高一物理人教版必修二第五章 曲线运动单元练习题含答案Word格式.docx

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5.一辆轿车正在通过如图所示的路段，关于该轿车在转弯的过程中，正确的是（　　）

A．轿车处于平衡状态

B．轿车的速度大小不一定变化

C．轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向

D．轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向

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

B．mg

C．m

D．m

7.a，b两辆玩具车在各自的圆轨道上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为3∶4，转过的角度之比为2∶3，则它们的向心加速度大小之比为（　　）

A．2∶1

B．1∶2

C．9∶16

D．4∶9

8.如图所示，斜面的倾角为α，人用跨过定滑轮的绳子拉小车．现人以速度v匀速拉动绳子，当拉小车的绳子与斜面的夹角为β时，小车沿斜面运动的速度为（　　）

A．

B．

C．

D．

9.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（　　）

A．A点和B点的线速度大小之比为1∶2

B．前轮和后轮的角速度之比为2∶1

C．两轮转动的周期相等

D．A点和B点的向心加速度大小相等

10.某质点沿如图所示的曲线abcde运动，则在a、b、c、d、e各点上，质点速度方向大致相同的两点是（　　）

A．a点与c点

B．b点与d点

C．c点与e点

D．a点与d点

二、多选题

11.（多选）下面关于向心力的叙述中，正确的是（　　）

A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力

B．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用

C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力

D．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小

12.（多选）如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；

小球b、c从（L，0）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处．不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．a和b初速度相同

B．b和c运动时间相同

C．b的初速度是c的两倍

D．a运动时间是b的两倍

13.（多选）在奥运会的口号是“更高、更快、更强”，是运动员展示力与美的机会．在2012年伦敦奥运会中，一个运动员奋力抛出铅球，其运动轨迹如图所示．已知在B点时的速度与加速度相互垂直，不计空气阻力，则下列表述正确的是（　　）

A．铅球从B点到D点加速度与速度始终垂直

B．铅球在竖直上方向做匀变速直线运动

C．铅球被抛出后的运动过程中，速度时刻在变化

D．B点是铅球运动轨迹的最高点，运动速度为零

14.（多选）在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t＝0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度—时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是（　　）

A．前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动

B．后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向

C．4s末物体坐标为（4m，4m）

D．4s末物体坐标为（6m，2m）

15.（多选）如图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（　　）

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

三、实验题

16.如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上．圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，以下是所得数据和图乙所示的F－v、F－v2、F－v3三个图象：

甲

乙

（1）数据表和图乙的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变，半径r＝0.1m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体速度v的关系式：

____________________.

（2）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量________不变．

（3）根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为____________．

17.某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如下图所示的照片，已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g＝9.8m/s2.

（1）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为_________．

（2）小球平抛的初速度大小为__________．

四、计算题

18.一圆柱形小物块放在水平转盘上，并随着转盘一起绕O点匀速转动．通过频闪照相技术对其进行研究，从转盘的正上方拍照，得到的频闪照片如图所示，已知频闪仪的闪光频率为30Hz，转动半径为2m，该转盘转动的角速度和物块的向心加速度是多少？

19.如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R＝0.2m的光滑

圆形轨道，BC段为高为h＝5m的竖直轨道，CD段为水平轨道.一质量为0.2kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时的速度大小为2m/s，离开B点做平抛运动（g＝10m/s2），求：

（1）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C点的水平距离；

（2）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小；

（3）如果在BCD轨道上放置一个倾角θ＝45°

的斜面（如图中虚线所示），那么小球离开B点后能否落到斜面上？

如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能，请说明理由.

20.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（　　）

A．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

五、填空题

21.一物体做匀速圆周运动，半径为50cm，角速度为10rad/s，则物体运动的线速度大小为________m/s，向心加速度大小为________m/s2.

22.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.

23.图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下．图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据：

（1）在实验中，需要小球重复运动．每次都使小球从同一位置开始运动的原因________

（2）根据图乙，可算出此平抛运动初速度v0＝________m/s.（g＝10m/s2，保留两位有效数字）

24.任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向________．

25.如图所示是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为________m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为________m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）.

