶2，B 选项正确；翟志刚出舱后依然受到地球的引力，引力提供其做匀速圆周运动所需的向心力，C 选项错误；实验样品脱手后依然做匀速圆周运动，相对飞船静止，D 选项错误． 答案：AB8．(2010·玉溪模拟)据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )A ．运行速度大于7.9 km/sB ．离地面高度一定，相对地面静止C ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 解析：由万有引力提供向心力得：GMm r 2＝m v 2r，v ＝GMr，即线速度v 随轨道半径 r 的增大而减小，v ＝7.9 km/s 为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9 km/s ，故A 错；因同步卫星与地球自转同步，即T 、ω相同，因此其相对地面静止，由公式GMm (R ＋h )2＝m (R ＋h )ω2得：h ＝3GM ω2－R ，因G 、 M 、ω、R 均为定值，因此h 一定为定值，故B 对；因同步卫星周期T 同＝24小时，月球绕地球转动周期T 月＝27天，即T 同＜T 月，由公式ω＝2πT 得ω同＞ω月，故C 对；同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a 向＝rω2，可得：a 同a 物＝R ＋h R ，因轨道半径不同，故其向心加速度不同，D 错误． 答案：BC9．(2010·湖南省长沙市调研)一宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图6甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F 大小随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1＝7F 2，设R 、m 、引力常量G 以及F 1为已知量，忽略各种阻力．以下说法正确的是 ( )图6A ．该星球表面的重力加速度为F 17mB ．卫星绕该星球的第一宇宙速度为 Gm RC ．星球的质量为F 1R 27GmD ．小球在最高点的最小速度为零解析：小球在最低点有F 1－mg ＝m v 12R ；小球在最高点有F 2＋mg ＝m v 22R ；小球从最低点到最高点的过程中遵循机械能守恒定律12m v 12＝mg 2R ＋12m v 22，又F 1＝7F 2，联立解得该星球表面的重力加速度为g ＝F17m ，选项A 正确；由G m 星m R 2＝m v 12R 得卫星绕该星球的第一宇宙速度为Gm 星R，选项B 错误；由G m 星m R 2＝mg 和g ＝F 17m 解得星球的质量为F 1R 27Gm ，选项C 正确．答案：AC二、实验题(本题共2小题，共12分)10．(4分)(2010·潍坊质检)某同学利用如图7所示的两种装置探究平抛运动，方案如下：图7装置1：用小锤打击金属片，A 球水平抛出，同时B 球自由下落．仔细观察A 、B 两球是否同时落到水平地面上．若同时落地，则说明水平分运动是匀速运动，竖直分运动是自由落体运动． 装置2：竖直管A 上端要高于水面，这样可在较长时间内得到稳定的细水柱．水平管B 喷出水流，在紧靠水流、平行于水流的玻璃板上用彩笔描出水流的轨迹，这就是平抛运动的轨迹． 找出以上叙述中不当之处并写到下面：(1)__ ____________________________________________________________________； (2)______________________________________________________________________． 解析：(1)若同时落地，不能说明水平分运动是匀速运动，只能说明竖直方向为自由落体运动． (2)竖直管A 上端要高于水面(应低于)． 答案：见解析11.(8分)(2010·陕西省西安铁一中月考)某同学在做平抛运动实 得出如图8所示的小球运动轨迹，a 、b 、c 三点的位置在运 动轨迹上已标出．则：(g 取10 m/s 2) (1)小球平抛的初速度为________ m/s.(2)小球开始做平抛运动的位置坐标为________ cm. 图8 y ＝________ cm.(3)小球运动到b 点的速度为________ m/s.解析：(1)小球由a 到b ，b 到c ，水平方向做匀速运动，时间间隔相同，竖直方向上做匀加速运动，则由Δy ＝g Δt 2得出Δt ＝0.1 s ．再根据水平方向的位移x ＝v 0Δt ，解得v 0＝0.20.1 m/s ＝2 m/s.(2)小球在b 点的竖直速度为v ＝0.32Δt ＝1.5 m/s.由v ＝gt 1得t 1＝0.15 s ，则从抛物点到a 点的时间为t 2＝0.15 s －0.1 s ＝0.05 s ，水平初速度为2 m/s ，从抛物点到a 点的水平距离x ＝v 0t 2＝2 m/s ×0.05 s ＝0.1 m ＝10 cm ，竖直距离y ＝12gt 22＝0.012 5 m ＝1.25 cm ，所以抛物点坐标为(－10，－1.25)．(3)小球运动到b 点的速度为水平方向做匀速运动的速度2 m/s 和竖直方向运动的速度1.5 m/s 的矢量和，应为2.5 m/s.答案：(1)2 (2)－10 －1.25 (3)2.5 三、计算题(本题共3小题，共43分)12．(13分)如图9所示，有一倾角为30°的光滑斜面，斜面长L 为10 m ，一小球从斜面顶端以10 m/s 的速度在斜面上沿水平方向抛出．求： (g 取10 m/s 2)(1)小球沿斜面滑到底端时的水平位移x ； 图9 (2)小球到达斜面底端时的速度大小． 解析：(1)沿初速度方向：x ＝v 0t ① 沿斜面向下：a ＝g sin α②L ＝12at 2③联立①②③代入数据得：x ＝20 m.(2)沿斜面向下：v ⊥＝at ④ 则：v ＝v ⊥2＋v 02⑤ 联立②③④⑤解得： v ＝10 2 m/s ＝14.1 m/s. 答案：(1)20 m (2)14.1 m/s13．(15分)如图10所示，水平转盘上放有质量为m 的物块，当物块到转轴的距离为r 时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力 图10 为零)．物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍．求： (1)当转盘的角速度ω1＝ μg2r时，细绳的拉力F 1； (2)当转盘的角速度ω2＝3μg2r时，细绳的拉力F 2. 解析：设角速度为ω0时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，有 μmg ＝m ω02r 得ω0＝μg r(1)由于ω1＝ μg2rω0，故绳未拉紧，此时静摩擦力未达到最大值，F 1＝0. (2)由于ω2＝3μg2r＞ω0，故绳被拉紧， 由F 2＋μmg ＝m ω22r 得F 2＝12μmg .答案：(1)0 (2)12μmg14．(15分)(2009·天津高考)2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A *”的质量与太阳质量的倍数关系．研究发现，有一星体S2绕人马座A *做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50×102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位)，人马座A *就处在该椭圆的一个焦点上．观测得到S2星的运行周期为15.2年．若将S2星的运行轨道视为半径r ＝9.50×102天文单位的圆轨道，试估算人马座A *的质量M A 是太阳质量M S 的多少倍(结果保留一位有效数字)．解析：S2星绕人马座A *做圆周运动的向心力由人马座A *对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为m S2，角速度为ω，周期为T ，则 G M A m S2r 2＝m S2ω2r① ω＝2πT②设地球质量为m E ，公转轨道半径为r E ，周期为T E ，则 G M S m E r E 2＝m E (2πT E)2r E③综合上述三式得M A M S ＝(r r E )3(T E T )2式中T E ＝1年，r E ＝1天文单位 代入数据可得MA M S ＝4×106.答案：4×106倍。

