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12小题)
1.如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm，大齿轮半径为20 cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm，A，B分别为两个齿轮边缘上的点，则A，B，C三点的(　　)

A． 线速度之比为1∶1∶1
B． 角速度之比为1∶1∶1
C． 向心加速度之比为4∶2∶1
D． 转动周期之比为2∶1∶1
2.如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上．当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速度为v2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2，则(　　)

A． 当v1＞v2时，α1＞α2
B． 当v1＞v2时，α1＜α2
C． 无论v1、v2关系如何，均有α1＝α2
D．α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
3.由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以(　　)
A． 地球表面各处具有相同大小的线速度
B． 地球表面各处具有相同大小的角速度
C． 地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D． 地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
4.一只小船渡河，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
5.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
6.将一个物体以初速度v0水平抛出，经过时间t其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为(　　)
A．
B．
C．
D．
7.一质量为2 kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的v－t图象和在y轴方向上的y－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是(　　)

A． 前2 s内物体做匀变速曲线运动
B． 物体的初速度为8 m/s
C． 2 s末物体的速度大小为8 m/s
D． 前2 s内物体所受的合外力为16 N
8.做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（　　）
A． 物体的高度和受到的重力
B． 物体受到的重力和初速度
C． 物体的高度和初速度
D． 物体受到的重力、高度和初速度
9.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为(　　)

A．
B．
C．
D．
10.一河宽60 m，船在静水中的速度为4 m/s，水流速度为3 m/s，则(　　)
A． 过河的最短时间为15 s，此时的位移是75 m
B． 过河的最短时间为12 s，此时的位移是60 m
C． 过河的最小位移是75 m，所用时间是15 s
D． 过河的最小位移是60 m，所用时间是12 s
11.关于平抛运动，下面的几种说法中正确的是(　　)．
A． 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B． 平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动
C． 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D． 平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近
12.如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则 (　　)

A．＝2
B． tanθ1·tanθ2＝2
C．＝2
D．＝2
二、填空题(共3小题)
13.柯受良驾驶汽车飞越黄河，汽车从最高点开始到着地为止这一过程可以看作是平抛运动．记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片如图所示．若相邻两次曝光时间的间隔相等，已知汽车长度为L.则：(1)从照片_______可推算出汽车的水平速度大小．(2)从照片_______可推算出汽车曾经到达过的最大高度．

14.在长0.2 m的细绳的一端系一小球，绳的另一端固定在水平桌面上，使小球以0.6 m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球运动的角速度为________，向心加速度为________.
15.在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置上滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置；
B．安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值．
D．取下白纸，以O为原点，以过O点的竖直线为y轴，水平线为x轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可)．
三、实验题(共1小题)
16.如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图.

(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的.
(2)固定斜槽轨道时应注意使________________________________________________.
(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________________________________________________________________________.
(4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______ m/s.(g取9.8 m/s2)
四、计算题(共4小题)
17.飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r＝800 m，飞行员能承受的加速度最大为8g.飞机在最低点P的速率不得超过多少？(g＝10 m/s2)

18.如图所示，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连，轻绳穿过光滑水平板中央的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的匀速圆周运动时，物块B刚好保持静止.求：(重力加速度为g)

(1)轻绳的拉力.
(2)小球A运动的线速度大小.
19.如图所示，压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍，压路机匀速行驶时，大轮边缘上A点的向心加速度为0.12 m/s2，那么小轮边缘上B点的向心加速度为多大？大轮上距轴心的距离为的C点的向心加速度为多大？

20.如图所示，质量相等的小球A，B分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，求杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比．




答案解析
1.【答案】C
2.【答案】C
【解析】物体从斜面顶端抛出后落到斜面上，物体的位移与水平方向的夹角等于斜面倾角θ，即
tanθ＝，
物体落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角的正切值tanφ＝，故可得tanφ＝2tanθ.
只要小球落到斜面上，位移方向与水平方向夹角就总是θ，则小球的速度方向与水平方向的夹角也总是φ，故速度方向与斜面的夹角就总是相等，与v1、v2的关系无关，C选项正确．
3.【答案】B
【解析】由于地球的自转，地球表面各处具有相同大小的角速度，和周期．线速度v＝rω，因为半径不同，所以线速度不同．向心加速度a＝rω2，所以向心加速度大小也不相等．向心力F＝mrω2，因为半径不同，也不同，故只有B正确．向心加速度方向应指向圆周的中心，即指向自转平面的中心，D错误．
4.【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.
5.【答案】D
【解析】根据得，t==s=0.4 s．故D正确，A、B、C错误．
6.【答案】B
【解析】经过时间t物体水平位移与竖直位移大小分别为x＝v0t，，则，所以时间t＝，B正确．
7.【答案】A
【解析】物体在x轴方向上做初速度vx＝8 m/s、加速度a＝－4 m/s2的匀减速直线运动，在y轴方向上做速度vy＝－4 m/s的匀速直线运动，运动轨迹如图中AP曲线所示，为一个抛物线，抛物线的顶点在P处．

