第五章 曲线运动单元测试 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 第五章 曲线运动单元测试 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 559.5KB | ||
| 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 | 2021-06-21 15:40:15 | ||
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文档简介
曲线运动
1.如图所示，这是质点做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知质点在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是( )。
A.C点的速率小于B点的速率
B.A点的加速度比C点的加速度大
C.C点的速率大于B点的速率
D.从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大
2.2018年珠海航展，我国五代战机“歼–20”再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线向上（如图），最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿段曲线飞行时，战机( )。
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
3.关于曲线运动，下列说法正确的是( )。
A.曲线运动是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度为零
D.任何做圆周运动物体的加速度都指向圆心
4.全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪，寓意为“接风洗尘”。如图所示，某次仪式中，两条水柱从两辆大型消防车中斜向上射出，左、右两条水柱从同一高度射出，射出时速度方向与水平方向的夹角分别为45°和30°，两条水柱恰好在最高点相遇，不计空气阻力和水柱间的相互影响，则左、右两条水柱射出时的速度大小之比为( )
A. B. C. D.
5.如图1、图2所示，一根长为L的轻杆端用铰链固定于地面，另一端固定着一小球A，图1中的小球A和图2中的杆分别贴靠着边长为a和b的立方块，当立方块沿地面向右滑动到图示位置（杆与地面夹角为α）时，速度为v，则图1中小球的速度大小和图2中小球的速度大小应为( )。
A. B.
C. D.
6.2020年9月29日，第三届“龙行中原”河南省全民龙舟大赛（淅川站）激情开赛。如图所示，假设某龙舟队在比赛前划向比赛点的途中要渡过288 m宽、两岸平直的河，河中水流的速度恒为。龙舟从M处开出后实际沿直线到达对岸，若直线与河岸夹角为53°，龙舟在静水中的速度大小也为5.0 m/s，已知，龙舟可看作质点。则龙舟在水中的合速度大小v和龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间t分别为( )。
A. B. C. D.
7.如图所示，两墙壁平行且竖直，小球从P点以垂直于墙面的初速度抛出，打在右侧墙壁上的Q点．已知小球与墙壁碰撞前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力，若只改变初速度大小，小球仍能击中Q点，则初速度大小可能为( )
A. B. C. D.
8.2020年7月，中国女排在宁波北仑基地进行第二阶段集训，目标是在东京奥运会上完成卫冕.如图所示，排球运动员在发球线正对球网跳起发球，在距地面高度为处使质量的排球（可视为质点）以的初速度水平飞出.不考虑空气阻力，重力加速度g取，则排球从被扣出到着地的时间和排球即将着地时的速率分别为( )
A. B. C. D.
9.“乐高”是老少皆宜的智力玩具,甲图为“乐高”玩具中的一种传动机构,乙图是其简化模型.已知两个大轮半径相等且大轮半径和小轮半径之比为3:1,左右两轮靠皮带传动且不打滑.分别是两个大轮边缘上的点,下列说法正确的是( )
A.因为左右两轮是靠皮带传动的,所以两点的线速度大小相等
B.两点周期之比是3:1
C.两点向心加速度大小相等
D.两点的角速度大小之比是3:1
10.如图所示,质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端,绕细杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动.球转到最高点A时,线速度的大小为,此时( )
A.杆受到的拉力 B.杆受到的压力 C.杆受到的拉力 D.杆受到的压力
11.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）则下列说法不正确的是( )。
A.B的向心力是A的向心力的2倍
B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C.都有沿半径向外滑动的趋势
D.若B先滑动，则B对A的动摩擦因数大于盘对B的动摩擦因数
12.在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置a启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点b以及剩下路段，如图所示。下列说法正确的是( )
A.若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直增大
B.在最高点b汽车处于平衡状态
C.在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力
D.汽车从a到b运动过程中，合外力做功为0
答案以及解析
1.答案：C
解析：质点做匀变速曲线运动，B点到C点的过程中加速度方向与速度方向夹角小于90°，所以，C点的速率比B点速率大，A项错误，C项正确；质点做匀变速曲线运动，则加速度大小和方向不变，所以质点经过C点时的加速度与A点的相同，B项错误；若质点从A点运动到C点，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有A点速度与加速度方向夹角大于90°，C点的加速度方向与速度方向夹角小于90°，D项错误。
2.答案：C