高三物理单元测试卷（四）：曲线运动与万有引力定律曲线运动与万有引力定律班别：姓名：座号：总分：第Ⅰ卷（共34分）一．单项选择题（本题包括6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个选项符合题意）1.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球受力，正确的是（）A．受重力、拉力、向心力B．受重力、拉力C．受重力D．以上说法都不正确2．质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，假如摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么（）A．因为速率不变，因此石块的加速度为零B．石块下滑过程中受的合外力越来越大C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心3．质量不计的轻质弹性杆P 部分插入桌面上小孔中，杆另一端套有质量为m 的小球，今使小球在水平面内做半径为R 、角速度为ω的匀速圆周运动，如图所示，则杆的上端受到球对它的作用力大小为（ D ）A ．R m 2ωB ．mgC ．R m mg 2ω+D ．242R g m ω+ 4．如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是：（ D ）A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度；B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度；C ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等候同一轨道上的c ；D ．a 卫星由于某缘故轨道半径缓慢减小，则其线速度将逐步增大。

5．长为L 的轻绳的一端固定在O 点，另一端栓一个质量为m 的小球.先令小球以O 为圆心，L 为半径在竖直平面内做圆周运动，小球能通过最高点，如图所示。

g 为重力加速度，则（ B ）A ．小球通过最高点时速度可能为零B ．小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零C ．小球通过最底点时所受轻绳的拉力可能等于5mgD ．小球通过最底点时速度大小可能等于2gL b a c地球6．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）河北省唐山市丰南一中2011—2012学年度第一学期高二物理单元测试《曲线运动、万有引力》一、本题共10小题（每题4分，共40分,选不全的得2分）1． 半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体m ，如图4—1所示,今给小物体一个水平初速度gR v 0，则物体将( )A ．沿球面滑至m 点B ．先沿球面滑至某点N 再离开球面做斜下抛运动C ．按半径大于R 的新圆弧轨道运动D ．立即离开半球面作平抛运动2． 如图4—2所示，在研究平抛运动时，小球A 沿轨道滑下。

