1.1认识曲线同步练习（含解析）2023——2024学年高物理教科版（2019）必修第二册

1.1认识曲线 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于曲线运动的性质，以下说法正确的是（　　）
A．曲线运动不一定是变速运动
B．曲线运动一定是变加速运动
C．变速运动不一定是曲线运动
D．运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动一定是直线运动
2．汽车转弯时做加速曲线运动，下列轨迹描述正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。我们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于图中四幅图的相关叙述正确的是（ ）
A．图甲是观察桌面形变的实验，当用力F压桌面时，光点的位置会发生明显变化，从而反映桌面的形变，这个实验中主要用到的研究方法是微元法
B．图乙中把一般的曲线运动看成很多个圆周运动的一部分的组合，这是理想模型的思想
C．利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的运动时间，从而得到两小车的加速度大小关系
D．图丁中探究小车运动的加速度与力、质量的关系，该实验用到了等效替代的思想
4．如图，水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁体，下列关于小铁球运动的说法正确的是（ ）
A．磁体放在A处时，小铁球做匀速直线运动
B．磁体放在A处时，小铁球做直线运动，加速度大小不变
C．磁体放在B处时，小铁球做曲线运动，加速度不变
D．磁体放在B处时，小铁球做曲线运动，加速度大小和方向都变
5．如图所示，赛车沿圆弧形赛道从A运动到B的过程中，则赛车（　　）
A．速度有可能保持不变 B．所受合力方向可能指向轨道外侧
C．运动过程一定有加速度 D．位移大小与路程在数值上相等
6．如图为一圆规在水平纸面上画出的曲线，笔尖经过以下位置时速度方向跟经过位置P时可能相同的是（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
7．如图所示，虚线是一质点从 A 到C运动的轨迹，该质点通过 B点时速度的方向是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
8．一只小蜜蜂从A点飞到B点，速度越来越快，轨迹如图中曲线所示，关于小蜜蜂在C点受到的合外力及在D点的加速度，下列说法正确的是（　　）
A．在C点合外力可能为 B．在C点合外力可能为
C．在D点加速度可能为 D．在D点加速度可能为
二、多选题
9．一质点在多个水平恒力的作用下做匀速直线运动，现撤掉其中一恒力，且原来作用在质点上的其他力不变。下列说法正确的是（ ）
A．质点速度的方向总是与撤掉的恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与撤掉的恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与撤掉的恒力的方向相同
D．质点在单位时间内速度的变化量总是相同的
10．某质点做曲线运动时，下列说法正确的是（ ）
A．在某一点的速度方向不是该点曲线的切线方向
B．在任意时间内位移大小总是大于路程
C．在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹线凹的一侧
D．速度的方向与合外力的方向一定不在一条直线上
11．关于物理课本的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中火车屏幕上显示了三个物理量，分别是时刻、速率、温度
B．图乙中运动员所踢出的香蕉球，在空中做的是匀变速曲线运动
C．图丙中的实验是为了探究曲线运动的条件
D．图丁为牛顿对自由落体运动的研究思路，利用斜面实验来冲淡重力影响，使运动时间更容易测量，最后通过逻辑推理得到自由落体的运动规律
12．某人跑步过程中不同时刻的速度与加速度矢量如图，则关于此人在这些时刻的运动情况，说法正确的是（　　）
A．图①时刻此人正匀速率向右转 B．图②时刻此人正减速向左转
C．图③时刻此人正加速向右转 D．图④时刻此人正加速向右转
三、实验题
13．观察教材5.1 3演示实验，并回答：
（1）在水平面上具有某一初速度的小钢球，在其运动方向的正前方或正后方放一条形磁铁，小钢球将如何运动？
（2）在水平面上具有某一初速度的小钢球，在其运动方向一侧放一条形磁铁时，小钢球将如何运动？
14．“歼－20A”型战斗机列装空军作战部队，意味着中国是继美国之后世界上第二个走完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全部阶段的国家。问题：
（1）如果歼－20A在某次飞行过程中沿曲线MN加速向上爬升，请问在飞行过程中其所受合力与速度方向具有怎样的关系？( )

A．加速度方向可能指向曲线凸侧
B．合外力不可能保持恒定
C．速度的方向一定不断变化，速度的大小也一定不断变化
D．在某一点的速度方向就是在曲线上过该点的切线方向
（2）在图中最能表示歼－20A在P点的速度方向与其受到合力方向的分别是？( )

