2020（春）人教物理必修二第5章 曲线运动优选及答案

2020（春）人教物理必修二第5章
曲线运动优选及答案
必修二第五章
曲线运动
一、选择题
1、我国“嫦娥”二号探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2010年10月1日发射升空．如图所示，“嫦娥”二号探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力的方向可能的是(　　)
图
2、如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H、沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时,悬索将伤员吊起。设经t时间后,A,B之间的距离为l,且l=H-t2,则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是(　　)
3、如图甲喷出的水做斜抛运动,图乙为斜抛运动的轨迹,对轨迹上的两点A,B,下列说法正确的是(不计空气阻力)(　　)
A.A点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向下
B.A点的速度方向沿切线向上,合力方向竖直向上
C.B点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向下
D.B点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向上
4、某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B出现的原因可能是（
）
A.
小球滚下的高度较其他各次高
B.
小球滚下的高度较其他各次低
C.
小球滚下时具有一定的初速度
D.
以上说法均有可能
5、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是(　　)
A.
B.
C.
D.
6、(多选)如图所示,一小物块以大小为an=4
m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1
m,则下列说法正确的是
(　　)
A.小物块运动的角速度为2
rad/s
B.小物块做圆周运动的周期为π
s
C.小物块在t=
s内通过的位移大小为
m
D.小物块在π
s内通过的路程为零
7、一质点沿螺旋线自外向内运动,如图所示,已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比,则关于该质点的运动,下列说法正确的是（??
）
A.?质点运动的线速度越来越大????????????????????????????????B.?质点运动的向心力越来越大
C.?质点运动的角速度越来越小????????????????????????????????D.?质点所受的合外力不变
8、铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L>h，如果列车转弯速率大于，则（
）
A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压
B．铁轨与轮缘间无挤压
C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压
D．内外铁轨与轮缘间均有挤压
9、在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是(　　)
A.相对地面的运动轨迹为直线
B.相对地面做变加速曲线运动
C.t时刻猴子对地的速度大小为v0+at
D.t时间内猴子对地的位移大小为
10、如图所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度重力加速度为(????)
A.
钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度
B.
水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
C.
钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离
D.
钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
11、如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,rA=2rB,则A、B两轮边缘上两点的(
)
A.角速度之比为2∶1
B.向心加速度之比为1∶2
C.周期之比为1∶2
D.转速之比为2∶1
12、有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（
）
A．游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁
B．游客处于失重状态
C．游客受到的摩擦力等于重力
D．游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
二、填空、实验题
如图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______
．
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
D.每次小球应从同一高度由静止释放
E.每次释放小球时的位置越高，实验效果越好
如图2所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度
______
取
三、计算题
1、有一小船正在渡河，如图10所示，在离对岸30
m时，其下游40
m处有一危险水域，假若水流速度为5
m/s，为了使小船在到危险水域之前到达对岸，则小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大？
图10
图11
2、飞机以恒定的速度v0沿水平方向飞行,飞行高度为2
000
m,在飞行过程中释放一炸弹,经过30
s后飞行员听见炸弹落地的爆炸声,假设此爆炸声向空间各个方向传播速度均为v=320
m/s,炸弹受到的空气阻力可以忽略。试求飞机飞行的速度v0。(g取10
m/s2)
3、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点的向心加速度是12
cm/s2,那么小轮边缘上B点的向心加速度是多少?大轮上距轴心距离为的C点的向心加速度大小是多少?
2020（春）人教物理必修二第5章
曲线运动优选及答案
必修二第五章
曲线运动
一、选择题
1、我国“嫦娥”二号探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2010年10月1日发射升空．如图3所示，“嫦娥”二号探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力的方向可能的是(　　)
图3
解析：卫星运动的速度方向沿其轨迹的切线方向，由于速度逐渐减小，则合力方向与速度方向间的夹角大于90°，由轨迹的弯曲方向可知，合力必指向弯曲的内侧方向．故选C.
答案：C
2、如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H、沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时,悬索将伤员吊起。设经t时间后,A,B之间的距离为l,且l=H-t2,则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是(　　)
解析:伤员在水平方向匀速率运动,悬索的拉力F、重力G方向均为竖直方向;根据l=H-t2,可知伤员在竖直方向上匀加速上升,悬索中拉力大于重力,运动轨迹向上弯曲,故A正确。
【答案】A
3、如图甲喷出的水做斜抛运动,图乙为斜抛运动的轨迹,对轨迹上的两点A,B,下列说法正确的是(不计空气阻力)(　　)
A.A点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向下
B.A点的速度方向沿切线向上,合力方向竖直向上
C.B点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向下
D.B点的速度方向沿切线向下,合力方向竖直向上
【答案】C
解析:曲线运动的速度方向沿切线方向;斜抛运动中,不计空气阻力时,水只受重力,合力方向竖直向下。
4、某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B出现的原因可能是（
）
A.
小球滚下的高度较其他各次高
B.
