人教版高中物理必修二第五章《曲线运动》单元检测题（解析版）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二第五章《曲线运动》单元检测题（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 136.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-12 09:48:02 | ||
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文档简介
第五章《曲线运动》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.某运动员以12 m/s的速度向正南方向运动时，感觉到风是从正西方向吹来的，当他以21 m/s的速度继续向正南方向运动时，感觉到风是从西南方向(西偏南45°)吹来的，则风相对地的速度大小是( )
A． 12 m/s B． 15 m/s C． 18 m/s D． 21 m/s
2.如图所示，在闹钟和手表之间的争论中，其中闹钟是用哪个物理量来分析圆周运动的( )
A． 角速度 B． 周期 C． 线速度 D． 转速
3.关于地球上的物体随地球自转，下列说法正确的是( )
A． 在赤道上向心加速度最大 B． 在两极向心加速度最大
C． 在地球上各处向心加速度一样大 D． 在地球上各处线速度都一样大
4.描述做平抛运动的物体在竖直方向上的速度vy(取向下为正)随时间变化的图象是图中的( )
A．B．C．D．
5.一物体从某一行星表面竖直向上抛出（不计空气阻力）．设抛出时t=0，得到物体上升高度随时间变化的h-t图象如图所示，则该行星表面重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为（ ）
A． 8 m/s225 m/s B． 10 m/s225 m/s C． 8 m/s220 m/s D． 10 m/s220 m/s
6.关于斜抛运动，下列说法不正确的是（ ）
A． 任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动
B． 斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动
C． 斜抛运动一定是变加速运动
D． 斜抛运动是匀变速运动
7.如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上．M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连．当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M( )
A． 所受向心力变为原来的4倍 B． 线速度变为原来的
C． 半径r变为原来的 D．M的角速度变为原来的
8.一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为d=100 m的河流，已知河水流速为v1=4 m/s，小船在静水中的速度为v2=2 m/s，B点距正对岸的A点x0=173 m．下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（ ）
A． 小船过河的最短航程为100 m B． 小船过河的最短时间为25 s
C． 小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸 D． 小船过河的最短航程为200 m
9.如图所示，从A，B，C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A，B，C，其中A，B在同一竖直线上，B，C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）
A． 先同时抛出B，C两球，且vA＞vB＞vC B． 先同时抛出A，B两球，且vA＜vB＜vC
C． 后同时抛出A，B两球，且vA＞vB＞vC D． 后同时抛出B，C两球，且vA＜vB＜vC
10.如图，网球运动员在左边底线正上方距地面高H处，将网球以速度v沿垂直球网方向水平击出，球恰好不触网且最终落到右边底线上．球的运动可视作平抛运动，则（ ）
A． 网球做变加速曲线运动
B． 网球在网的两侧场地内运动时间相同
C．H是网高的2倍
D． 若用大于v的速度沿垂直球网方向将球水平击出，球将触网落地
11.在研究物体运动规律时，可以用频闪照相技术拍下运动物体的情况，然后根据频闪照片记录相等时间间隔内物体位置的变化，分析物体运动的速度与加速度．现要研究甲、乙两个小球的运动情况，拍摄时，甲球从A点水平抛出的同时，乙球从B点开始下落，同时频闪照相系统开始闪光拍照，所得到的频闪照片如图所示．已知照片背景的小方格均为相同的正方形，则下列说法中正确的是( )
A． 只能确定乙球的运动是自由落体运动，不能对甲球的运动作出判断
B． 不能确定甲球沿竖直方向的运动是自由落体运动
C． 只能确定甲球沿水平方向的运动是匀速直线运动，不能对其竖直方向的运动作出判断
D． 可以确定甲球的运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成
12.汽车以恒定的速率通过一圆弧形拱桥，当它位于拱桥顶部时，下列说法正确的是( )
A． 汽车处于超重状态
B． 汽车对拱桥的压力等于其重力
C． 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D． 汽车受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力，方向指向圆弧的圆心
13.如图所示，固定斜面AO、BO与水平方向夹角均为45°，现由A点以某一初速度水平抛出一个小球(可视为质点)，小球恰能垂直于BO落在C点，则OA与OC的比值为( )
A．∶1 B． 2∶1 C． 3∶1 D． 4∶1
14.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比为3∶2，它们的向心加速度之比为( )
A． 2∶1 B． 3∶2 C． 4∶3 D． 8∶9
15.如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是( )
A． B． C． D．
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A，B，C.向心加速度随半径变化图像如图所示，可以知道( )
A．A，B两点加速度关系满足甲图线 B．A，B两点加速度关系满足乙图线
C．B，C点两点加速度关系满足甲图线 D．B，C点两点加速度关系满足乙图线
17.物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（ ）
A． 速度一定变化 B． 加速度一定变化
C． 合力一定不为零 D． 合力方向与速度方向一定不在同一直线上
18.做离心运动的物体，它的速度变化情况可能是( )
A． 速度的大小不变，方向改变 B． 速度的大小改变，方向不变
C． 速度的大小和方向都改变 D． 速度的大小和方向都不变
19.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，保持其他力不变，则质点( )
A． 一定做匀变速运动 B． 一定做直线运动 C． 一定做非匀变速运动 D． 可能做曲线运动
三、实验题
20.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．
(1)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可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(2)作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有________和________．其初速度的表达式为v0＝________.
