2019-2020学年人教版高中物理必修2第五章《曲线运动》测试卷

第五章《曲线运动》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，恒力作用下的一个物体做曲线运动，某时刻受力和速度方向如图，此后(　　)




A． 物体速度会一直增大
B． 物体速度会一直减小
C． 物体速度会先减小后增大
D． 物体速度会先增大后减小



2.两个质量相同的小球a，b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则a，b两小球具有相同的(　　)




A． 角速度
B． 线速度
C． 向心力
D． 向心加速度



3.关于离心运动下列说法中正确的是(　　)
A． 物体一直不受外力的作用时，可能做离心运动
B． 做匀速圆周运动的物体，只有向心力突然变大时做离心运动
C． 做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就将做离心运动
D． 做匀速圆周运动的物体，向心力突然消失或数值变小时将做离心运动
4.一个向南运动的物体，如果某时刻开始受到一个持续不断的向东的恒力，物体将(　　)



A． 折向东南做直线运动
B． 向南偏东做变速直线运动
C． 向正东方向做匀加速运动
D． 向南偏东做匀变速曲线运动



5.2015年1月9日亚洲杯足球赛在澳大利亚举行，分在B组的中国队三战全胜挺近淘汰赛．如图所示是我国队员训练时在地面不同点进行射门训练，踢出的足球飞跃守门员形成三条飞行路径，三条路径在同一平面内，其最高点是等高的且到达最高点速度沿均沿水平方向．忽略空气对飞行的影响，关于这三条路径，下列说法正确的是(　　)

A． 沿路径1飞行的足球其踢出时速率最大
B． 沿路径2飞行的足球的初速度的水平分量最大
C． 沿路径3飞行的足球运动的时间最长
D． 沿各路径飞行的足球的初速度的竖直分量相同
6.在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下列图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是(　　)



A．
B．
C．
D．



7.如图所示皮带传动装置主动轮P和从动轮Q的半径之比为2∶1，A，B两点分别在两轮边缘上，C点在P轮上到转轴距离是P轮半径的.现主动轮P以转速n转动，则A，B，C三点的角速度大小之比为ωA：ωB：ωC为(　　)




A． 1∶2∶1
B． 1∶1∶2
C． 2∶1∶2
D． 4∶4∶1



8.在高处以初速v0水平抛出一石子，当它的速度由水平方向变化到与水平方向夹θ角的过程中，石子的水平位移的大小是（　　）



A．
B．
C．
D．



9.一质点在某段时间内做匀速圆周运动，则在这段时间内(　　)
A． 速度一定在不断地改变，加速度也一定在不断地改变
B． 速度一定在不断地改变，加速度可以不变
C． 速度可以不变，加速度一定不断地改变
D． 速度可以不变，加速度也可以不变
10.火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时(　　)



A． 对外轨产生向外的挤压作用
B． 对内轨产生向外的挤压作用
C． 对外轨产生向内的挤压作用
D． 对内轨产生向内的挤压作用



11.如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为 (　　)




A． 15 m/s
B． 20 m/s
C． 25 m/s
D． 30 m/s



12.从同一高度以不同的速度同时水平抛出两个质量不同的石子，下面说法正确的是（ ）



A． 速度大的先着地
B． 速度小的先着地
C． 质量大的先着地
D． 两石子同时着地



13.一只小船渡河，船相对于静水的初速度大小均相同，且船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定不变．现小船相对于静水沿v0方向分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示，由此可以判断（　　）

A． 沿三条不同路径渡河的时间相同
B． 沿AB轨迹渡河所用的时间最短
C． 沿AD轨迹船到达对岸的速度最大
D． 沿AC轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动
14.如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m，取g=10 m/s2，则运动员跨过壕沟所用的时间为（　　）




A． 3.2 s
B． 1.6 s
C． 0.8 s
D． 0.4 s



15.如图所示，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、小轮靠摩擦传动做匀速转动的大小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点．则(　　)




A． 两轮转动的角速度相等
B． 大轮转动的角速度是小轮的2倍
C． 质点加速度aA＝2aB
D． 质点加速度aB＝4aC



二、实验题(共3小题)
16.在“研究平抛运动”实验中.
(1)图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.

A.球心
B.球的上端
C.球的下端
在此实验中，下列说法正确的是________.
A.斜槽轨道必须光滑
B.记录的点应适当多一些
C.用光滑曲线把所有的点连接起来
D.y轴的方向根据重锤线确定
(2)下图是利用上图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________.

A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是(　　)
A.B.C.
17.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．


(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_______________________．
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s(g＝9.8 m/s2)．
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s；B点的竖直分速度为_______m/s(g＝10 m/s2)．
18.在“研究平抛物体的运动”的实验中，
(1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下面操作正确的是(　)
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．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
(2)某同学实验时得到了如图所示物体的运动轨迹．三点的位置在运动轨迹上已标出，则小球平抛的初速度v0＝______m/s(g取10 m/s2)；小球开始做平抛运动的位置坐标______cm，______cm.