答案解析

1.【答案】A

【解析】在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，据公式v＝ωr知，轮子半径越大，车轮边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故A选项正确．

2.【答案】C

【解析】斜抛运动速度可以分解为水平速度和竖直速度，上升过程是匀减速直线运动，当竖直速度减到零时到达最高点，此时水平速度不变；

而物体受到的合力是重力，加速度是重力加速度，在整个过程中保持不变，到达最高点时加速度大小仍为g．故C正确，A、B、D错误。

3.【答案】A

【解析】炸弹从飞机上释放后，在水平方向做匀速运动，速度等于飞机匀速运动的速度，所以两炸弹总是在飞机的正下方的竖直直线上，因为PQ两点也是在竖直线上，故两颗炸弹同时到达PQ两点，选项A正确．

4.【答案】C

【解析】A、抛体运动分为斜抛、平抛、竖直上抛和竖直下抛，故抛体运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，故AB错误；

C、抛体运动都是只受重力，故加速度恒定，为匀变速运动，故C正确，D错误；

5.【答案】B

【解析】由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，轿车所受的合外力沿半径方向提供向心力，是非平衡状态，选项A错误．轿车可以是匀速圆周运动或变速圆周运动，速度的大小不一定变化，但方向一定变化，选项B正确．若汽车做匀速圆周运动，受到的静摩擦力提供向心力，加速度方向指向圆心；

若是变速圆周运动，有切向加速度和径向加速度，则加速度方向不会指向圆心所以C，D错误．

6.【答案】C

【解析】根据牛顿第二定律有：

F合＝Fn＝m

.

根据平行四边形定则，如图．空气对飞机的作用力F＝

＝m

.故C正确

7.【答案】B

【解析】a，b两玩具车的线速度之比va∶vb＝sa∶sb＝3∶4，角速度之比ωa∶ωb＝θa∶θb＝2∶3，故它们的向心加速度之比aa∶ab＝vaωa∶vbωb＝1∶2，B正确．

8.【答案】B

【解析】小车在绳子的作用下，沿着斜面向上运动，则可将此运动分解成沿着绳子的方向与垂直绳子的方向．如图所示，

因此有v车cosβ=v，即

，故B正确，A、C、D错误；

故选B.

9.【答案】B

【解析】轮A，B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以vA＝vB，故A错误；

根据v＝ωr和vA＝vB，可知A，B两点的角速度之比为2∶1；

由ω＝2πn，所以转速也是2∶1，故B正确；

据ω＝

和前轮与后轮的角速度之比2∶1，求得两轮的转动周期为1∶2，故C错误；

由a＝

，可知，向心加速度与半径成反比，则A与B点的向心加速度不等，故D错误．

10.【答案】B

【解析】某质点沿如图所示的曲线abcde运动，则a、b、c、d、e各点的速度方向为该点的切线方向，所以b点和d点的切线方向都是水平向右的，速度方向大致相同．

11.【答案】ACD

【解析】向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心，与速度垂直，所以向心力只改变速度方向，不改变速度大小，A、C、D正确.