离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ，被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落。

改变整个装置的高度H 做同样的实验，发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地，该实验一现象说明了A 球在离开轨道后 ( )A ．水平方向的分运动是匀速直线运动B ．水平方向的分运动是匀加速直线运动C ．竖直方向的分运动是自由落体运动D ．竖直方向的分运动是匀速直线运动3． 如图4—3所示，图中α、b 、c 、d 四条圆轨道的圆心均在地球的自转轴上，均绕地球做匀速圆周运动的卫星中，下列判断图中卫星可能的轨道正确说法是 ( )A ． 只要轨道的圆心均在地球自转轴上都是可能的轨道,图中轨道α、b 、c 、d 都是可能的轨道B ． 只有轨道的圆心在地球的球心上,这些轨道才是可能的轨道，图中轨道α、b 、c 、均可能C ． 只有轨道平面与地球赤道平面重合的卫星轨道才是可能的轨道，图中只有α轨道是可能的D ．只有轨道圆心在球心，且不与赤道平面重合的轨道，即图中轨道b 、c 才是可能的4． 2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞。

已知太阳系绕银河系中心匀速运转,下列哪组数据可估算出该黑洞的质量 ( )A ．地球绕太阳公转的周期和速度B ．太阳的质量和运行速度C ．太阳的质量和太阳到MCG6-30-15距离D ．太阳运行速度和太阳到MCG6-30-15距离5． 如图4—4所示，以初速度9.8m/s 水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角为30°的斜面上,则物体飞行时间为 ( )A ．B ．C ．D ．2s6． 如图4—6所示，质量为M 的物体内有圆形轨道，质量为m 的小球在竖直平面内沿圆轨道做无摩擦的圆周运动，A 与C 两点分别是轨道的最高点和最低点，B 、D 两点是圆水平直径两端点。

新教材物理人教版（2019）必修第二册《第五章抛体运动》单元测试卷（满分:100分；时间:75分钟）一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一项符合题目要求，第8～10小题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到外力的作用。

关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）A．速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动C．物体所受合力的方向一定指向曲线的凹侧D．物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变2．抗洪救灾过程中，解放军战士在悬停的直升机上，由静止释放救灾物资。

物资在下落过程中受到水平风力的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．风力越大，救灾物资下落时间越长B．风力越大，救灾物资着地速度越大C．风力越大，救灾物资着地速度越小D．救灾物资着地速度与风力无关3．如图所示，细棒AB原来水平放置在地面，A端紧挨着墙面。

现让棒的A端沿着墙面匀速上移，当A端与B端的速度大小之比等于3时，AB棒与地面的夹角为（）A．30°B．45°C．60°D．90°4．某同学玩掷飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度v a>v b，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是（）5．如图为某校Stem 小组制作的投石器，石子被投出的角度及初速度可调节，现要水平击中距离投出点水平距离30m 、竖直高度11．25m 的墙壁上某点，不计一切阻力，g 取10m/s 2，石子投出时的速度大小及速度与水平方向的夹角分别是（）A ．20m/s ，37°B ．20m/s ，53°C ．25m/s ，53°D ．25m/s ，37°6．在电视剧里，我们经常看到这样的画面:屋外刺客向屋里投来两只飞镖，落在墙上，如图所示。

【2019统编版】人教版高中物理必修第二册第五章《抛体运动》全章节备课教案教学设计+课后练习及答案5.1《曲线运动》教学设计教学目标：知识与技能1通过观察,了解曲线运动,知道曲线运动的方向:2掌握物体做曲线运动的条件,明确曲线运动是一种变速运动:3知道速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系;过程与方法1.体验曲线运动与直线运动的区别2体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。

情感态度与价值观1.能领略曲线运动的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲:2.通过探究的过程,让学生体会得出结论的科学方法-归纳法:3.理解物体做曲线运动的条件,能运用牛顿运动定律分析曲线运动的条件,掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系,形成曲线运动的物理观念教学重难点：教学重点：1.什么是曲线运动？物体做曲线运动的方向的确定。

2.物体做曲线运动的条件。

教学难点：1.理解曲线运动的变速运动；2.用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件，能运用曲线运动相关知识解决实际问题。