21.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
(1)该同学采用的实验方法为________.
A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法
(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点.
①作出F－v2图线；
②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的F－v2的图线可得圆柱体的质量m＝________ kg.(结果保留两位有效数字)
四、计算题
22.国家飞碟射击队在进行模拟训练时用如图所示装置进行．被训练的运动员在高H＝20 m的塔顶，在地面上距塔水平距离为l处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被以速度v2竖直向上抛出．当靶被抛出的同时，运动员立即用特制手枪沿水平方向射击，子弹速度v1＝100 m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小(g取10 m/s2)
(1)当l取值在什么范围内，无论v2为何值靶都不能被击中？
(2)若l＝100 m，v2＝20 m/s，试通过计算说明靶能否被击中？
23.火车在半径r＝900 m的弯道转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l＝1.4 m，外轨比内轨高h＝14 cm，轨道平面与水平面的夹角为α，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(α很小时，可以近似认为tanα＝sinα；g取10 m/s2)
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据运动员的运动方向和感受到的风(合运动)的方向可得，其速度合成关系如图所示，
则有vOA＝12 m/s，vOB＝21 m/s，vOC为风速，vAC是运动员的速度为12 m/s时风相对运动员的速度，vBC是运动员的速度为21 m/s时风相对运动员的速度，且有∠ACB＝45°；则由几何关系可知，AC＝AB，即vAC＝vOB－vOA＝9 m/s，故vOC＝m/s＝15 m/s.故B正确．
2.【答案】C
【解析】从题干意思来看两者在讨论圆周运动的线速度，故选C.
3.【答案】A
【解析】地球自转时，各点绕地轴转动，具有相同的角速度，根据a＝rω2，知到地轴的距离越大，向心加速度越大，所以在赤道处的向心加速度最大，两极向心加速度最小，故A正确，B，C错误；根据公式v＝ωr可得在角速度相同的情况下，由于地球上各处的半径不同，所以线速度不同，D错误．
4.【答案】D
【解析】平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，竖直方向上的速度随时间均匀增大，故选项D正确.
5.【答案】C
【解析】由图示图象可知，物体上升的最大高度为h=25m，上升的时间为t=2.5s
对于上升过程，由h=t可知，初速度为：v0；
由v=at得物体上升的加速度大小为：=8 m/s2；
6.【答案】C
【解析】斜抛运动只在竖直方向受重力，故将速度分解到水平和竖直方向后，均可以看作水平方向上的匀速运动和竖直方向上的匀变速运动；故任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动；故A、B正确；斜抛运动只受重力，故斜抛运动一定是匀变速运动；故C错误，D正确.
7.【答案】B
【解析】转速增加，再次稳定时，M做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不变．故A错误．转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据F＝mrω2，向心力不变，则r变为原来的.根据v＝rω，线速度变为原来的，故B正确．
8.【答案】D
【解析】
ACD、因为水流速度大于船静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小；
根据几何关系，则有：=，因此最短的航程是：
s=d=×100 m =200 m，故A、C错误，D正确；
B、当船静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间：
t==s=50 s，故B错误.
