人教版高中物理学年度必修二第五章曲线运动期中考试模拟试题解析版.docx
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人教版高中物理学年度必修二第五章曲线运动期中考试模拟试题解析版
2017-2018学年度人教版高中物理必修二第五章曲线运动期中考试模拟训练题
1.关于曲线运动下列叙述正确的是
A.物体受到恒定外力作用时，就一定不能做曲线运动
B.物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动
C.物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，就做曲线运动
D.平抛运动是一种匀变速曲线运动
【答案】CD
【解析】物体受到恒定外力作用时，就可能做曲线运动，例如平抛运动，选项A错误；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，加速度的大小和方向不一定变化，比如平抛运动．故B错误；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，即物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，物体做曲线运动，选项C正确；平抛运动的加速度恒定为g,则平抛运动是一种匀变速曲线运动，选项D正确；故选CD.
点睛：
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
2.人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示．不考虑空气阻力，只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（ ）
A.适当减小LB.适当减小v0C.适当减小mD.适当增大v0
【答案】AD
【解析】平抛运动的时间t=
，则下降的高度h=
gt2．为了飞镖投中靶心，则下降的竖直高度须减小，可以减小L或增大初速度，与质量无关．故AD正确，BC错误．故选AD．
3.如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是
A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B.小球在最高点时绳子的拉力可能为零
C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
【答案】BCD
【解析】试题分析：
小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力．根据牛顿第二定律求出小球在最高点时的速度．根据机械能守恒求出最低点的速度，再根据牛顿第二定律求出小球在最低点时绳子的拉力最小值．
小球在最高点时可以受到绳子的拉力，若速度足够大，则小球受到重力和绳子的拉力，A错误；小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力，B错误；小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力，所以
解得
，C正确；当最高点速度最小为
时，最低点速度最小，此时绳子的拉力也最小，则有
，解得
，在最低点有
，解得
，所以在最低点绳子的最小拉力为6mg，小球在圆周最低点时拉力一定大于重力，D正确．
4.关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量
B.向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C.向心加速度恒定
D.向心加速度的方向时刻发生变化
【答案】ABD
【解析】向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，选项A正确；向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，选项B正确；向心加速度大小不变，方向不断变化，则向心加速度不是恒定，选项C错误，D正确；故选ABD.
5.反映竖直上抛运动速度、加速度、位移随时间变化关系的是（以向上为正方向）（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
【解析】AD：
竖直上抛运动是加速度不变的匀变速直线运动，先是竖直向上的减速后是竖直向下的加速，其速度时间图象是一条倾斜的直线。
故A项正确，D项错误。
B：
竖直上抛运动的加速度不变，故B项正确。
C：
竖直上抛运动是加速度不变的匀变速直线运动，其位移时间图象是曲线。
故C项错误。
综上，答案为AB。
6.两个互成角度为θ（0°＜θ＜180°）的初速度不为零的匀加速直线运动，其合运动可能是（ ）
A.匀变速曲线运动B.匀速直线运动
C.非匀变速曲线运动D.匀变速直线运动
【答案】AD
【解析】互成角度的两个初速度的合初速度为v，两个加速度的合加速度为a，其中可能的情况如图，
由物体做曲线运动的条件可知，当v与a共线时为匀变速直线运动，当v与a不共线时，为匀变速曲线动，故AD正确，BC错误；故选AD.
