XX專用學(xué)年高中物理 第五章 曲線運動章末檢測卷 新人教必修

PAGE第五章曲線運動章末檢測卷(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共13小題，每小題4分，共52分。在每小題列出的四個備選項中1～10只有一個是符合題目要求的，11～13題有多項是符合題目要求的，不選、錯選、多選均不得分。)1.下列關(guān)于運動和力的敘述中，正確的是()A.做曲線運動的物體，其加速度方向一定是變化的B.物體做圓周運動時，所受的合力一定指向圓心C.物體所受合力方向與運動方向相反，該物體一定做直線運動D.物體運動的速率在增加，所受合力方向一定與運動方向相同解析做曲線運動的物體，其速度一定變化，但加速度不一定變化，比如平拋運動，故A錯誤；物體做圓周運動，所受的合力不一定指向圓心，當(dāng)是勻速圓周運動時，由于速度大小不變，所以加速度垂直于速度，因此合力一定指向圓心，故B錯誤；當(dāng)物體所受合力方向與運動方向相反，則一定做減速直線運動，故C正確；物體運動的速率在增加，則一定有加速度存在，但不一定與運動方向相同，比如平拋運動，合力方向與運動方向不相同，故D錯誤。答案C2.(2018·臺州高一期末)小球在光滑水平面上以速度v做直線運動，當(dāng)它經(jīng)過磁鐵后的運動軌跡可能是()圖1A.Oa B.ObC.Oc D.Od解析速度方向是切線方向，合力方向是指向磁鐵的方向，兩者不共線，球在做曲線運動，故D正確，A、B、C錯誤。答案D3.如圖2所示，滑板運動員以速度v0從離地高度h處的平臺末端水平飛出，落在水平地面上。忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質(zhì)點，下列表述正確的是()圖2A.v0越大，運動員在空中運動時間越長B.v0越大，運動員落地瞬間速度越大C.運動員落地瞬間速度與高度h無關(guān)D.運動員落地位置與v0大小無關(guān)解析運動員做平拋運動的時間由高度決定，A項錯誤；在高度一定的情況下，v0越大，根據(jù)運動的合成判斷末速度也越大，B項正確；運動員落地位置與v0大小和高度有關(guān)。答案B4.(2018·金華高一期末)如圖3所示，在風(fēng)力發(fā)電機的葉片上有A、B、C三點，其中A、C在葉片的端點，B在葉片的中點。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時，這三點()圖3A.線速度大小都相等B.線速度方向都相同C.角速度大小都相等D.向心加速度大小都相等解析首先A、B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動，故他們的角速度相等，故C正確；由v＝ωr知，他們的半徑r不相等，故線速度的大小不相等，故A錯誤；由于是做圓周運動，故線速度的方向位于切線方向，故B錯誤；由an＝ω2r知，半徑r不相等，故加速度an不相等，故D錯誤。答案C5.如圖4所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道。質(zhì)量為m的游客隨過山車一起運動，當(dāng)游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點時()圖4A.處于超重狀態(tài)B.向心加速度方向豎直向下C.速度v的大小一定為eq\r(gR)D.座位對游客的作用力為meq\f(v2,R)解析游客隨過山車一起做圓周運動，經(jīng)最高點時加速度方向豎直向下指向圓心，游客處于失重狀態(tài)，故選項A錯誤，選項B正確；經(jīng)最高點時的速度最小值，由mg＝meq\f(v2,R)求得v＝eq\r(gR)，因游客不一定處于最小速度，故選項C錯誤；設(shè)游客對座位的作用力為F，有mg＋F＝meq\f(v2,R)，則F＝meq\f(v2,R)－mg，由牛頓第三定律知，座位對游客的作用力F′＝F，故選項D錯誤。答案B6.(2016·4月浙江選考)某卡車在公路上與路旁障礙物相撞。處理事故的警察在泥地里發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體，經(jīng)判斷，它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的。為了判斷卡車是否超速，需要測量的量是()A.車的長度，車的重量B.車的高度，車的重量C.車的長度，零件脫落點與陷落點的水平距離D.車的高度，零件脫落點與陷落點的水平距離解析根據(jù)題意和實際情景分析，零件在卡車撞停時，由于慣性向前飛出，不計空氣阻力，視為做平拋運動，測出水平位移和高度，由h＝eq\f(1,2)gt2，s＝v0t，得v0＝seq\r(\f(g,2h))，故D正確。答案D7.如圖5所示，一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動，a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個質(zhì)點，則偏心輪轉(zhuǎn)動過程中a、b兩質(zhì)點()圖5A.角速度大小相同B.線速度大小相同C.向心加速度大小相同D.向心力大小相同解析同軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，選項A正確；角速度大小相等，但轉(zhuǎn)動半徑不同，根據(jù)v＝ωr、an＝ω2r和Fn＝mω2r可知，線速度、向心加速度和向心力大小均不同，選項B、C、D錯誤。答案A8.