四、解答题
15．（1）如图甲所示，水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道，使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从A端或拆去一段轨道后从B端滚出时的速度方向有什么特点？
（2）如图乙所示，曲线是某一质点的运动轨迹，若质点在一段时间内从B点运动到A点，则其平均速度方向是什么？当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向是什么？
（3）曲线运动一定是变速运动吗？加速度可以为零吗？
16．（1）在教材5.1 3演示实验中，试画出小球在轨迹上A、B两点的速度方向及所受磁铁的吸引力的方向。
（2）根据以上分析，总结物体做曲线运动的轨迹、受力、速度三者的位置关系。
17．如图所示，一小球离开水平桌面后，在空中飞行。
（1）小球离开水平桌面时其速度有何特点？
（2）小球在空中运动时受几个力？其运动的加速度改变吗？
（3）结合曲线运动的条件，说明小球的运动轨迹为什么是曲线？

18．情境：“歼—20A”型战斗机列装空军作战部队，意味着中国是继美国之后世界上第二个走完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全部阶段的国家。问题：
（1）如果“歼—20A”在某次飞行过程中沿曲线加速向上爬升，请问在飞行过程中其所受合力与速度方向具有怎样的关系？
（2）在图中最能表示“歼—20A”在P点的速度方向与其受到合力方向的分别是？