三、计算题(共3小题)
19.一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直盘面且过盘心O点的水平轴匀速转动．若飞镖恰好击中A点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g，求：

(1)飞镖打中A点所需的时间；
(2)圆盘的半径r；
(3)圆盘转动角速度的可能值．
20.如图所示是马戏团中上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝的速度过轨道最高点B，并以v2＝v1的速度过最低点A.求在A、B两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？

21.早期人类狩猎的主要工具为标枪．如图，一只野兔(高度不计)以速度v1＝20 m/s的速度沿AB向右匀速奔跑，猎手隐藏在与直线AB相距d＝9.0 m处的D点准备投掷．当野兔到达C点时，猎手沿水平方向投出一支标枪，标枪的投出点距离地面高度为h＝1.8 m，忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2.若刚好射中野兔，求：

(1)野兔被射中时与C点的间距L；
(2)标枪的初速度v2的大小．
四、简答题(共3小题)
22.(1)图甲是抛出的石子在空中划出的弧线，图乙是某卫星绕地球运行的部分轨迹.请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向.

(2)用一块磁铁，如何使小钢球做以下运动：①加速直线运动；②减速直线运动；③曲线运动.
(3)物体做曲线运动的条件是什么？
23.壮壮和高高都报名参加了学校的铅球比赛项目．在比赛前，小智听到了他们以下讨论：
壮壮自豪地说：“我的力气比较大，扔出去的速度也大．所以我扔出去的铅球比你远．”
高高不服气地说：“虽然我的力气比你小，扔出去的速度不如你．但我个子比你高，我比你要扔的远．”
（假设壮壮和高高扔铅球的方式都是将铅球水平推出的．）
（1）如果你是小智，请从物理的角度回答，铅球的远近与哪些因素有关？（不必写理由）
（2）如果高高比赛过程中能将铅球扔到8.4 m的地方，且高高将铅球扔出去时的速度是14 m/s，则高高扔铅球时，铅球离地多高？(g取10 m/s2)
24.一质点沿圆周作匀速圆周运动，箭头表示运动方向，试在图中A点画出其速度方向，在B点画出其加速度方向．




答案解析
1.【答案】C
【解析】图示时刻物体受力方向与速度方向的夹角大于90°，速度减小，当速度与合力夹角小于90°后，速度会增大，类似斜抛运动，故C正确，A、B、D错误．
2.【答案】A
【解析】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心．