以初速度v0水平拋出一個物體，經(jīng)過時間t物體的速度大小為v，則經(jīng)過時間2t，物體速度大小的表達式正確的是(不計空氣阻力)()A.v0＋2gt B.v＋gtC.eq\r(veq\o\al(2,0)＋（2gt）2) D.eq\r(v2＋2（gt）2)解析2t時刻物體的速度v′＝eq\r(veq\o\al(2,x)＋veq\o\al(2,y))＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋（2gt）2)，C正確，A錯誤；t時刻有v2＝veq\o\al(2,0)＋(gt)2，故v′＝eq\r(v2＋3（gt）2)，B、D錯誤。答案C9.未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖6所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。為達到上述目的，下列說法正確的是()圖6A.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越大B.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越小C.宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D.宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析由題意知有mg＝F＝mω2r，即g＝ω2r，因此r越大，ω越小，且與m無關(guān)，B正確。答案B10.如圖7所示為足球球門，球門寬為L。一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點)。球員頂球點的高度為h，足球做平拋運動(足球可看成質(zhì)點，忽略空氣阻力)，則()圖7A.足球位移的大小x＝eq\r(\f(L2,4)＋s2)B.足球初速度的大小v0＝eq\r(\f(g,2h)（\f(L2,4)＋s2）)C.足球末速度的大小v＝eq\r(\f(g,2h)（\f(L2,4)＋s2）＋4gh)D.足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tanθ＝eq\f(L,2s)解析足球位移大小為x＝eq\r(（\f(L,2)）2＋s2＋h2)＝eq\r(\f(L2,4)＋s2＋h2)，A錯誤；根據(jù)平拋運動規(guī)律有：h＝eq\f(1,2)gt2，eq\r(\f(L2,4)＋s2)＝v0t，解得v0＝eq\r(\f(g,2h)（\f(L2,4)＋s2）)，B正確；根據(jù)平拋運動規(guī)律可得v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋2gh)＝eq\r(\f(g,2h)（\f(L2,4)＋s2）＋2gh)，C錯誤；足球初速度方向與球門線夾角正切值tanθ＝eq\f(s,\f(L,2))＝eq\f(2s,L)，D錯誤。答案B11.“玉兔號”月球車依靠太陽能電池板提供能量，如圖8所示ABCD是一塊矩形電池板，能繞CD轉(zhuǎn)動，E為矩形的幾何中心(未標(biāo)出)，則電池板旋轉(zhuǎn)過程中()圖8A.B、E兩點的轉(zhuǎn)速相同B.A、B兩點的角速度不同C.A、B兩點的線速度相同D.A、E兩點的向心加速度相同解析矩形電池板繞CD軸轉(zhuǎn)動，整塊板角速度相同，A、B、E均為電池板上的點，所以三者角速度、轉(zhuǎn)速均相同，A正確，B錯誤；ωA＝ωB，rA＝rB，由v＝ωr得vA＝vB，C正確；a＝ω2r，因rE≠rA，所以aA≠aE，D錯誤。答案AC12.一輕繩一端固定一個質(zhì)量為M的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，以下說法正確的是()A.小球過最高點時，繩所受的彈力可以等于零B.小球過最高點時的最小速率為eq\r(gR)C.小球過最高點時的速率可小于eq\r(gR)D.小球過最高點時，繩所受的彈力一定大于零解析小球剛好到達最高點的條件是繩的彈力為零，重力提供向心力，有mg＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(gR)，即eq\r(gR)是小球能夠過最高點的最小速率，當(dāng)v>eq\r(gR)時，繩的彈力大于零，故A、B正確，C、D錯誤。答案AB13.一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬為150m，水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船()A.能到達正對岸B.渡河的時間可能等于50sC.以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為200mD.以最短位移渡河時，位移大小為200m解析因為船在靜水中的速度小于河水的流速，由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正達對岸，故A錯誤；當(dāng)船的靜水中的速度垂直河岸時渡河時間最短：tmin＝eq\f(d,v船)＝50s，故B正確；船以最短時間50s渡河時沿河岸的位移：x＝v水tmin＝4×50m＝200m，即到對岸時被沖下200m，故C正確；最短位移渡河時，設(shè)船的合速度與水流方向的夾角為θ，sinθ＝eq\f(v船,v水)＝eq\f(3,4)，最短位移大小s＝eq\f(d,sinθ)＝eq\f(150m,\f(3,4))＝200m，選項D正確。答案BCD二、非選擇題(共5小題，共48分)14.(6分)用頻閃照相技術(shù)拍下的兩小球運動的頻閃照片如圖9所示。