9.【答案】A
【解析】B，C的高度相同，大于A的高度，根据，知，B，C的运动时间相等，大于A运动的时间，可知BC两球同时抛出，A后抛出．A，B的水平位移相等，则根据x=v0t得知，A的初速度大于B的初速度；B的水平位移大于C的水平位移，根据x=v0t得知，B的初速度大于C的初速度，即vA＞vB＞vC．故A正确．
10.【答案】B
【解析】网球仅受重力，做平抛运动，加速度不变，做匀变速曲线运动，故A错误．
网球在水平方向上做匀速直线运动，由于在两侧场地内的水平位移相等，则运动的时间相等，故B正确．
竖直方向上做自由落体运动，有H=，设网高为h，则有：H﹣h=，联立两式解得．故C错误．
设平抛运动的时间为t，若初速度增大，在下降时间内水平位移大于一侧场地的长度，不会触网．故D错误．
故选B．
11.【答案】D
【解析】根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，即Δx＝aT2，可以确定乙球做自由落体运动，根据甲球在竖直方向上运动规律与乙球的运动规律相同，可知甲球在竖直方向上做自由落体运动，根据甲球在水平方向上相等时间内的水平位移相等，可知甲球在水平方向上做匀速直线运动．故D正确，A、B、C错误．
12.【答案】D
【解析】汽车过拱形桥时做圆周运动，在桥的顶部时，加速度竖直向下，车处于失重状态，故A错误；汽车处于失重状态，车对桥的压力小于车的重力，故B错误；汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，重力与支持力的合力提供向心力，故C错误，D正确；故选D.
13.【答案】C
【解析】以A点为坐标原点，AO为y轴，垂直于AO为x轴建立坐标系，分解速度和加速度，则在x轴上做初速度为v0，加速度为g的匀减速直线运动，末速度刚好为零，运动时间为t＝.
在y轴上做初速度为v0，加速度为g的匀加速直线运动，末速度为vcy＝v0＋gt＝v0，利用平均速度公式得位移关系
OA∶OC＝t∶t＝3∶1.
故选：C.
14.【答案】A
【解析】根据题意可得它们的线速度＝，它们的角速度之比为＝，根据公式a＝ω2r＝vω可得向心加速度之比为＝，A正确．
15.【答案】B
【解析】做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度，其方向指向圆心，B正确．
16.【答案】AD
【解析】A，B两点在两轮边缘通过链条传动，则A，B两点的线速度大小相等，由a＝，a与R反比，所以A，B两点的加速度关系满足甲图线，A正确、B错误；B，C两点同轴转动，则B，C两点转动的角速度相同，由a＝Rω2，a与R成正比，所以B，C两点加速度关系满足乙图线，D正确、C错误．
17.【答案】ACD
【解析】A、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B、平抛运动是曲线运动，加速度恒定，故B错误；
C、曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，故C正确；
D、物体所受的合力方向和它的速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，故D正确；
18.【答案】CD
【解析】做离心运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，做曲线运动时，它的速度大小一定变化，其速度方向一定变化；做直线运动时，则是匀速直线运动，因此速度的大小与方向均不变，故C、D正确，A、B错误．
19.【答案】AD
【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动．由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小等于F1的大小，方向与F1相反，故选项A正确，选项C错误；在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，质点做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动(条件是：F1的方向和速度方向在同一条直线上)，也可能做曲线运动(条件是：F1的方向和速度方向不在同一条直线上)，故选项B错误，选项D正确．
20.【答案】(1)AC (2)小球从原点到某时刻的水平位移x 从原点到该时刻的竖直位移y x
【解析】(1)平抛运动的初速度沿水平方向，所以必须调节使斜槽的末端保持水平，A正确；为了得到相同的初速度每次释放位置必须相同，由静止释放，B错误，C正确；因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的，故D错误．
(2)在水平方向上有v0＝，在竖直方向上有y＝gt2，联立可得v0＝x
21.【答案】(1)B(2)①
②0.18
【解析】
22.【答案】(1)l>200 m (2)恰好击中
【解析】(1)若抛靶装置在子弹的射程以外，则不论抛靶速度为何值，都无法击中．
H＝gt2 x＝v1t
l>x＝v1＝200 m
即l>200 m，无论v2为何值都不能被击中．
(2)若靶能被击中，则击中处应在抛靶装置的正上方，设经历的时间为t1，
则：l＝v1t1，t1＝＝s＝1 s.
y1＝gt＝×10×12m＝5 m
y2＝v2t1－gt＝20×1 m－×10×12m＝15 m.
因为y1＋y2＝5 m＋15 m＝20 m＝H,所以靶恰好被击中．
23.【答案】30 m/s
【解析】若火车在转弯时铁轨不受挤压，即由重力和支持力的合力提供向心力，火车转弯平面是水平面．火车受力如图所示
由牛顿第二定律得：
mgtanα＝m
由于α很小，可以近似认为
tanα＝sinα＝
代入数据解得：v＝30 m/s.
