人教版高中物理必修2第五章《曲线运动 》测试卷word版含答案

第五章《曲线运动 》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.从离地面h高处投出A，B，C三个小球，A球自由下落，B球以速度v水平抛出，C球以速度2v水平抛出，则它们落地时间tA、tB、tC的关系是(　　)



A．tA＜tB＜tC
B．tA＞tB＞tC
C．tA＜tB＝tC
D．tA＝tB＝tC



2.如图所示，一半径为R的球体绕轴O1O2以角速度ω匀速转动，A，B为球体上两点．下列说法中正确的是(　　)




A．A，B两点具有相同的角速度
B．A，B两点具有相同的线速度
C．A，B两点具有相同的向心加速度
D．A，B两点的向心加速度方向都指向球心



3.如图所示，AB为半圆弧的水平直径，O为圆心。从A点平抛出小球1和小球2，从B点平抛出小球3，做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度v1、v2、v3的关系和三个物体做平抛运动的时间t1、t2、t3的关系分别是（ ）




A．v3>v1>v2，t1>t2>t3
B．v1>v2=v3，t2=t3=t1
C．v1>v2>v3，t1>t2>t3
D．v1>v2>v3，t2=t3>t1



4.一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动，已知在此过程中物体只受一个恒力F作用，运动轨迹如图所示.则由M到N的过程中，物体的速度大小将(　　)




A． 逐渐增大
B． 逐渐减小
C． 先增大后减小
D． 先减小后增大



5.如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的(　　)




A． 角速度之比ωA∶ωB＝1∶1
B． 角速度之比ωA∶ωB＝1∶
C． 线速度之比vA∶vB＝∶1
D． 线速度之比vA∶vB＝1∶1



6.对做曲线运动的物体，下列说法正确的是(　　)
A． 速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上
B． 加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上
C． 加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上
D． 合外力的方向一定是变化的
7.如图所示，在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M，N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中（　　）




A． 初速度大小关系为v1=v2
B． 速度变化量相等
C． 都是变加速运动
D． 都不是匀变速运动



8.频闪照片是采用每隔相等的时间间隔曝光一次的方法，在同一张相片上记录物体在不同时刻的位置．传统的频闪照片是利用机械相机制作的，这种方法制作困难且成本高．这是极限滑板运动员给我们的一组精彩图片，本频闪相机的频闪周期为0.3 s，图中第5个身影为最高点的瞬时位置．则运动员在空中的时间t和运动员起点和落地点的高度差h各位多大？（不计空气阻力，g=10 m/s2）（　　）




A．t=2.7 s；h=7.2 m
B．t=3 s；h=9 m
C．t=3 s；h=16.2 m
D．t=3.3 s；h=16.2 m



9.圆周运动中，对于向心加速度an与r，从an＝ω2r看an与r成正比，从an＝看an与r成反比，那么(　　)
A．an与r成正比不对
B．an与r成反比不对
C． 两个说法都不对
D． 两种说法都对，只是条件不同说法不一样而已
10.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，如图所示.则可能的轨迹是(　　)



A．
B．
C．
D．



11.一做匀速圆周运动的物体，其处于(　　)



A． 平衡状态
B． 非平衡状态
C． 速度不变的状态
D． 加速度不变的状态



12.如图所示，塔吊上的小车A沿水平吊臂做匀速运动，同时，吊绳将物体B向上匀速吊起，从地面上观察，物体B做（　　）




A． 匀速直线运动
B． 匀加速直线运动
C． 匀加速曲线运动
D． 变加速曲线运动



13.为了测定子弹的飞行速度，在一根水平的旋转轴杆上固定着两个薄圆盘A，B，且A，B平行，相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min，在薄圆盘转动不到半周的时间里，子弹穿过两盘留下两个弹孔a，b，测得两孔所在的半径间的夹角为30°，如图所示，则该子弹的速度是(　　)




A． 360 m/s
B． 720 m/s
C． 1 440 m/s
D． 1 080 m/s



14.在匀速转动的水平圆盘上有一个相对转盘静止的物体，则物体相对于转盘的运动趋势是(　　)




A． 没有相对运动趋势
B． 沿切线方向
C． 沿半径指向圆心
D． 沿半径背离圆心



15.关于平抛物体的运动，下列说法中正确的是（　　）



A． 初速度越大，物体在空中运动的时间越短
B． 初速度越大，物体在空中运动的时间越长
C． 物体落地时的水平位移与初速度无关
D． 物体落地时的水平位移与抛出点的高度有关






二、实验题(共3小题)
16.(1)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．调节斜槽使其末端保持水平
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
E．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
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)一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得Δs＝0.2 m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1 m，h2＝0.2 m，利用这些数据，可求得：(g＝10 m/s2)

①物体抛出时的初速度为_______m/s
②物体经过B时速度为________m/s.
17.在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示．


(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)关于这个实验，以下说法中正确的是________．
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触
(3)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，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是(　　)