拍攝時，光源的頻閃頻率為10Hz，a球從A點水平拋出的同時，b球自B點開始下落，背景的小方格為相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不計阻力。圖9(1)根據(jù)照片顯示的信息，下列說法中正確的是________。A.只能確定b球的運動是自由落體運動B.不能確定a球沿豎直方向的運動是自由落體運動C.只能確定a球沿水平方向的運動是勻速直線運動D.可以斷定a球的運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成(2)根據(jù)照片信息可求出a球的水平速度大小為________m/s；當(dāng)a球與b球運動了________s時它們之間的距離最小。解析(1)因相鄰兩照片時間間隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上的運動規(guī)律與b球運動規(guī)律相同，知豎直方向上做自由落體運動，所以D正確，A、B、C錯誤。(2)Δy＝gT2＝10×0.01m＝0.1m，所以，2L＝0.1mv0＝eq\f(2L,t)＝eq\f(0.1m,0.1s)＝1m/s因為兩球在豎直方向上都做自由落體運動，所以位移之差恒定，當(dāng)a與b在同一豎直線上時，距離最短，則：t＝eq\f(4L,v0)＝eq\f(0.2,1)s＝0.2s。答案(1)D(2)10.215.(9分)(2015·10月浙江選考)飼養(yǎng)員對著長l＝1.0m的水平細長管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質(zhì)量m＝0.02kg的注射器射到動物身上，如圖10所示。注射器飛離長管末端的速度大小v＝20m/s?？梢暈橘|(zhì)點的注射器在長管內(nèi)做勻變速直線運動，離開長管后做平拋運動。圖10(1)求注射器在長管內(nèi)運動時的加速度大?。?2)求注射器在長管內(nèi)運動時受到的合力大??；(3)若動物與長管末端的水平距離x＝4.0m，求注射器下降的高度h(g＝10m/s2)。解析(1)由勻變速直線運動規(guī)律v2－0＝2al得a＝eq\f(v2,2l)＝2.0×102m/s2(2)由牛頓第二定律F＝ma得F＝4N(3)由平拋運動規(guī)律x＝vt，得t＝eq\f(x,v)＝0.2s由h＝eq\f(1,2)gt2得h＝0.2m答案(1)2.0×102m/s2(2)4N(3)0.2m16.(9分)如圖11所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上，一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，然后小球從軌道口B處飛出，最后落在水平面上，已知小球落地點C距B處的距離為3R。求小球?qū)壍揽贐處的壓力為多大？圖11解析設(shè)小球經(jīng)過B點時速度為v0，則：小球平拋的水平位移為：x＝eq\r(（3R）2－（2R）2)＝eq\r(5)Rv0＝eq\f(x,t)＝eq\f(\r(5)R,\r(\f(4R,g)))＝eq\f(\r(5gR),2)對小球過B點時由牛頓第二定律得：F＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,0),R)解得F＝eq\f(1,4)mg由牛頓第三定律F′＝F＝eq\f(1,4)mg答案eq\f(1,4)mg17.(12分)(2018·嘉興一中期末)如圖12所示，水平實驗臺A端固定，B端左右可調(diào)，將彈簧左端與實驗平臺固定，右端有一可視為質(zhì)點，質(zhì)量為2kg的滑塊緊靠彈簧(未與彈簧連接)，彈簧壓縮量不同時，將滑塊彈出去的速度不同。圓弧軌道固定在地面并與一段動摩擦因數(shù)為0.4的粗糙水平地面相切D點，AB段最長時，BC兩點水平距離xBC＝0.9m，實驗平臺距地面高度h＝0.53m，圓弧半徑R＝0.4m，θ＝37°，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。完成下列問題：圖12(1)軌道末端AB段不縮短，壓縮彈簧后將滑塊彈出，滑塊經(jīng)過B點落到C點，求落到C點時的速度與水平方向夾角；(2)滑塊沿著圓弧軌道運動后能在DE上繼續(xù)滑行2m，求滑塊在圓弧軌道上對D點的壓力大小；(3)通過調(diào)整彈簧壓縮量，并將AB段縮短，滑塊彈出后恰好無碰撞從C點進入圓弧軌道，求滑塊從平臺飛出的初速度以及AB段縮短的距離。解析(1)根據(jù)題意C點到地面高度hC＝R－Rcos37°＝0.08m從B點飛出后，滑塊做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律：h－h(huán)C＝eq\f(1,2)gt2化簡則t＝0.3s根據(jù)xBC＝vBt可知vB＝3m/s飛到C點時豎直方向的速度vy＝gt＝3m/s因此tanθ＝eq\f(vy,vB)＝1即落到圓弧C點時，滑塊速度與水平方向夾角為45°(2)滑塊在DE階段做勻減速直線運動，加速度大小a＝eq\f(f,m)＝μg根據(jù)veq\o\al(2,E)－veq\o\al(2,D)＝2axDE聯(lián)立兩式則vD＝4m/s在圓弧軌道最低處FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,D),R)則FN＝100N，由牛頓第三定律，滑塊對軌道壓力大小為100N。(3)滑塊彈出恰好無碰撞從C點進入圓弧軌道，說明滑塊落到C點時的速度方向正好沿著軌跡該出的切線，即tanθ＝eq\f(vy′,v0′)由