2021-2022学年度高中物理必修二第五章第一节曲线运动测试卷
一、单选题
1.关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体所受合力变小时,其一定做减速运动
B.物体所受合力不为零时,其加速度一定不为零
C.物体所受合力保持不变,其可能做匀速圆周运动
D.物体所受合力的方向总是与其运动的方向在同一条直线上
2.下列关于曲线运动的说法中正确的是( )
A.曲线运动可能是匀速运动,比如匀速圆周运动
B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动一定是匀加速运动
D.曲线运动的物体,加速度一定是变化的
3.如图所示,曲线为质点运动的轨迹质点通过位置P时的速度方向加速度方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.关于运动和力,以下说法正确的是( )
A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变
B.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变
C.物体受到的力不为恒力,物体一定做曲线运动
D.初速度不为零,并且受到与初速度方向不在同一条直线的外力作用,物体一定做曲线运动
5.如图所示,将磁铁放在水平白纸面上后,钢珠会偏离原来的直线运动方向而做曲线运动。下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.加速度变化的运动一定是曲线运动
C.物体在恒力作用下一定不会做曲线运动
D.物体在变力作用下一定会做曲线运动
6.如图所示,一同学在表演投篮球活动。经观察自篮球投出后在空中飞行过程中,若不计空气阻力,篮球的运动将是( )
A.曲线运动,加速度大小和方向均改变,是变加速曲线运动
B.曲线运动,加速度方向不变,大小改变,是匀变速曲线运动
C.曲线运动,加速度大小和方向均不变,是匀变速曲线运动
D.曲线运动,加速度大小和方向均不变,是变加速曲线运动
7.关于做曲线运动的条件,下列说法正确的是( )
A.物体只有受到恒力作用,才能做曲线运动
B.物体只要受到变力作用,就一定会做曲线运动
C.物体所受合力为零时,不可能做曲线运动
D.物体只有在所受的合力方向与速度方向垂直时,才能做曲线运动
8.下列关于运动和力的叙述中,正确的是( )
A.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的
B.物体受恒力作用时不可能做曲线运动
C.物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时,该物体一定做加速线运动
D.物体运动的速率增大,物体所受合力方向一定与运动方向相同
二、实验题
9.(1)在做平抛运动实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画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.通过调节使斜槽的末端保持水平
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.用铅笔记录小球位置时,每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示物体的运动轨迹,A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出,则:
①小球平抛的初速度v0=________m/s;vB=________m/s(g取10m/s2);
②小球开始做平抛运动的位置坐标x=________cm,y=________cm。
10.我们选用小铁球、磁铁、固定有平滑白纸的水平桌面、圆弧形滑轨、直尺、铅笔等简易器材进行探究“物体做曲线运动的条件”的实验。在实验时,将圆弧形滑轨固定在白纸上,使其底端出口与桌面相切,让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度。为便于观察,在小球出口处沿运动方向用直尺在白纸上画一条直线。分别做以下三次实验,其中,a图中不放置磁铁;b图中将磁铁放置在直线上;c图中将磁铁放置在直线一侧。
(1)在三次实验中,做曲线运动的是___________图;
(2)在三次实验中,小球在白纸上运动时,速度变化明显的是___________图;
(3)综合实验结果,物体速度改变的原因是_________________________________;物体做曲线运动的条件是_________________________________。
三、作图题
11.过山车沿着图示曲线轨道从a点滑下,沿圆轨道运动一圈后,从c点滑出,画出:
①过山车从a点运动到c点的位移;
②过山车在b点时的速度方向.
四、解答题
12.物体做曲线运动的条件是什么?
13.一只鸟在距水面20m的上空以5m/s的速度水平飞行. 突然它叼着的一条0. 1kg的鱼从口中掉落. 不计空气阻力(g取10m/s2),求
(1)鱼从脱离到落至水面所用的时间;
(2)鱼从脱离到撞击水面的过程中,水平方向的位移大小;
(3)鱼撞击水面的速度大小.
五、填空题
14.做曲线运动的物体的速度方向沿曲线上这一点的______________方向,物体做曲线运动的条件是合外力的方向与____________方向不在一条直线上.