12.【答案】BC

【解析】由图知b、c的高度相同，小于a的高度，根据h=

，得t=

，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间大于b的时间．故B正确；

a、b的水平位移相等，因为a的飞行时间长，根据x=v0t知，a的初速度小于b的初速度．故A错误；

b、c的初速度之比：

=2，故C正确．

a、b的初速度之比：

，故D错误．

13.【答案】BC

【解析】铅球做斜上抛运动，仅在最高点速度与加速度相互垂直，故A错误；

铅球在竖直方向受恒力作用，做匀变速直线运动，速度时刻在变化，故B、C正确；

B点在铅球运动的轨迹最高点，其速度为水平方向，故D错误

14.【答案】AD

【解析】前2s内物体在y轴方向速度为0，由题图甲知只沿x轴方向做匀加速直线运动，A正确；

后2s内物体在x轴方向做匀速运动，在y轴方向做初速度为0的匀加速运动，加速度沿y轴方向，合运动是曲线运动，B错误；

4s内物体在x轴方向上的位移是x＝（

×

2×

2＋2×

2）m＝6m，在y轴方向上的位移为y＝

2m＝2m，所以4s末物体坐标为（6m，2m），C错误，D正确．

15.【答案】BC

【解析】主动轮顺时针转动时，皮带带动从动轮逆时针转动，A项错误，B项正确；

由于两轮边缘线速度大小相同，根据v＝2πrn，可得两轮转速与半径成反比，所以C项正确，D项错误．

16.【答案】

（1）F＝0.88v2　

（2）线速度　（3）0.088kg

【解析】

（1）研究数据表和图乙中B图不难得出F∝v2，进一步研究知图乙斜率k＝

≈0.88，故F与v的关系式为F＝0.88v2.

（2）线速度v.

（3）由F＝m

＝0.88v2，r＝0.1m，所以m＝0.088kg.

17.【答案】

（1）（58.8cm,58.8cm）　

（2）1.96m/s

【解析】观察图象在曝光的周期内，可得小球在水平方向，匀速运动两个单位长度，所以可求横坐标为：

x＝6l0＝58.8cm；

在竖直方向做匀变速运动，由匀变速直线运动的规律在连续相等的时间间隔内位移差值相等，可求被遮住的点与第三点竖直方向的距离为：

h＝3l0，所以纵坐标为：

y＝（1＋2＋3）l0＝58.8cm；

（2）竖直方向做匀变速运动可得：

Δh＝gT2，可求得：

T＝0.1s，所以平抛的初速度大小为：

v0＝

＝1.96m/s

18.【答案】10πrad/s　200π2m/s2

【解析】闪光频率为30Hz，就是说每隔

s闪光一次，由频闪照片可知，转一周要用6个时间间隔，即

s，所以转盘转动的角速度为ω＝

＝10πrad/s

物块的向心加速度为a＝ω2r＝200π2m/s2

19.【答案】

（1）2m　

（2）6N　（3）能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距离B点1.13m

（1）设小球离开B点后做平抛运动的时间为t1，落地点到C点距离为x

由h＝

gt得：

t1＝

＝1s，x＝vBt1＝2m.

（2）小球到达B点时受重力G和竖直向上的弹力FN作用，由牛顿第二定律知F向＝FN－mg＝m

解得FN＝6N，

由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6N，方向竖直向下.

（3）运动过程分析如图所示，斜面BEC的倾角θ＝45°

，CE长d＝h＝5m，因为d＞x，所以小球离开B点后能落在斜面上.

假设小球第一次落在斜面上F点，BF长为L，小球从B点到F点的时间为t2

Lcosθ＝vBt2①

Lsinθ＝

gt②

联立①②两式得t2＝0.4s

L≈1.13m.

20.【答案】BC

【解析】解析　摩托车受力如图所示

由于FN＝

，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FN′也不变，A错误，由Fn＝mgtanθ＝m

＝mω2r知h变化时向心力Fn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．

21.【答案】5　50

【解析】物体在水平面内沿半径R＝50cm的圆形轨道做匀速圆周运动，角速度为10rad/s，故线速度为：

v＝ωR＝10×

0.5m/s＝5m/s，

向心加速度为：

a＝

＝

m/s2＝50m/s2.

22.【答案】b　c　不在

【解析】因为磁铁对小钢珠只能提供引力，磁铁在A处时，F与v0同向，小钢珠做变加速直线运动，运动轨迹为b；

当磁铁放在B处时，F与v0不在同一直线上，引力指向曲线的凹侧，运动轨迹为c.当合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动.

23.【答案】

（1）保证小球作平抛的初速度相同　

（2）1.6

（1）每次都使小球从同一位置开始运动的原因是保证小球作平抛的初速度相同；

（2）竖直方向上有：

y＝gT2，解得T＝

＝0.1s

则v0＝

＝1.6m/s

24.【答案】圆心

【解析】任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向圆心

25.【答案】2.0　4.0

【解析】竖直方向：

y1＝

gt，y2＝

gt，可得v0＝

＝2.0m/s；

运动到C点时的竖直分速度vy＝

，vC＝

＝4.0m/s.