课前准备：实验用具；PPT课件教学过程：一、自学导入1.曲线运动的速度方向(1)□01曲线的运动称为曲线运动。

(2)做曲线运动的物体，速度的方向在□02不断变化。

(3)如图所示，过曲线上的A、B两点作直线，这条直线叫作曲线的割线。

设想B点逐渐沿曲线向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。

当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫作曲线在A点的□03切线。

(4)做曲线运动时，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的□04切线方向。

(5)曲线运动是变速运动①速度是矢量，它既有大小，又有□05方向。

不论速度的大小是否改变，只要速度的□06方向发生改变，就表示速度发生了变化，也就具有了□07加速度。

②在曲线运动中，速度的方向是变化的，所以曲线运动是□08变速运动。

2．物体做曲线运动的条件(1)动力学角度：当物体所受合力的方向与它的速度方向□09不在同一直线上时，物体做曲线运动。

第五单元 曲线运动一、单项选择题：本题共13小题．每小题4分，共52分．每小题只有一个选项符合题意．1．北京时间4月17日，2011赛季Fl 大奖赛上海站比赛结束，汉密尔顿赢得冠军．假设汉密尔顿的赛车在比赛中经过一段水平弯道，转弯时的速度为v ，为使赛车转弯时不发生侧滑，汉密尔顿采取了刹车措施，赛车在从M 到N 的过程中所受合力方向可能是( )2．图示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知质点运动到B 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直．则质点从A 点运动到E 点的过程中，下列说法正确的是( )A ．质点在D 点的速率比在C 点的大B ．质点在相等的时间内发生的位移大小相等C ．质点在A 点的加速度比在D 点的大D ．从A 到D 的过程中，加速度与速度的夹角先增大后减小3.A 、B 两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，当绳被拉成与水平面的夹角分别是α、β时，物体A 正以ν1的速度向右运动，如图所示．此时物体B 的运动速度νB 为(绳始终有拉力)（ ）A ．1sin sin v αβB ．1cos sin v αβC ．1sin cos v αβD ·1cos cos v αβ 4. 2011年8月16日，英国7岁少年内森·布彻展露出玩飞镖的天分，战胜多名世界顶级飞镖选手，被誉为未来的世界冠军．设他掷出的飞镖做平抛运动，且在空中飞行的水平方向分速度为νx 竖直方向分速度为νy ，忽略空气阻力，则飞镖的分速度图象可能是（ ）5．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线 用一系列不同半径的小圆弧来代替，如图甲所示，曲线上A 点的曲率圆定义为：通过A 点 和曲线上紧邻A 点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A 点的曲率圆，其半径ρ叫做A 点的曲率半径，此时做曲线运动的物体所受合外力沿曲率半径方向的分量提供向心力，现将一物体沿水平方向以速度v 0出，经过时间t=詈到达P 点，如图乙所示，则在P 处的曲率半径是（ ）A ．20v gBCD ．202v g6．在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤．从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是( )A．树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B．树木开始倒下时，树梢的线速度较大，易于判断C．树木开始倒下时，树梢的向心加速度较小，易于判断D．伐木工人的经验缺乏科学依据7．如图所示，质量为m的石块从半径为R的半球形碗内壁上的某点滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，那么( )A．因为速率不变,所以石块的加速度为零B．石块下滑过程中受的合外力大小始终不变C．碗对石块的摩擦力大小始终不变D．石块下滑过程中的加速度始终不变8．如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，一小球在圆形轨道内侧做圆周运动，若对于半径R 不同的圆形轨道，小球通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，则半径R越大( )A．小球通过轨道最高点时的速度越大B．小球通过轨道最高点时的加速度越大C．小球通过轨道最低点时的角速度越大D．小球通过轨道最低点时的加速度越大9．铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的设计行驶速率ν有关．下列说法正确的是A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．过弯道时，火车行驶的速度越小越安全10．.如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，且ab=bc=cd，从a点以初动能E ko平抛出一个小球，它落在斜面上的b点．若小球从a点以初动能3E k0水平抛出，不计空气阻力，斜面足够长，则下列判断正确的是（）A．小球将落在c点B．小球将落在d点。