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.某运动员以12 m/s的速度向正南方向运动时，感觉到风是从正西方向吹来的，当他以21 m/s的速度继续向正南方向运动时，感觉到风是从西南方向(西偏南45°)吹来的，则风相对地的速度大小是( )
A． 12 m/s B． 15 m/s C． 18 m/s D． 21 m/s
2.如图所示，在闹钟和手表之间的争论中，其中闹钟是用哪个物理量来分析圆周运动的( )
A． 角速度 B． 周期 C． 线速度 D． 转速
3.关于地球上的物体随地球自转，下列说法正确的是( )
A． 在赤道上向心加速度最大 B． 在两极向心加速度最大
C． 在地球上各处向心加速度一样大 D． 在地球上各处线速度都一样大
4.描述做平抛运动的物体在竖直方向上的速度vy(取向下为正)随时间变化的图象是图中的( )
A．B．C．D．
5.一物体从某一行星表面竖直向上抛出（不计空气阻力）．设抛出时t=0，得到物体上升高度随时间变化的h-t图象如图所示，则该行星表面重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为（ ）
A． 8 m/s225 m/s B． 10 m/s225 m/s C． 8 m/s220 m/s D． 10 m/s220 m/s
6.关于斜抛运动，下列说法不正确的是（ ）
A． 任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动
B． 斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动
C． 斜抛运动一定是变加速运动
D． 斜抛运动是匀变速运动
7.如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上．M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连．当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M( )
A． 所受向心力变为原来的4倍 B． 线速度变为原来的
C． 半径r变为原来的 D．M的角速度变为原来的
8.一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为d=100 m的河流，已知河水流速为v1=4 m/s，小船在静水中的速度为v2=2 m/s，B点距正对岸的A点x0=173 m．下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（ ）
A． 小船过河的最短航程为100 m B． 小船过河的最短时间为25 s
C． 小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸 D． 小船过河的最短航程为200 m
9.如图所示，从A，B，C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A，B，C，其中A，B在同一竖直线上，B，C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）
A． 先同时抛出B，C两球，且vA＞vB＞vC B． 先同时抛出A，B两球，且vA＜vB＜vC
C． 后同时抛出A，B两球，且vA＞vB＞vC D． 后同时抛出B，C两球，且vA＜vB＜vC
10.如图，网球运动员在左边底线正上方距地面高H处，将网球以速度v沿垂直球网方向水平击出，球恰好不触网且最终落到右边底线上．球的运动可视作平抛运动，则（ ）
A． 网球做变加速曲线运动
B． 网球在网的两侧场地内运动时间相同
C．H是网高的2倍
D． 若用大于v的速度沿垂直球网方向将球水平击出，球将触网落地
11.在研究物体运动规律时，可以用频闪照相技术拍下运动物体的情况，然后根据频闪照片记录相等时间间隔内物体位置的变化，分析物体运动的速度与加速度．现要研究甲、乙两个小球的运动情况，拍摄时，甲球从A点水平抛出的同时，乙球从B点开始下落，同时频闪照相系统开始闪光拍照，所得到的频闪照片如图所示．已知照片背景的小方格均为相同的正方形，则下列说法中正确的是( )
A． 只能确定乙球的运动是自由落体运动，不能对甲球的运动作出判断
B． 不能确定甲球沿竖直方向的运动是自由落体运动
C． 只能确定甲球沿水平方向的运动是匀速直线运动，不能对其竖直方向的运动作出判断
D． 可以确定甲球的运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成
12.汽车以恒定的速率通过一圆弧形拱桥，当它位于拱桥顶部时，下列说法正确的是( )
A． 汽车处于超重状态
B． 汽车对拱桥的压力等于其重力
C． 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D． 汽车受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力，方向指向圆弧的圆心
13.如图所示，固定斜面AO、BO与水平方向夹角均为45°，现由A点以某一初速度水平抛出一个小球(可视为质点)，小球恰能垂直于BO落在C点，则OA与OC的比值为( )
A．∶1 B． 2∶1 C． 3∶1 D． 4∶1
14.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比为3∶2，它们的向心加速度之比为( )
A． 2∶1 B． 3∶2 C． 4∶3 D． 8∶9
15.如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是( )
A． B． C． D．
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A，B，C.向心加速度随半径变化图像如图所示，可以知道( )
A．A，B两点加速度关系满足甲图线 B．A，B两点加速度关系满足乙图线
C．B，C点两点加速度关系满足甲图线 D．B，C点两点加速度关系满足乙图线
17.物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（ ）
A． 速度一定变化 B． 加速度一定变化
C． 合力一定不为零 D． 合力方向与速度方向一定不在同一直线上
18.做离心运动的物体，它的速度变化情况可能是( )
A． 速度的大小不变，方向改变 B． 速度的大小改变，方向不变
C． 速度的大小和方向都改变 D． 速度的大小和方向都不变
19.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，保持其他力不变，则质点( )
A． 一定做匀变速运动 B． 一定做直线运动 C． 一定做非匀变速运动 D． 可能做曲线运动
三、实验题
20.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．
(1)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可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(2)作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有________和________．其初速度的表达式为v0＝________.