解析：因为战机做速率不变的曲线运动，所以合外力不为零且方向与速度方向垂直，所以A、B两项错误；对任一点的速度正交分解，如图所示，，根据题意知a减小，增加，减小，所以C项正确，D项错误。
3.答案：A
解析：物体做曲线运动时，速度的方向一定变化，A项正确；变速运动若为速度的大小变化，速度方向不变，则该变速运动为直线运动，若变速运动的速度方向发生变化，则该变速运动为曲线运动，B项错误；物体只要做曲线运动，速度方向一定变化，根据可知，物体加速度必然不为零，C项错误。只有做匀速圆周运动的物体加速度才指向圆心，D项错误。
4.答案：A
解析：本题考查曲线运动。左、右两条水柱从同一高度射出，恰好在最高点相遇，说明两水柱竖直方向运动相同，射出时竖直方向分速度相同，左、右两条水柱射出时速度方向与水平方向的夹角分别为45°和30°，则左、右两条水柱射出时的速度大小分别为和，所以左、右两条水柱射出时的速度大小之比为，A正确。
5.答案：D
解析：图1中，杆绕O转动，球A的速度垂直于杆，将速度沿水平和竖直两方向正交分解，则垂直于接触面的水平分速度与立方块的速度相等，如图甲所示，得，故，B、C两项错误；图2中，杆绕O转动，杆顶端小球的速度和杆与立方块接触点的速度的方向都垂直于杆，杆上各点的角速度ω相同，则有。将立方块的速度v沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，如图乙所示，则杆与立方块接触点的速度应与立方块垂直杆的方向的分速度相等，即，联立以上两式得，A项错误，D项正确。
6.答案：A
解析：设龙舟头与航线之间的夹角为α，船速、水速与龙舟在水中的合速度如图所示，由几何知识得，龙舟在水中的合速度大小。航线的长度，故龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间。
7.答案：C
解析：两点间的高度差h一定，由知，小球从P点到Q点的时间t是一定的，由题知两墙壁间的距离.假设小球与两墙面共碰撞次后，第次碰到Q点，则有，得小球的初速度大小，当时；时，选项C正确.
8.答案：B
解析：排球飞出后做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，由，代入数据解得；即将着地的竖直速度，即将着地的水平速度，排球即将着地时的速率，选项B正确.
9.答案：D
解析：设小轮边缘上有一点和B是靠皮带传动的,所以的线速度大小相等,C和A同轴转动,所以C和A具有相同的角速度,根据可知,A的线速度大于B的线速度,故A错误;A和C的周期相等,而B和C的线速度大小相等,有,故B错误;两点向心加速度大小之比为,故C错误;根据,可知,故D正确.
10.答案：B
解析：设此时杆对小球的作用力为拉力,由牛顿第二定律得,解得,负号说明力的方向与假设相反,即小球受到的力为细杆的支持力,根据牛顿第三定律可知杆受到大小为的压力,B正确.
11.答案：A
解析：两物块的角速度大小相等，根据，转动半径相等，质量相等，所以向心力相等，A项错误；对整体分析，，对A分析，有，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，B项正确；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，可知B有沿半径向外滑动的趋势，C项正确；对整体分析，，解得，对A分析，，解得，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即，D项正确。
12.答案：C
解析：由可知，若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直减小，选项A错误;匀速率通过最高点b以及剩下路段，在最高点b汽车做匀速圆周运动，加速度向下，不是平衡状态，是失重状态，在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力，选项B错误，C正确;汽车从a到b运动过程中，动能增大，由动能定理可知，合外力做正功，选项D错误。
1.如图所示，这是质点做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知质点在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是( )。
A.C点的速率小于B点的速率
B.A点的加速度比C点的加速度大
C.C点的速率大于B点的速率
D.从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大
2.2018年珠海航展，我国五代战机“歼–20”再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线向上（如图），最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿段曲线飞行时，战机( )。
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
3.关于曲线运动，下列说法正确的是( )。
A.曲线运动是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度为零
D.任何做圆周运动物体的加速度都指向圆心
4.全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪，寓意为“接风洗尘”。如图所示，某次仪式中，两条水柱从两辆大型消防车中斜向上射出，左、右两条水柱从同一高度射出，射出时速度方向与水平方向的夹角分别为45°和30°，两条水柱恰好在最高点相遇，不计空气阻力和水柱间的相互影响，则左、右两条水柱射出时的速度大小之比为( )
A. B. C. D.
5.如图1、图2所示，一根长为L的轻杆端用铰链固定于地面，另一端固定着一小球A，图1中的小球A和图2中的杆分别贴靠着边长为a和b的立方块，当立方块沿地面向右滑动到图示位置（杆与地面夹角为α）时，速度为v，则图1中小球的速度大小和图2中小球的速度大小应为( )。
A. B.
C. D.
6.2020年9月29日，第三届“龙行中原”河南省全民龙舟大赛（淅川站）激情开赛。如图所示，假设某龙舟队在比赛前划向比赛点的途中要渡过288 m宽、两岸平直的河，河中水流的速度恒为。龙舟从M处开出后实际沿直线到达对岸，若直线与河岸夹角为53°，龙舟在静水中的速度大小也为5.0 m/s，已知，龙舟可看作质点。则龙舟在水中的合速度大小v和龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间t分别为( )。