(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示．在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝x＝12.40 cm，g取10 m/s2，则物体平抛运动的初速度v0的计算式为____________(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为____________m/s.
18.如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．(电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点)
(1)请将下列实验步骤按先后排序：________.
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．
(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．
A．秒表　　B．毫米刻度尺　　C．圆规　　D．量角器
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果________(填“有”或“无”)影响．


三、计算题(共3小题)
19.如图所示，在光滑的圆锥顶用长为l的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时，球压紧锥面．

(1)此时绳的张力是多少？
(2)若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多少？
20.如图所示，小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时撤去外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处.试求：

(1)小球运动到C点时的速度大小；
(2)A、B之间的距离.
21.如图所示，小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为r，当球Q运动到与O在同一水平线上时，有另一小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落．要使两球在圆周最高点处相碰，Q球的角速度ω应满足什么条件？

四、简答题(共3小题)
22.如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面上的物体B，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则vA和vB的比值为多少？

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.如图所示为小球水平抛出后，在空中做平抛运动的运动轨迹.

(1)小球做平抛运动，运动轨迹是曲线，为了便于研究，我们应如何建立坐标系？
(2)以抛出时为计时起点，求t时刻小球的速度大小和方向.



答案解析
1.【答案】D
【解析】平抛运动物体的飞行时间仅与高度有关，与水平方向的初速度大小无关，故tB＝tC，而平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，所以tA＝tB＝tC，D正确．
2.【答案】A
【解析】A，B两点随球体一起绕轴O1O2转动，转一周所用的时间相等，故角速度相等，有ωA＝ωB＝ω，选项A正确．A点做圆周运动的平面与轴O1O2垂直，交点为圆心，故A点做圆周运动的半径为rA＝Rsin 60°；同理，B点做圆周运动的半径为rB＝Rsin 30°，所以A，B两点的线速度分别为：vA＝rAω＝Rω，vB＝rBω＝Rω，显然vA＞vB，选项B错误．A，B两点的向心加速度分别为：aA＝rAω2＝Rω2，aB＝rBω2＝Rω2，显然，A，B两点的向心加速度不相等，且它们的向心加速度方向指向各自平面的圆心，并不指向球心，故选项C，D错误．
3.【答案】D
【解析】平抛运动的时间由高度决定，由图知t2=t3>t1，又因为水平位移x1>x2>x3，由x=v0t可知v1>v2>v3，D正确.
4.【答案】D
【解析】判断做曲线运动的物体速度大小的变化情况时，应从下列关系入手：当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率增大；当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率减小；当物体所受合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时，物体做曲线运动的速率不变.在本题中，合力F的方向与速度方向的夹角先为钝角，后为锐角，故D选项正确.
5.【答案】A
【解析】A、B两点是同轴转动，故角速度相等，即角速度之比ωA∶ωB＝1∶1，选项A正确；根据v＝ωr可知，A、B两点的线速度之比：vA∶vB＝rA：rB＝1∶，选项C、D错误；故选A.
6.【答案】A
【解析】由物体做曲线运动的条件可知，速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上，所以A正确；根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，所以B、C不正确；在恒力作用下，物体也可以做曲线运动，只要合外力方向与速度方向不共线就可以，所以D不正确，故选A.
7.【答案】B
【解析】由于两球恰在M,N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相同，即v2cosθ=v1，所以v2＞v1，故A错误．
由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，由v=at=gt，知它们速度的变化量相同，故B正确．
由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，加速度恒定，是匀变速运动，故CD错误．
故选：B
8.【答案】B
【解析】由图象上可知共有11个身影，所以空中时间为t=10T=3 s
由图象上可知，上升的时间为t上=1.2 s
，
由图象上可知，下降的时间为t下=1.8 s
，
则高度差△h=h2﹣h1=16.2﹣7.2 m=9 m．
9.【答案】C
【解析】对于向心加速度的公式an＝ω2r，当ω不变时，an与r成正比；当r不变时，an与ω2成正比；
在公式an＝中，当v不变时，an与r成反比，当r不变时，an与v2成正比，故C正确．
故选：C.
10.【答案】B
【解析】物体做曲线运动时，速度沿曲线的切线方向，合力方向和速度方向不共线，且指向曲线凹的一侧，则运动轨迹在合力与速度之间，且向合力的方向弯曲.