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7.如图，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点．则（ ）
A.A点与B点线速度大小相等
B.小轮转动的角速度是大轮的2倍
C.质点加速度aA=2aB
D.质点加速度aA=2aC
【答案】ABD
【解析】由题意知，两轮边缘上线速度大小相等，故vA=vB，故A正确；根据v=rω得ω=v/r，知ωA：
ωB=rB：
rA=1：
2；可知小轮转动的角速度是大轮的2倍。
故B正确；根据：
a=v2/r可知：
aA：
aB=rB：
rA=1：
2．故C错误；A点C点具有相同的角速度，由向心加速度的公式：
a=ω2r可知：
aA：
aC=rA：
rC=2：
1．故D正确，故选ABD。
点睛：
本题抓住传动时两轮边缘上线速度大小相等，同轴转动时角速度相等，掌握规律是正确解题的关键．
8.甲乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3：
1，线速度之比为2：
3，质量之比为1：
1，那么下列说法中正确的是（ ）
A.它们的半径之比是2：
3
B.它们的向心加速度之比为2：
1
C.它们的周期之比为3：
1
D.它们的向心力之比为1：
2
【答案】B
【解析】根据v=rω得，半径r=v/ω，因为角速度之比为3：
1，线速度之比为2：
3．则半径之比为2：
9．故A错误．加速度a=vω，因为角速度之比为3：
1，线速度之比2：
3，则加速度之比为2：
1．故B正确．根据T=2π/ω知，角速度之比为3：
1，则周期之比为1：
3．故B错误．根据F=ma可知，向心力与向心加速度成正比，所以向心力之比为2：
1．所以D错误．故选B．
9.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.半径越大，速度越小，周期越小
B.半径越大，速度越小，周期越大
C.所有卫星的速度均是相同的，与半径无关
D.所有卫星角速度都相同，与半径无关
【答案】B
【解析】本题考查对万有引力定律的应用问题，
；可知半径越大，速度越小，周期越大；卫星的线速度角速度与半径有关；
10.下列现象中，与离心运动无关的是（ ）
A.汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩
B.运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球
C.洗衣服脱水桶旋转，衣服紧贴在桶壁上
D.汽车启动时，乘客向后倒
【答案】D
11.如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A.受重力和台面的持力
B.受重力、台面的支持力和向心力
C.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
D.受重力、台面的支持力和静摩擦力
【答案】D
【解析】考点：
向心力；静摩擦力和最大静摩擦力．
专题：
应用题．
分析：
对硬币进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对硬币受力分析即可．
解答：
解：
硬币做匀速圆周运动，合力指向圆心，对硬币受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图
重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．
点评：
静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，表明物体相对于圆盘有向外滑动的趋势．
12.关于竖直上抛运动的上升过程和下落过程（起点和终点相同），下列说法正确的是（ ）
A.物体上升过程所需的时间比下降过程所需的时间长
B.物体上升的初速度与下降回到出发点的末速度相同
C.两次经过空中同一点的速度大小相等方向相反
D.物体上升过程所需的时间比下降过程所需的时间短
【答案】C
【解析】竖直上抛运动的上升阶段和下降各阶段具有严格的对称性，物体在上升过程和下降过程中所用的时间相等，故AD错误；物体上升的初速度与下降回到出发点的末速度方向不同，故B错误；竖直上抛运动的上升阶段和下降各阶段具有严格的对称性，物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等，方向相反，故C正确；故选C.
点睛：
物体以某一初速度沿竖直方向抛出（不考虑空气阻力），物体只在重力作用下所做的运动，叫做竖直上抛运动；竖直上抛运动的上升阶段和下降各阶段具有严格的对称性．
（1）速度对称：
物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等，方向相反；
（2）时间对称：
物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等；
（3）能量对称：
物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度重力势能变化量的大小相等，均为mgh．
13.下列关说法中正确的是（ ）
A.做曲线运动的物体，合外力一定为零
B.做曲线运动的物体，合外力一定是变化的
C.做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向不在同一直线上
D.做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向在同一直线上
【答案】C
【解析】做曲线运动的物体速度一定变化，则一定有加速度，则合外力一定不为零，选项A错误；做曲线运动的物体，合外力不一定是变化的，例如平抛运动，选项B错误；做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向不在同一直线上，选项C正确，D错误，故选C.
14.如图所示的质点运动轨迹中，可能的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A图中物体做直线运动，所以受力的方向与速度的方向一定在同一条直线上．故A图错误；B图中受力的方向与速度的方向一定在同一条直线上，则物体会做直线运动．故B错误；C图中由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动时合外力方向指向曲线弯曲的方向，物体受到的力的方向应该向下方，故C错误；D图中由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动时合外力方向指向曲线弯曲的方向，物体受到的力的方向应该斜向上方．故D正确．故选D．
点睛：
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力方向指向曲线弯曲的方向.