15.曲线运动的速度方向:就是物体过曲线上该点的____方向。
16.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是________运动.
17.如图所示,水平桌面上放一个斜槽,一个小钢球从斜槽上端滑下来。不放置磁铁时,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上做_________(选填“直线”或“曲线”)运动。按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上做_________(选填“直线”或“曲线”)运动。
18.物体做曲线运动时轨迹与所受的合外力F的情况如图,我们将力F分解得与v共线的力F1、与v垂直的力F2,讨论其中F1、F2的作用.
(1)与速度同向的力F1只改变速度的_______;(填“大小”或“方向”).
(2)与速度垂直的力F2只改变速度的_______.(填“大小”或“方向”).
19.“嫦娥奔月”不只是一个传说,我国已进行了两次“嫦娥奔月”的实验。图甲为“嫦娥”一号卫星飞行轨迹示意图,图乙为“嫦娥”二号卫星飞行轨迹示意图,其中“嫦娥”二号卫星缩短了绕地飞行的过程。
(1)若不考虑月地距离的变化,则(____)
A.“嫦娥”一号卫星奔月的路程较长
B.“嫦娥”二号卫星奔月的路程较长
C.“嫦娥”一号卫星奔月的位移较大
D.“嫦娥”二号卫星奔月的位移较大
(2)请在图中画出卫星经过A、B两处时的速度方向。______、______
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
A.合力减小,加速度减小,说明速度变化慢了,如果加速度与速度同向,则物体速度增加慢了,如果反向,则速度减小慢了,所以不一定做减速运动,故A错误;
B.根据牛顿第二定律知,物体质量不变时,加速度与合外力成正比,合外力不为零,加速度一定不为零,故B正确;
C.物体做匀速圆周运动时需要合力大小不变且始终指向圆心,当合力的大小和方向都不变时,物体不会做匀速圆周运动的,故C错误;
D.加速度与速度变化量的方向是一致的,与速度方向无关,即合外力方向与运动方向无关,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】
曲线运动的速度方向为轨迹上该点的切线方向,所以曲线运动一定是变速运动,但它可以是匀变速曲线运动也可以是变加速曲线运动,故选B。
3.B
【详解】
做曲线运动的物体,速度的方向沿着轨迹的切线方向,合外力的方向总是指向凹侧,因此加速度的方向总是指向凹侧。
B 正确。
4.D
【详解】
A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,由于合力对物体做功,所以速度大小一定变化,故A错误;
B.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故B错误;
C.物体受到的力不为恒力,在变力的作用下不一定做曲线运动,如汽车恒定功率启动,合力不断变化,但是汽车做直线运动,故C错误;
D.只有速度方向与合外力的方向不在一条直线上时,物体才做曲线运动,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】
A.曲线运动的速度方向一定变化,则曲线运动是变速运动,故A正确;
B.加速度变化表示合外力的大小变化,而合外力的方向与速度的方向共线或不共线,则运动可以是直线运动或曲线运动,故B错误;
C.物体在恒力作用下可以做曲线运动,如平抛;也可以直线运动,如匀变速直线运动,故C错误;
D.物体在变力作用下可以是力的大小变化或力的方向变化,则物体不一定会做曲线运动,故D错误;
故选A。
6.C
【详解】
篮球投出后在空中只受重力,故加速度为重力加速度,大小方向均不变,由图可知,初速度和重力加速度不在同一条直线上,篮球做曲线运动,综上可知篮球做匀变速曲线运动,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.C
【详解】
物体受到的合外力与物体的速度不共线时就会做曲线运动,所以做曲线运动时,合外力不能为零,速度不能为零;合外力可以是恒力也可以是变力,合外力可以和速度方向成锐角、钝角或直角。故C正确,ABD错误。
故选C。
8.C
【详解】
A.做曲线运动的物体,速度方向一定变化,但加速度大小和方向不一定变化,A错误;
B.物体受恒力作用时,若恒力的方向和速度方向不在一条直线上,物体做曲线运动,B错误;
C.物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时,将该力分解到沿着运动方向和垂直于运动方向,沿着运动方向的分力,一定使物体加速运动,速率一定增加;而垂直于运动方向的力让物体运动方向发生变化,不改变速度大小,C正确,D错误。