11.【答案】B
【解析】匀速圆周运动是圆周运动的一种，物体只要做圆周运动，必定存在向心力，其合外力必定不为零，所以物体应处于非平衡状态，B正确．
12.【答案】A
【解析】因为两个不在同一条直线上的匀速直线运动，合运动仍然是匀速直线运动,所以物体B做匀速直线运动．故A正确，B、C、D错误．故选A．
13.【答案】C
【解析】子弹穿过A，B两盘所用的时间与圆盘转动30°角所用时间相等，故＝，ω＝2πn，故v＝＝＝1 440 m/s.故选C.
14.【答案】D
【解析】由题，物体随转盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，方向始终指向圆心，则物体相对于转盘的运动趋势是沿半径背离圆心．
15.【答案】D
【解析】平抛运动的时间取决于下落的高度，与水平初速度无关，A、B错误；物体在水平方向上做匀速直线运动，水平位移x=vt，而时间t取决于下落高度，所以物体落地时的水平位移与抛出点的高度有关，C错误，D正确.
16.【答案】(1)ACE　(2)2.0　2.5
【解析】(1)A、为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，故A正确．
B、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B错误，C正确．
D、记录小球位置用的铅笔不需要严格地等距离下降，故D错误．
E、小球在运动时不能与木板上的白纸接触，防止由于摩擦改变小球的运动轨迹，故E正确．
F、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连接，故F错误．
故选：ACE.
(2)在竖直方向上，根据h2－h1＝gT2得：T＝＝s＝0.1 s，
则物体平抛运动的初速度为：v0＝＝m/s＝2.0 m/s.
B点的竖直分速度为：vyB＝＝m/s＝1.5 m/s，
根据平行四边形定则知，B点的速度为：vB＝＝m/s＝2.5 m/s.
17.【答案】(1)将小球放在水平木板的任意位置，小球静止不动，则木板水平　 (2)BCD　(3)C　(4)v0＝x　1.24
【解析】(1)能否使小球做平抛运动，关键是使斜槽末端切线水平，判断是否水平可以采用：将小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否静止、用水平仪检查木板是否水平等方法．
(2)小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，导致水平抛出的速度太大，实验难以操作，故A错误；因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B正确；小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，为了正确描绘其轨迹，必须使坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线，故D正确．
(3)斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸因该水平竖直，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合，故C正确；
(4)小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，因此有：Δh＝gt2
所以：t＝，小球平抛运动的初速度大小为：v0＝＝x代入数据，解得：v0＝0.124×m/s＝1.24 m/s.
18.【答案】(1)①③②④　(2)D　(3)无
【解析】(1)该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④.
(2)要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器．故选D.
(3)由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响．
19.【答案】(1)T＝mgcosθ＋mω2l(sinθ)2　(2)ω＞
【解析】(1)小球此时受到竖直向下的重力mg，绳子的拉力T，锥面对小球的支持力N，三个力作用，合力充当向心力，即合力F＝mω2lsinθ
在水平方向上有，Tsinθ－Ncosθ＝ma，F＝ma，
在竖直方向上：Tcosθ＋Nsinθ＝mg
联立四个式子可得T＝mgcosθ＋mω2l(sinθ)2
(2)重力和拉力完全充当向心力时，小球对锥面的压力为零，
故有向心力F＝mgtanθ，F＝mω2lsinθ，联立可得ω＝
20.【答案】(1)　(2)2R
【解析】(1)小球恰能通过最高点C，说明此时半圆环对球无作用力，设此时小球的速度为v，则mg＝m
所以v＝
(2)小球离开C点后做平抛运动，设从C点落到A点用时t，则2R＝gt2
又因A、B之间的距离s＝vt
所以s＝·＝2R.
21.【答案】Q球的角速度ω应满足ω＝π(4n＋1)(n＝0,1,2，…)
【解析】由自由落体的位移公式h＝gt2，可得小球P自由下落运动至圆周最高点的时间为t1＝.
设小球Q做匀速圆周运动的周期为T，则有T＝，
由题意知，球Q由图示位置运动至圆周最高点所用时间为t2＝(n＋)T，式中n＝0,1,2，…
要使两球在圆周最高点相碰，需使t1＝t2.
以上四式联立，解得球Q做匀速圆周运动的角速度为ω＝π(4n＋1)式中n＝0,1,2…
即要使两球在圆周最高点处相碰，Q球的角速度ω应满足
ω＝π(4n＋1)(n＝0,1,2，…)．
22.【答案】cosβ∶cosα
【解析】物体B实际的运动(合运动)水平向右，根据它的实际运动效果可知，两分运动分别为沿绳方向的分运动(设其速度为v1)和垂直绳方向的分运动(设其速度为v2).如图甲所示，

有v1＝vBcosβ①
汽车A实际的运动(合运动)水平向右，根据它的实际运动效果，两分运动分别为沿绳方向的分运动(设其速度为v3)和垂直绳方向的分运动(设其速度为v4).如图乙所示，则有v3＝vAcosα②
又因二者沿绳子方向上的速度相等，即v1＝v3③
由①②③式得
vA∶vB＝cosβ∶cosα.
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】(1)一般以初速度v0的方向为x轴的正方向，竖直向下的方向为y轴的正方向，以小球被抛出的位置为坐标原点建立平面直角坐标系.
(2)如图，初速度为v0的平抛运动，经过时间t后，其水平分速度vx＝v0，竖直分速度vy＝gt.根据运动的合成规律可知，小球在这个时刻的速度(即合速度)大小v＝＝，设这个时刻小球的速度与水平方向的夹角为θ，则有tanθ＝＝.

(3)如图，水平方向：x＝v0t
竖直方向：y＝gt2

合位移：
l＝＝
合位移方向：tanα＝＝(α表示合位移方向与水平方向之间的夹角).
【解析】