15.船的静水速度保持5m/s不变，水流的速度恒定为3m/s，河宽100m，则船到河的对岸需要的时间最少为（ ）
A.25sB.20sC.15sD.10s
【答案】B
【解析】因为
，所以当船正对河岸渡河时，渡河时间最短，有
，故A正确；故选A.
16.物体受到几个力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力（其它力不变），则物体可能做（ ）
A.匀速直线运动或静止B.匀变速直线运动
C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动
【答案】BC
【解析】物体受几个恒力的作用而处于平衡状态，相当于不受力，速度可能为零，也可能为某个确定的值；
A、若再对物体施加一个恒力，合力不为零，速度一定改变，不可能保持静止或匀速直线运动，故A错误；
B、若再对物体施加一个恒力，如果速度与合力同向，物体就做匀加速直线运动，故B正确；
C、若再对物体施加一个恒力，如果速度与合力不共线，物体就做曲线运动，由于合力是恒力，故加速度恒定不变，还是匀变速曲线运动，故C正确；
D、匀速圆周运动的合力大小恒定，方向不断改变，是变力；若再对物体施加一个恒力，合力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，故D错误；
点睛：
曲线运动的条件是速度与合力不共线，平衡状态是指加速度为零的状态，关键明确平衡状态、平衡条件、曲线运动的条件和直线运动的条件。
17.“东方一号”人造地球卫星A和“华卫二号”人造地球卫星B，它们的质量之比为mA：
mB=1：
2，它们的轨道半径之比为2：
1，则卫星A与卫星B的线速度大小之比_____向心加速度大小之比____．
【答案】
（1）.
（2）.
【解析】卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，解得：
，则：
；
卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，解得：
，则：
。
点睛：
人造地球卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关，讨论这些物理量时要找准向心力公式形式。
18.长0.5m的轻杆，一端连着质量0.5kg的小球，另一端绕过O点的水平固定轴在竖直平面内自由转动．当小球以2m/s的速率通过最高点时，受到轻杆的作用力为大小为____N，是______（选填“拉力”或“支持力”）．g=10m/s2．
【答案】
（1）.1
（2）.支持力
【解析】当杆子在最高达作用力为零时，有：
，解得：
．知杆子表现为支持力，根据牛顿第二定律得：
，解得：
。
点睛：
求出杆子作用力为零时，小球在最高点的速度，从而判断出杆子的作用力，运用牛顿第二定律求出杆子作用力的大小。
19.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高度自由运动的原因_______________________________．
（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）
【答案】
（1）.保证小球作平抛的初速度相同
（2）.1.6
【解析】【试题分析】小球每次从同一位置开始运动，保证小球具有相同的平抛运动初速度，这样每次小球平抛的轨迹才能相同；根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而根据水平位移求出平抛运动的初速度．
（1）每次都使小球从同一位置开始运动的原因是保证每次小球做平抛运动的初速度相同，这样才能保证小球平抛的初速度相同．
（2）图乙中O点与所取的两点水平位移相等，则时间间隔相等，根据△y=gT2，得：
小球水平方向匀速运动，即x=v0t，
故有：
.
【点睛】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，以及知道该实验的注意事项和原理.
20.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，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，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____．
A．调节斜槽末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）．已知小方格纸的边长L=2.5cm．g取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
①根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0=____________,
②小球运动到b点的速度是_____________.