21.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
(1)该同学采用的实验方法为________.
A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法
(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点.
①作出F－v2图线；
②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的F－v2的图线可得圆柱体的质量m＝________ kg.(结果保留两位有效数字)
四、计算题
22.国家飞碟射击队在进行模拟训练时用如图所示装置进行．被训练的运动员在高H＝20 m的塔顶，在地面上距塔水平距离为l处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被以速度v2竖直向上抛出．当靶被抛出的同时，运动员立即用特制手枪沿水平方向射击，子弹速度v1＝100 m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小(g取10 m/s2)
(1)当l取值在什么范围内，无论v2为何值靶都不能被击中？
(2)若l＝100 m，v2＝20 m/s，试通过计算说明靶能否被击中？
23.火车在半径r＝900 m的弯道转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l＝1.4 m，外轨比内轨高h＝14 cm，轨道平面与水平面的夹角为α，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(α很小时，可以近似认为tanα＝sinα；g取10 m/s2)
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据运动员的运动方向和感受到的风(合运动)的方向可得，其速度合成关系如图所示，
则有vOA＝12 m/s，vOB＝21 m/s，vOC为风速，vAC是运动员的速度为12 m/s时风相对运动员的速度，vBC是运动员的速度为21 m/s时风相对运动员的速度，且有∠ACB＝45°；则由几何关系可知，AC＝AB，即vAC＝vOB－vOA＝9 m/s，故vOC＝m/s＝15 m/s.故B正确．
2.【答案】C
【解析】从题干意思来看两者在讨论圆周运动的线速度，故选C.
3.【答案】A
【解析】地球自转时，各点绕地轴转动，具有相同的角速度，根据a＝rω2，知到地轴的距离越大，向心加速度越大，所以在赤道处的向心加速度最大，两极向心加速度最小，故A正确，B，C错误；根据公式v＝ωr可得在角速度相同的情况下，由于地球上各处的半径不同，所以线速度不同，D错误．
4.【答案】D
【解析】平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，竖直方向上的速度随时间均匀增大，故选项D正确.
5.【答案】C
【解析】由图示图象可知，物体上升的最大高度为h=25m，上升的时间为t=2.5s
对于上升过程，由h=t可知，初速度为：v0；
由v=at得物体上升的加速度大小为：=8 m/s2；
6.【答案】C
【解析】斜抛运动只在竖直方向受重力，故将速度分解到水平和竖直方向后，均可以看作水平方向上的匀速运动和竖直方向上的匀变速运动；故任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动；故A、B正确；斜抛运动只受重力，故斜抛运动一定是匀变速运动；故C错误，D正确.
7.【答案】B
【解析】转速增加，再次稳定时，M做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不变．故A错误．转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据F＝mrω2，向心力不变，则r变为原来的.根据v＝rω，线速度变为原来的，故B正确．
8.【答案】D
【解析】
ACD、因为水流速度大于船静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小；
根据几何关系，则有：=，因此最短的航程是：
s=d=×100 m =200 m，故A、C错误，D正确；
B、当船静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间：
t==s=50 s，故B错误.