由几何关系得，合力F＝mgtanθ；由向心力公式得到，F＝mω2r；设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系得：r＝htanθ，联立三式得，ω＝，则角速度ω与绳子的长度和转动半径无关，故A正确．由v＝ωr，两球转动半径不等，线速度不等，故B错误．由F＝mω2r，两球转动半径不等，向心力不等，故C错误．由a＝ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不等，故D错误．
3.【答案】D
【解析】物体一直不受外力的作用，此时物体受到的只有重力，所以物体将做自由落体运动或者是平抛运动，不是离心运动，所以A错误．向心力突然变大时，合力大于物体需要的向心力，物体要做向心运动，所以B错误．向心力的数值发生变化时物体既可能做离心运动也可能做向心运动，故C错误．当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，所以D正确．
4.【答案】D
【解析】物体受到的恒力与初速度方向垂直．所以物体做曲线运动，A、B、C错；恒力产生恒定的加速度，故物体向南偏东做匀变速曲线运动，D对．
5.【答案】D
【解析】采用逆向思维，足球做平抛运动，由于高度相同，根据h＝gt2知，运动的时间相同，故C错误．
路径3足球的水平位移最大，根据v＝知，沿路径3运动的足球在最高点的速度最大，即初速度在水平方向上分量最大．故B错误．
因为时间相等，根据vy＝gt知，沿各路径飞行的足球初速度的竖直分量相同，故D正确．
根据平行四边形定则知，沿路径3的水平分速度最大，竖直分速度相等，则沿路径3飞行的足球踢出时的速率最大，故A错误．
6.【答案】C
【解析】
7.【答案】A
【解析】设B的角速度为ω，AB为共线关系，线速度相同，A的线速度为ωr，角速度为＝，C的角速度与A的角速度相同，所以角速度之比为1∶2∶1，A对．
8.【答案】C
【解析】根据平行四边形定则知，石子竖直分速度为：
vy=v0tanθ=gt，
则平抛运动的时间为：
t=，
则石子的水平位移为：
x=．
9.【答案】A
【解析】匀速圆周运动中速度和加速度的大小不变，只是方向改变，A正确
10.【答案】A
【解析】火车在水平轨道上转弯时，做圆周运动，需要有力提供指向圆心的向心力，即方向指向内侧，此时外轨对火车的压力提供向心力，根据牛顿第三定律可知，火车对外轨产生向外的压力作用．故选A.
11.【答案】B
【解析】当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，根据牛顿第二定律mg－FN＝m，其中FN＝； 要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则mg＝m，联立解得v′＝20 m/s，选项B正确．
12.【答案】D
【解析】平抛运动物体的落地时间取决于抛出的高度，所以从同一高度抛出的石子同时落地.D正确.
13.【答案】D
【解析】D、船沿着船头指向方向做匀加速直线运动的同时还要随着水流一起运动；曲线运动的加速度指向轨迹的内侧，故AC轨迹船相对于静水沿v0方向做匀加速运动，AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动，AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动,故D正确；
C、沿AD轨迹，船是匀减速运动，则船到达对岸的速度最小，故C错误；
AB、船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，由于AC轨迹船相对于静水沿v0方向做匀加速运动，AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动，AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动，故沿三条不同路径渡河的时间不同，沿AC轨迹渡河所用的时间最短，故A、B错误.
14.【答案】D
【解析】根据得，t==s=0.4 s．故D正确，A、B、C错误．
15.【答案】D
【解析】靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，知A、B两点具有相同的线速度．故A错误．根据v＝rω，vA＝vB，知小轮转动的角速度是大轮的两倍．故B错误．A、B两点具有相同的线速度，根据a＝，知＝，故C错误．A、B具有相同的线速度，根据v＝rω，＝，A、C具有相同的角速度，＝.根据a＝rω2，＝，故D正确．
故选D.
16.【答案】(1)B　BD　(2)C　(3)B
【解析】
17.【答案】(1)水平　初速度相同　(2)1.6　(3)1.5　2
【解析】(1)为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同．
(2)由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：
x＝v0t，y＝gt2
将x＝32 cm＝0.32 m，y＝19.6 cm＝0.196 m，代入解得：v0≈1.6 m/s.
(3)在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2得，
T＝＝s＝0.1 s，
则小球平抛运动的初速度v0＝＝m/s＝1.5 m/s；
B点竖直分速度vyB＝＝m/s＝2 m/s.
18.【答案】(1)AC　(2)2　 －10　 －1.25
【解析】(1)在“研究平抛物体的运动”的实验中，首先安装器材时必须保证斜槽末端切线水平，这样小球的初速度才能水平；同时释放小球时必须从同一位置由静止释放，从而保证每次平抛运动的初速度相同；最后画图象时，将所描绘出的点用平滑曲线连接，剔除个别误差较大的点，这样求出的初速度误差小．
(2)小球在水平方向做匀速直线运动，由于小球从A到B和从B到C两过程水平位移相同，故两过程的时间相同，设为Δt，竖直方向为自由落体运动，ΔH＝g(Δt)2＝0.1 m，可以得到Δt＝0.1 s，v0＝＝2 m/s.
设在B点竖直方向的分速度为vBy，则vBy＝＝1.5 m/s
设小球从抛出点运动到B点的时间为t，则tB＝＝0.15 s在竖直方向投影点距抛出点的距离yB＝gt＝0.112 5 m
B点在水平方向投影点距抛出点的距离xB＝v0tB＝0.3 m
故抛出点的位置坐标：
y＝－(0.112 5 m－0.1 m)＝－0.012 5 m＝－1.25 cm
x＝－(0.3 m－0.2 m)＝－0.1 m＝－10 cm
19.【答案】(1)t＝　(2)r＝　(3)ω＝(k＝0,1,2…)
【解析】(1)飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此：t＝
(2)飞镖击中A点时，A恰好在最下方
2r＝gt2
r＝
(3)飞镖击中A点，则A点转过的角度满足
θ＝ωt＝π＋2kπ(k＝0,1,2…)
故：ω＝(k＝0,1,2…)
20.【答案】6mg
【解析】在B点，FB＋mg＝m，解得FB＝mg，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FB′＝FB＝mg
在A点，FA－mg＝m
解得FA＝7mg，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FA′＝FA＝7mg
所以在A、B两点车对轨道的压力大小相差FA′－FB′＝6mg.
21.【答案】(1)12 m　(2) 25 m/s
【解析】(1)标枪做平抛运动，有h＝gt2①
野兔被射中时与C点的间距
L＝v1t②
由①②可得L＝12 m

(2)如图所示，标枪的水平射程s＝v2t③
由几何关系知s＝④
由③④可得v2＝25 m/s.
22.【答案】(1)各点受力方向和速度方向如图所示.

(2)①把磁铁放置在小钢球运动方向的正前方；②把磁铁放置在小钢球运动方向的正后方；③把磁铁放置在小钢球运动方向的某一侧.
(3)所受合力方向与速度方向不共线.
【解析】
23.【答案】（1）铅球的远近与铅球扔出前的高度和铅球刚刚扔出时的速度有关
（2）1.8 m
【解析】（1）铅球远近的影响因素有：铅球扔出前的高度和铅球刚刚扔出时的速度.
（2）x=vxt
t==0.6 s
抛出时的高度为h=
24.【答案】
【解析】根据曲线运动的速度方向即为该点的切线方向，而加速度的方向与合力方向相同，所以合力的方向指向圆心，因此如图所示：