③从抛出点到b点所经历的时间是_______．
【答案】
（1）.ACD
（2）.1m/s（3）.1.25m/s（4）.0.075s
【解析】试题分析：
（1）A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确．
B、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确．
D、做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故D正确；
E、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故E错误；
故选：
ACD．
（2）①由△y=gT2得，
T=
，
则初速度
．
②而vby=
=0.75m/s，
所以vc=
．
③b点竖直分速度vb=0.75m/s
由vb=gt得：
tb=
=0.075s
故答案为：
（1）ACD；
（1）1.0m/s，1.25m/s，0.075s
21.如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径R=0.9m，轨道B端与水平面相切，质量m=1kg的光滑小球从水平面以初速度V0向B滑动，取g=10m/s2．
（1）若V0=6m/s，求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少？
（2）若小球刚好能经过A点，则小球在A点的速度至少为多大？
小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少？
【答案】
（1）50N
（2）小球在A点的速度至少为3m/s，小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为1.8m
【解析】试题分析：
（1）根据牛顿第二定律求出小球在B点所受的支持力，从而得出小球对轨道的压力．
（2）小球刚好经过A点，对轨道的压力为零，根据重力提供向心力求出A点的最小速度，离开A点做平抛运动，结合平抛运动的规律求出小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离．
解：
（1）小球在B点的受力分析如图：
由牛顿第二定律有：
，
解得小球受到的支持力N=
=
=50N
由牛顿第三定律可知，小球对道轨的压与与N大小相等，方向相反．
（2）小球恰好过最高点，即只由重力提供向心力有：
解得小球在A点的最小速度：
=3m/s．
小球离开A点后做平抛运动有：
，
s=vAt
代入数据解得t=0.6s，s=1.8m．
答：
（1）小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为50N；
（2）小球在A点的速度至少为3m/s，小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为1.8m．
【点评】本题考查了平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．
22.如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s=36m，子弹射出的水平速度v0=40m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10m/s2，求：
（1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？
（2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？
（3）子弹击中目标靶时的速度的大小？
【答案】
（1）0.9s
（2）4.05m（3）41m/s
【解析】
（1）子弹射出后做平抛运动，由平抛运动规律有s=v0t
解得子弹由射出到击中靶所用的时间为t=
=0.9s
（2）靶做自由落体运动有h=
gt2
目标靶运动的时间与子弹击中靶所用的时间相等，解得h=4.05m
（3）由
，
vy=gt=9m/s
v0=40m/s
代入数据解得：
v=41m/s
即子弹击中靶的速度为41m/s．
点睛：
本题就是考查了平抛运动的规律，平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，目标靶做自由落体运动，知道这些就能够解决了，比较简单．
23.某人在离地高H=15m的屋顶将手伸出屋檐，以初速度V0=10m/s竖直向上抛出一小球，它抛出以后运动的过程中，（忽略阻力，g=10m/s2）求：
（1）小球抛出后离地的最大高度是多少？
（2）小球经多长时间落到地上？
（3）小球落地的速度大小是多少？
【答案】
（1）20m
（2）3s（3）20m/s
【解析】
（1）小球作竖直上抛运动，令抛出后上升最大高度为h，据﹣2gh=0﹣v20
得：
所以小球抛出后离地的最大高度为：
H′=H+h=15+5=20（m）
（2）将小球的竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，从抛出到落地的过程中，取竖直向下为正方向，则位移为S=15m，加速度为a=g=10m/s2，初速度为v0=﹣10m/s，
代入公式S=v0t+
at2
得：
15=﹣10t+
×10t2
解得小球抛出后到落地经过时间：
t=3s
（3）据vt=v0+at
得：
vt=﹣10+10×3=20（m/s）
24.如图，质量为m的小球用长为L的细线悬于天花板上O点，并使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动物理上称为圆锥摆），细线与竖直方向成θ角，求细线中的张力F和小球转动的周期T．
【答案】
（1）
（2）
【解析】专题：
试题分析：
牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：
由题，小球在水平面做匀速圆周运动，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解周期．
解：
小球受重力G和悬线的拉力F而在水平面内作匀速圆周运动，
F=mg/cosθ
半径R=Lsinθ
由牛顿第二定律得
T=
考点：
牛顿第二定律；向心力．
点评：
本题是圆锥摆问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源．注意小球圆周运动的半径与摆长不同．
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