小球滚下的高度较其他各次低
C.
小球滚下时具有一定的初速度
D.
以上说法均有可能
【答案】B
5、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是(　　)
A.
B.
C.
D.
解析：选B　由题意知两小球角速度相等，即ω1＝ω2，设球1、2到O点的距离分别为r1、r2，则＝，又r1＋r2＝L，所以r2＝，B正确。
6、(多选)如图所示,一小物块以大小为an=4
m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1
m,则下列说法正确的是
(　　)
A.小物块运动的角速度为2
rad/s
B.小物块做圆周运动的周期为π
s
C.小物块在t=
s内通过的位移大小为
m
D.小物块在π
s内通过的路程为零
【答案】A、B
7、一质点沿螺旋线自外向内运动,如图所示,已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比,则关于该质点的运动,下列说法正确的是（??
）
A.?质点运动的线速度越来越大????????????????????????????????B.?质点运动的向心力越来越大
C.?质点运动的角速度越来越小????????????????????????????????D.?质点所受的合外力不变
【答案】
B
【解析】【解答】质点沿螺旋线自外向内运动，说明半径不断减小
A.
根据其走过的弧长s与时间t的一次方成正比，根据
可知，线速度不变。A不符合题意。
B.根据
可知，不变，减少，所以增大。B符合题意。
C.根据
可知，不变，减少，所以
增大。C不符合题意。
D.由B的解答可知增大，根据
，质点的质量不变，所以质点所受的合外力增大。D不符合题意。
8、铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L>h，如果列车转弯速率大于，则（
）
A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压
B．铁轨与轮缘间无挤压
C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压
D．内外铁轨与轮缘间均有挤压
【答案】A
9、在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是(　　)
A.相对地面的运动轨迹为直线
B.相对地面做变加速曲线运动
C.t时刻猴子对地的速度大小为v0+at
D.t时间内猴子对地的位移大小为
解析:猴子在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,猴子的实际运动轨迹为曲线;因为猴子受到的合外力恒定(因为加速度恒定),所以相对地面猴子做匀变速曲线运动;t时刻猴子对地的速度大小为vt=;t时间内猴子对地的位移大小为s=,即选项D正确。
【答案】D
10、如图所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度重力加速度为(????)
A.
钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度
B.
水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
C.
钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离
D.
钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
【答案】B
11、如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,rA=2rB,则A、B两轮边缘上两点的(
)
A.角速度之比为2∶1
B.向心加速度之比为1∶2
C.周期之比为1∶2
D.转速之比为2∶1
【答案】B
12、有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（
）
A．游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁
B．游客处于失重状态
C．游客受到的摩擦力等于重力
D．游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
【答案】C
二、填空、实验题
如图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______
．
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
D.每次小球应从同一高度由静止释放
E.每次释放小球时的位置越高，实验效果越好
如图2所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度
______
取
【答案】(1)
ACD
(2)1??
三、计算题
1、有一小船正在渡河，如图10所示，在离对岸30
m时，其下游40
m处有一危险水域，假若水流速度为5
m/s，为了使小船在到危险水域之前到达对岸，则小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大？
图10
图11
解析：设船相对于静水的速度为v1，水速为v2，船的合速度v的方向(渡河方向)与水速的夹角为α，如图11所示．由几何关系知，当v1垂直于v时，v1才可能最小，此时v1＝v2sinα.
由题意知，sinα最小值为，
所以v1最小为vmin＝5×
m/s＝3
m/s.
故当船恰好到达危险区边界与对岸的交点处时，v1最小，
此时v1＝vmin＝3
m/s.
答案：3
m/s
2、飞机以恒定的速度v0沿水平方向飞行,飞行高度为2
000
m,在飞行过程中释放一炸弹,经过30
s后飞行员听见炸弹落地的爆炸声,假设此爆炸声向空间各个方向传播速度均为v=320
m/s,炸弹受到的空气阻力可以忽略。试求飞机飞行的速度v0。(g取10
m/s2)
【答案】250
m/s
解析:炸弹在空中做平抛运动,由平抛运动公式
h=g得
炸弹空中飞行时间为t1==20
s,
炸弹落地至声波传至飞行员的耳朵所需时间t2=t-t1=10
s,
在这个过程中,飞机仍做水平方向的匀速运动,作相关位移示意图如图,则由图中直角三角形的几何关系可得h2+(v0t2)2=(vt2)2,
代入数据即得v0≈250
m/s。
3、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点的向心加速度是12
cm/s2,那么小轮边缘上B点的向心加速度是多少?大轮上距轴心距离为的C点的向心加速度大小是多少?
【解析】大轮边缘上A点的线速度大小与小轮边缘上B点的线速度大小相等,由aA=和aB=得aB=aA=24
cm/s2=0.24
m/s2;C点和A点同在大轮上,角速度相同,由aA=ω2R和aC=ω2·得aC==4
cm/s2=0.04
m/s2。
【答案】0.24
m/s2　0.04
m/s2