物体所受合外力恒为8 N(方向为x轴负方向)，初速度大小为m/s2＝4m/s，方向与合外力方向不在同一条直线上，故物体做匀变速曲线运动，A对，B、D错；2 s末，vx＝0，vy＝－4 m/s，则合速度为－4 m/s，C错．
8.【答案】C
【解析】对于做平抛运动的物体，水平方向上：x=v0t；竖直方向上：所以水平位移为x=，所以水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度.
9.【答案】A
【解析】甲、乙、丙之间属于齿轮传动，所以轮子边缘的线速度相等，即v甲＝v乙＝v丙，由v＝ωr得ω1r1＝ω3r3，所以ω3＝，故选项A正确．
10.【答案】A
【解析】小船的行驶方向垂直于河岸时，过河用时最短，时间tmin＝＝s＝15 s，此时小船的实际速度v＝＝5 m/s，小船的实际位移x＝vt＝5×15 m＝75 m，A对，B错．当小船行驶方向指向上游与河岸夹角为α，且cosα＝＝时，小船过河的最小位移等于河宽为60 m，此时小船过河的时间t＝≈23 s，故C、D错．
11.【答案】C
【解析】做平抛运动的物体除了受自身重力外，不受其他外力，A错误；平抛运动轨迹是抛物线，它的速度方向不断改变，物体的加速度是重力加速度，故平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，C正确；平抛运动的运动情况与物体的质量无关，在相同高度的情况下，初速度越大，落点就越远，D错误．所以答案选C.
12.【答案】B
13.【答案】甲和乙　甲
【解析】由于汽车做平抛运动，所以在水平方向做匀速直线运动，且相邻两次曝光时间的间隔相等，故通过甲、乙两图的前两个时刻的位置即可测量两时刻汽车的水平距离，从而计算汽车水平速度的大小；由于汽车在竖直方向做自由落体运动，通过甲可以测出相邻相等时间内的两段竖直方向的距离，从而计算汽车在竖直方向的速度，进而计算汽车曾达到的最大高度．
14.【答案】3 rad/s　1.8 m/s2
15.【答案】A.同一　B．将小球放在斜槽末端，小球不滚动
C．x　BADC
16.【答案】(1)见解析
(2)底端切线沿水平方向
(3)使小球每次都从同一高度处无初速度滚下
(4)x　1.6

【解析】(1)如图所示，在斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O点，从O点开始作平行于重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴.
(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向.
(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下.
(4)由于x＝v0t，y＝gt2，故初速度v0＝x，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6 m/s.
17.【答案】80m/s
【解析】飞机在最低点做圆周运动，其向心加速度最大不得超过8g才能保证飞行员安全，由an＝得v＝＝m/s＝80m/s.故飞机在最低点P的速率不得超过80m/s.
18.【答案】1)m2g　(2)
【解析】(1)物块B受力平衡，故轻绳拉力FT＝m2g
(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力FT，根据牛顿第二定律
m2g＝m1
解得v＝.
19.【答案】0.24 m/s2　0.04 m/s2
【解析】压路机匀速行驶时，vB＝vA，
由a＝，得＝＝2
得aB＝2aA＝0.24 m/s2
又ωA＝ωC，由a＝ω2r，得＝＝
得aC＝aA＝0.04 m/s2.
20.【答案】3∶2
【解析】隔离A，B受力分析，如下图所示．由于A，B放在水平面上，故G＝N，又由A，B固定在同一根轻杆上，所以A，B的角速度相同，设角速度为ω，则由向心力公式可得：

对A：FOA－FBA＝mRω2
对B：FAB＝m·2Rω2，而FBA＝FAB
联立以上三式得FOA∶FAB＝3∶2.