19．一质点在某恒力作用下做曲线运动，图中的曲线AB是该质点运动轨迹的一段，质点经过A、B两点时的速率分别为vA、vB。
（1）用作图法找出该恒力方向的可能范围。
（2）该恒力的方向能否在过A或B点的切线上？
（3）该质点从A点到B点过程中的速率如何变化？
（4）若速率有变化，且vA＝vB，则速率最大或最小时，恒力的方向与速度的方向之间的夹角为多少？
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参考答案：
1．C
【详解】A．曲线运动的速度方向是时刻发生变化的，因此是变速运动，故A错误；
B．加速度是否发生变化要看合外力是否发生变化，斜向上抛到空中的物体做曲线运动，但加速度大小不变，故B错误；
C．变速运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，故C正确；
D．运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动不一定是直线运动，例如匀速圆周运动体的速度大小、加速度大小都不变，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】汽车转弯时做加速曲线运动，则速度方向沿轨迹的切线方向，力与速度的夹角是锐角且指向轨迹的凹侧。
故选A。
3．C
【详解】A．图甲是观察桌面形变的实验，当用力F压桌面时，光点的位置会发生明显变化，从而反映桌面的形变，这个实验中主要用到的研究方法是放大法。故A错误；
B．图乙中把一般的曲线运动看成很多个圆周运动的一部分的组合，这是微元法的思想。故B错误；
C．利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的运动时间，从而得到两小车的加速度大小关系。故C正确；
D．图丁中探究小车运动的加速度与力、质量的关系，该实验用到了控制变量法。故D错误。
故选C。
4．D
【详解】AB．磁体放在A处时，小铁球受磁体的引力方向与速度方向共线，且引力逐渐变大，可知小铁球做加速度增大的变加速直线运动，选项AB错误；
CD．磁体放在B处时，小铁球受磁体的引力方向与速度方向不共线，小铁球做曲线运动，随引力的增加，加速度大小和方向都变，选项C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】AC．赛车做曲线运动，速度沿切线方向时刻在变，一定有加速度，故A错误，C正确；
B．赛车做曲线运动所受合力方向指向轨道凹侧，故B错误；
D．过程中位移大小在数值上比路程小，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】根据曲线运动上某点的速度方向沿着该点的切线方向，可知速度方向跟经过位置P时可能相同的是1位置。
故选A。
7．D
【详解】物体做曲线运动在某点的速度方向沿着该点的切线方向，则该质点通过 B点时速度的方向是④。
故选D。
8．B
【详解】
C D．物体做曲线运动时，合外力及加速度指向运动轨迹凹的一侧，故CD错误；
A B．小蜜蜂从A点飞到B点经过C点时速度方向沿切线方向，如图所示
由于速度越来越快，因此合外力与速度夹角小于90°，故A错误，B正确。
故选B。
9．BD
【详解】A．质点速度的方向不一定与撤掉的恒力的方向相同，选项A错误；
B．撤去一恒力后质点仍受恒力作用，若该恒力开始时与质点的速度方向垂直，则质点做匀变速曲线运动，速度方向与合力的夹角逐渐减小，即质点速度的方向不可能总是与撤掉的恒力的方向垂直，选项B正确；
C．质点撤去一恒力后受其它力的合力方向与撤掉的恒力反向，则质点加速度的方向总是与撤掉的恒力的方向相反，选项C错误；
D．撤去一恒力后质点做匀变速运动，加速度恒定，则在单位时间内速度的变化量总是相同的，选项D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】A．曲线运动的速度方向为曲线的切线方向，故A错误；
B．位移是初位置指向末位置的有向线段，为直线，而路程是轨迹的长度，所以质点做曲线运动时，在任意时间内位移大小小于路程，故B错误；
C．质点做曲线运动时，在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹线凹的一侧，故C正确；
D．质点做曲线运动的条件是速度的方向与合外力的方向不在同一直线上，故D正确。
故选CD。
11．AC
【详解】A．根据火车屏幕上物理量的单位可知显示了时刻、速率、温度，故A正确；
B．运动员所踢出的香蕉球时受重力和阻力，阻力方向与速度方向有关，则不是匀变速曲线运动，故B错误；
C．图丙中物体所受的合力与速度不再一条直线上时小球做曲线运动，所以图丙中的实验是为了探究曲线运动的条件，故C正确；
D．图丁为伽利略对自由落体运动的研究思路，利用斜面实验来冲淡重力影响，使运动时间更容易测量，最后通过逻辑推理得到自由落体的运动规律，故D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】A．加速度方向向左且与速度垂直，该时刻此人向左转，故A错误；
B．将加速度分解为垂直速度方向与沿速度方向，可知该时刻此人正减速向左转，故B正确；
C．将加速度分解为垂直速度方向与沿速度方向，可知该时刻此人正加速向右转，故C正确；
D．将加速度分解为垂直速度方向与沿速度方向，可知该时刻此人正加速向左转，故D错误。
故选BC。
13．（1）做直线运动；（2）做曲线运动
【详解】（1）[1]观察演示实验可知，在小钢球运动方向的正前方或正后方放一条形磁铁，小钢球将做直线运动。
（2）[2]观察演示实验可知，在小钢球运动方向一侧放一条形磁铁时，小钢球将做曲线运动。
14． D P点的速度方向为③，P点的所受合力方向为②
【详解】（1）[1]A．曲线运动的合外力的方向指向曲线的凹侧，根据牛顿第二定律可知，加速度的方向也指向曲线的凹侧，故A错误；
B．物体做曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不共线，可以是恒力也可以是变力，故B错误；
C．曲线运动的特点就是速度方向一定不断变化，但速度的大小不一定变化，故C错误；
D．做曲线运动的物体，其瞬时速度方向沿轨迹的切线方向，故D正确。
故选D。
（2）[2]由于速度方向与轨迹切线方向一致，所以在P点的速度方向沿该点运动轨迹的切线方向是③；由于歼－20A加速向上爬升，则所受合力方向与速度方向的夹角为锐角，所以它所受合力方向应该为②。
15．见解析
【详解】做曲线运动的物体速度方向为轨迹在该点的切线方向，所以钢球从A端或拆去一段轨道后从B端滚出时的速度方向仍然沿B点的切线方向飞出。
16．（1）见解析；（2）曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间，合外力指向轨迹内侧
【详解】（1）小球在轨迹上A、B两点的速度方向及所受磁铁的吸引力的方向如图所示
（2）根据图中轨迹、速度方向和力的方向可知，曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间，合外力指向轨迹内侧。
17．（1）见解析；（2）1个力，不变；（3）见解析
【详解】（1）由于惯性，小球离开桌面时速度方向沿水平方向。
（2）在空中运动时只受重力，由于重力恒定不变，故其运动的加速度保持不变.
（3）由于小球在空中运动时初速度方向是水平的，重力方向是竖直的，运动方向与受力方向不共线，故轨迹是曲线。
18．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）根据题意可知，由于“歼—20A”沿曲线加速爬升，所以其所受合力方向与速度方向的夹角为锐角。
（2）由于速度方向与轨迹切线方向一致，所以在P点的速度方向沿该点运动轨迹的切线方向是③；由于“歼—20A”所受合力方向与速度方向的夹角为锐角，所以它所受合力应该为②。
19．（1）；（2）该恒力的方向不能在过A或B点的切线上；（3）先减小后增大；（4）90°
【详解】
（1）根据速度变化与受力的关系可知，物体在恒力的作用下做曲线运动，则受到的恒力的方向与速度变化的方向是相同的，在图中先做出速度变化的方向，即恒力的方向。如图
（2）根据曲线运动的条件可知，该恒力的方向不能在过A或B点的切线上，否则质点将从A点或B点做匀变速直线运动；
（3）该质点从A点到B点过程中，速度的方向与恒力方向的夹角由大于90°逐渐减小到小于90°，因此恒力先做负功后做正功，该质点从A点到B点过程中的速率将先减小后增大；
（4）如果vA＝vB，则恒力的方向沿垂直于AB方向；速率最大时在A点或B点，此时速度方向与恒力之间的夹角如图；当速率最小时，恒力的方向与速度的方向之间的夹角为90°。
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