故选C。
9.ACE 2 2.5 -10 -1.25
【详解】
(1)[1]A.为了保证小球的初速度水平,斜槽末端应保持水平,故A正确;
BC.为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等,应让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.用铅笔记录小球位置时,每次不需要严格地等距离下降,故D错误;
E.小球平抛运动在竖直平面内,不能与木板上的白纸接触,防止摩擦使运动轨迹发生变化,故E正确;
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑曲线连接,故F错误。
故选ACE。
(2)[2]在竖直方向上,则有
则小球平抛运动的初速度
[3]设在B点竖直方向的分速度为vBy,则
则B点速度为
[4][5]设小球从抛出点运动到B的时间为tB,则
B在竖直方向投影点距抛出点的距离
B在水平方向投影点距抛出点的距离
所以开始做平抛运动的位置坐标为
10.c b和c 合力不为零 合力与速度不在一条直线上
【详解】
(1)[1] a图中不放置磁铁,小钢球受到与速度方向相反摩擦阻力作用,做直线运动;
b图中将磁铁放置在直线上,小钢球受到沿着速度方向的吸引力、与速度方向相反摩擦阻力作用,合力与速度在一条直线上,做直线运动;
c图中将磁铁放置在直线一侧,钢球所受的磁铁的吸引力方向总是指向磁铁,与速度不在一条直线上,做曲线运动。
所以做曲线运动的是c图。
(2)[2] a图平滑白纸的水平桌面对小球的摩擦力很小,小球速度变化不明显
因为b和c图,小球受到磁铁的吸引力作用,所以小球速度会发生明显变化。
(3)[3] 综合实验结果,物体速度改变的原因是合力不为零
[4] 实验表明,当物体所受合力与速度不在一条直线上时,物体做曲线运动,
【详解】
①位移是从起点指向终点的有向线段,所以过山车从a点运动到c点的位移如图,红色有向线段;
②物体做曲线运动的速度的方向沿该点曲线的切线方向,所以过山车在b点时的速度方向如图绿色箭头.
12.物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。
13.(1)(2)(3)
(1)鱼从口中掉落. 不计空气阻力,则做平抛运动,根据竖直方向为自由落体运动,
则:,即:;
(2)做平抛运动,水平方向为匀速运动,则:;
(3)鱼撞击水面时竖直方向分速度为:,方向竖直向下
水平方向速度为:,方向与方向相同
则鱼撞击水面时合速度的大小为:.
14.切线方向 速度
[1].依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向上;
[2].物体做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向不在一条直线上.
15.切线
【详解】
[1]曲线运动的速度方向:就是物体过曲线上该点的切线方向。
16.变速
【解析】
运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
17.直线 曲线
【详解】
[1]不放置磁铁时,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上运动时,由于水平方向不受外力,则做直线运动。
[2]按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上运动时,由于受到磁铁的与速度不共线的吸引力作用而做曲线运动。
18.大小 方向
【详解】
当力与速度不在同一条直线上,此力使物体做曲线运动,与速度方向垂直的力对物体不做功,不改变速度大小,所以与速度垂直的力F2只改变速度的方向,F1的方向与速度方向相同,不改变速度方向,此力对物体做功,使物体速度大小改变.
点睛:本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,知道垂直于速度方向的力不改变速度大小,只改变速度方向,平行于速度方向的力不改变方向,只改变大小.
19.
(1)[1]AB.由图可知,一号卫星在前往月球前,绕地球转了好几圈,因此一号卫星的路程长。故A正确,B错误;
CD.由于不考虑月地距离的变化,则两者之间的直线距离不变,即位移不变,故CD错误。
故选A。
(2)[2]根据曲线运动的特点,轨迹上某点的速度方向为该点沿轨迹的切线方向,A点作图如下
[3]根据曲线运动的特点,轨迹上某点的速度方向为该点沿轨迹的切线方向,B点作图如下
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