织金四中2013——2014学年度第二学期高一物理必修2《曲线运动》单元测试卷班级：姓名：学号：得分：一、单项选择题（每小题4分，共40分。

）1．下列说法正确的是（ A ）A．做曲线运动的物体受到的合力一定不为零B．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C．物体在恒力作用下，不可能做曲线运动D．物体在变力作用下，不可能做直线运动，只能做曲线运动2．物体受几个力作用而做匀速直线，若突然撤去其中一个力，它不可能做：（ A ）A．匀速直线运动 B. 匀加速直线运动C．匀减速直线运动 D. 曲线运动3．关于运动的合成，下列说法正确的是（ B ）A．合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B．两个匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动C．两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动D．两个分运动的时间，可能与它们的合运动的时间不相等4．要想在最短的时间内渡过一条河流，则小船的船头应该（ C ）A．斜指向下游方向 B．斜指向上游方向C．垂直指向对岸 D．不知水流速度无法判断5．在探究平抛运动规律的实验中，下列哪些因素对探究规律无影响（B ）A．弧形轨道末端不水平B．弧形轨道不光滑C．实验小球为轻质小球D．坐标原点不在抛出点6．下列说法中正确的是（C ）A．做匀速圆周运动的物体没有加速度B．做匀速圆周运动的物体所受合力为零C．匀速圆周运动的加速度是不断改变的D．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态7．质点做曲线运动，它的轨迹如图所示，由A向C运动，关于它通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向正确的是：（ B ）8．质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么（ D ）A．因为速率不变，所以石块的加速度为零B．石块下滑过程中受的合外力越来越大C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心9．如图所示，汽车在一段丘陵地匀速率行驶，由于轮胎太旧而发生爆胎，则图中各点最易发生爆胎的位置是在（）A．a处B．b处C．c处D．d处10．有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，是因为（）A．游客受到与筒壁垂直的压力作用，使客受到的摩擦力等于重力B．游客处于失重状态C．游客受到的摩擦力大于重力D．游客随着转速的增大有沿向上滑动的趋势一、选择题答题卡：二、填空题（每空２分，共２２分）11．运动物体所受的合外力为零时，物体做运动，如果合外力不为零，它的方向与物体速度方向在同一直线上，物体就做运动，如果不在同一直线上，物体就做运动。

最新高中物理必修2第五章《曲线运动》课课练课时作业+单元测试卷含答案解析目录课时训练1 曲线运动课时训练2 平抛运动课时训练3 实验:研究平抛运动课时训练4 圆周运动课时训练5 向心加速度课时训练6 向心力课时训练7 生活中的圆周运动第五章单元测试卷课时训练1曲线运动题组一曲线运动的位移和速度1.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.速率B.速度C.加速度D.合力解析:做曲线运动的物体,速度方向一定变化,但大小可能变,也可能不变,B正确,A错误;做曲线运动的物体一定具有加速度,加速度可能不变,也可能变化,合力与加速度变化情况一致,故C、D错误。

答案:B2.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球的运动轨迹(铅球可看作质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的是()A.为AB方向B.为BC方向C.为BD方向D.为BE方向解析:做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向,因此铅球在B点的速度方向为BD方向。

答案:C3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图所示。

该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平方向运动。

现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速运动,同时又使货物沿竖直方向向上做匀减速运动。

此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()解析:由于货物在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀减速运动,故货物所受的合外力竖直向下,由曲线运动的特点:所受的合外力要指向圆弧内侧可知,对应的运动轨迹可能为D。

答案:D题组二运动的合成与分解4.(多选)关于运动的合成与分解,下列说法中正确的是()A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的B.由合运动分解为两个分运动,可以有不同的分解方法C.物体只有做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动D.任何形式的运动都可以用几个分运动代替解析:根据平行四边形定则,两个分运动的合运动就是以两个分运动为邻边的平行四边形的对角线,故选项A正确。

第五章 曲线运动 单元测试卷一、单选题（共10个小题，每题4分，共40分）1、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M 向N 行驶，速度逐渐增大。

小王分别画出汽车转弯时的四种加速度方向，则正确的是（ ）A. B. C. D. 2、关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）A. 匀速圆周运动的物体所受的向心力一定指向圆心，非匀速圆周运动的物体所受的向心力可能不指向圆心B. 做曲线运动的物体，速度也可以保持不变C. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心D. 做匀变速曲线运动的物体，相等时间内速度的变化量一定相同3、在同一平台上的O 点抛出的3个物体，做平抛运动的轨迹均在纸面内，如图所示，则3个物体做平抛运动的初速度v A 、v B 、v C 关系分别是（ ）A. v A >v B >v C t A >t B >t CB. v A =v B =v C t A =t B =t CC. v A <v B <v C t A >t B >t CD. v A <v B <v C t A <t B <t C 4、公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v 0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处（ ）A. 公路内侧高外侧低B. 公路外侧高内侧低C. 当汽车的速率大于v 0时，其一定做离心运动D. 当汽车的速率小于v 0 时，其一定做离心运动5、如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为6m/s时，车对桥顶的压力为车重的34，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）A. 3m/sB. 10m/sC. 12m/sD. 24m/s6、以30m/s 的水平初速度v 0抛出的物体，飞行一段时间后，打在倾角θ为30°的斜面上，此时速度方向与斜面夹角α为60°，(如图所示)，则物体在空中飞行的时间为(不计空气阻力，g 取10m/s 2)( )A. 1.5sB. √3sC. 1.5√3sD. 3√3s7、如图所示。