9.【答案】A
【解析】B，C的高度相同，大于A的高度，根据，知，B，C的运动时间相等，大于A运动的时间，可知BC两球同时抛出，A后抛出．A，B的水平位移相等，则根据x=v0t得知，A的初速度大于B的初速度；B的水平位移大于C的水平位移，根据x=v0t得知，B的初速度大于C的初速度，即vA＞vB＞vC．故A正确．
10.【答案】B
【解析】网球仅受重力，做平抛运动，加速度不变，做匀变速曲线运动，故A错误．
网球在水平方向上做匀速直线运动，由于在两侧场地内的水平位移相等，则运动的时间相等，故B正确．
竖直方向上做自由落体运动，有H=，设网高为h，则有：H﹣h=，联立两式解得．故C错误．
设平抛运动的时间为t，若初速度增大，在下降时间内水平位移大于一侧场地的长度，不会触网．故D错误．
故选B．
11.【答案】D
【解析】根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，即Δx＝aT2，可以确定乙球做自由落体运动，根据甲球在竖直方向上运动规律与乙球的运动规律相同，可知甲球在竖直方向上做自由落体运动，根据甲球在水平方向上相等时间内的水平位移相等，可知甲球在水平方向上做匀速直线运动．故D正确，A、B、C错误．
12.【答案】D
【解析】汽车过拱形桥时做圆周运动，在桥的顶部时，加速度竖直向下，车处于失重状态，故A错误；汽车处于失重状态，车对桥的压力小于车的重力，故B错误；汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，重力与支持力的合力提供向心力，故C错误，D正确；故选D.
13.【答案】C
【解析】以A点为坐标原点，AO为y轴，垂直于AO为x轴建立坐标系，分解速度和加速度，则在x轴上做初速度为v0，加速度为g的匀减速直线运动，末速度刚好为零，运动时间为t＝.
在y轴上做初速度为v0，加速度为g的匀加速直线运动，末速度为vcy＝v0＋gt＝v0，利用平均速度公式得位移关系
OA∶OC＝t∶t＝3∶1.
故选：C.
14.【答案】A
【解析】根据题意可得它们的线速度＝，它们的角速度之比为＝，根据公式a＝ω2r＝vω可得向心加速度之比为＝，A正确．
15.【答案】B
【解析】做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度，其方向指向圆心，B正确．
16.【答案】AD
【解析】A，B两点在两轮边缘通过链条传动，则A，B两点的线速度大小相等，由a＝，a与R反比，所以A，B两点的加速度关系满足甲图线，A正确、B错误；B，C两点同轴转动，则B，C两点转动的角速度相同，由a＝Rω2，a与R成正比，所以B，C两点加速度关系满足乙图线，D正确、C错误．
17.【答案】ACD
【解析】A、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B、平抛运动是曲线运动，加速度恒定，故B错误；
C、曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，故C正确；
D、物体所受的合力方向和它的速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，故D正确；
18.【答案】CD
【解析】做离心运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，做曲线运动时，它的速度大小一定变化，其速度方向一定变化；做直线运动时，则是匀速直线运动，因此速度的大小与方向均不变，故C、D正确，A、B错误．
19.【答案】AD
【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动．由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小等于F1的大小，方向与F1相反，故选项A正确，选项C错误；在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，质点做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动(条件是：F1的方向和速度方向在同一条直线上)，也可能做曲线运动(条件是：F1的方向和速度方向不在同一条直线上)，故选项B错误，选项D正确．
20.【答案】(1)AC (2)小球从原点到某时刻的水平位移x 从原点到该时刻的竖直位移y x
【解析】(1)平抛运动的初速度沿水平方向，所以必须调节使斜槽的末端保持水平，A正确；为了得到相同的初速度每次释放位置必须相同，由静止释放，B错误，C正确；因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的，故D错误．
(2)在水平方向上有v0＝，在竖直方向上有y＝gt2，联立可得v0＝x
21.【答案】(1)B(2)①
②0.18
【解析】
22.【答案】(1)l>200 m (2)恰好击中
【解析】(1)若抛靶装置在子弹的射程以外，则不论抛靶速度为何值，都无法击中．
H＝gt2 x＝v1t
l>x＝v1＝200 m
即l>200 m，无论v2为何值都不能被击中．
(2)若靶能被击中，则击中处应在抛靶装置的正上方，设经历的时间为t1，
则：l＝v1t1，t1＝＝s＝1 s.
y1＝gt＝×10×12m＝5 m
y2＝v2t1－gt＝20×1 m－×10×12m＝15 m.
因为y1＋y2＝5 m＋15 m＝20 m＝H,所以靶恰好被击中．
23.【答案】30 m/s
【解析】若火车在转弯时铁轨不受挤压，即由重力和支持力的合力提供向心力，火车转弯平面是水平面．火车受力如图所示
由牛顿第二定律得：
mgtanα＝m
由于α很小，可以近似认为
tanα＝sinα＝
代入数据解得：v＝30 m/s.