A. B. C. D.
7.如图所示，两墙壁平行且竖直，小球从P点以垂直于墙面的初速度抛出，打在右侧墙壁上的Q点．已知小球与墙壁碰撞前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力，若只改变初速度大小，小球仍能击中Q点，则初速度大小可能为( )
A. B. C. D.
8.2020年7月，中国女排在宁波北仑基地进行第二阶段集训，目标是在东京奥运会上完成卫冕.如图所示，排球运动员在发球线正对球网跳起发球，在距地面高度为处使质量的排球（可视为质点）以的初速度水平飞出.不考虑空气阻力，重力加速度g取，则排球从被扣出到着地的时间和排球即将着地时的速率分别为( )
A. B. C. D.
9.“乐高”是老少皆宜的智力玩具,甲图为“乐高”玩具中的一种传动机构,乙图是其简化模型.已知两个大轮半径相等且大轮半径和小轮半径之比为3:1,左右两轮靠皮带传动且不打滑.分别是两个大轮边缘上的点,下列说法正确的是( )
A.因为左右两轮是靠皮带传动的,所以两点的线速度大小相等
B.两点周期之比是3:1
C.两点向心加速度大小相等
D.两点的角速度大小之比是3:1
10.如图所示,质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端,绕细杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动.球转到最高点A时,线速度的大小为,此时( )
A.杆受到的拉力 B.杆受到的压力 C.杆受到的拉力 D.杆受到的压力
11.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）则下列说法不正确的是( )。
A.B的向心力是A的向心力的2倍
B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C.都有沿半径向外滑动的趋势
D.若B先滑动，则B对A的动摩擦因数大于盘对B的动摩擦因数
12.在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置a启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点b以及剩下路段，如图所示。下列说法正确的是( )
A.若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直增大
B.在最高点b汽车处于平衡状态
C.在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力
D.汽车从a到b运动过程中，合外力做功为0
答案以及解析
1.答案：C
解析：质点做匀变速曲线运动，B点到C点的过程中加速度方向与速度方向夹角小于90°，所以，C点的速率比B点速率大，A项错误，C项正确；质点做匀变速曲线运动，则加速度大小和方向不变，所以质点经过C点时的加速度与A点的相同，B项错误；若质点从A点运动到C点，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有A点速度与加速度方向夹角大于90°，C点的加速度方向与速度方向夹角小于90°，D项错误。
2.答案：C
解析：因为战机做速率不变的曲线运动，所以合外力不为零且方向与速度方向垂直，所以A、B两项错误；对任一点的速度正交分解，如图所示，，根据题意知a减小，增加，减小，所以C项正确，D项错误。
3.答案：A
解析：物体做曲线运动时，速度的方向一定变化，A项正确；变速运动若为速度的大小变化，速度方向不变，则该变速运动为直线运动，若变速运动的速度方向发生变化，则该变速运动为曲线运动，B项错误；物体只要做曲线运动，速度方向一定变化，根据可知，物体加速度必然不为零，C项错误。只有做匀速圆周运动的物体加速度才指向圆心，D项错误。
4.答案：A
解析：本题考查曲线运动。左、右两条水柱从同一高度射出，恰好在最高点相遇，说明两水柱竖直方向运动相同，射出时竖直方向分速度相同，左、右两条水柱射出时速度方向与水平方向的夹角分别为45°和30°，则左、右两条水柱射出时的速度大小分别为和，所以左、右两条水柱射出时的速度大小之比为，A正确。
5.答案：D
解析：图1中，杆绕O转动，球A的速度垂直于杆，将速度沿水平和竖直两方向正交分解，则垂直于接触面的水平分速度与立方块的速度相等，如图甲所示，得，故，B、C两项错误；图2中，杆绕O转动，杆顶端小球的速度和杆与立方块接触点的速度的方向都垂直于杆，杆上各点的角速度ω相同，则有。将立方块的速度v沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，如图乙所示，则杆与立方块接触点的速度应与立方块垂直杆的方向的分速度相等，即，联立以上两式得，A项错误，D项正确。
6.答案：A
解析：设龙舟头与航线之间的夹角为α，船速、水速与龙舟在水中的合速度如图所示，由几何知识得，龙舟在水中的合速度大小。航线的长度，故龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间。
7.答案：C
解析：两点间的高度差h一定，由知，小球从P点到Q点的时间t是一定的，由题知两墙壁间的距离.假设小球与两墙面共碰撞次后，第次碰到Q点，则有，得小球的初速度大小，当时；时，选项C正确.
8.答案：B
解析：排球飞出后做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，由，代入数据解得；即将着地的竖直速度，即将着地的水平速度，排球即将着地时的速率，选项B正确.
9.答案：D
解析：设小轮边缘上有一点和B是靠皮带传动的,所以的线速度大小相等,C和A同轴转动,所以C和A具有相同的角速度,根据可知,A的线速度大于B的线速度,故A错误;A和C的周期相等,而B和C的线速度大小相等,有,故B错误;两点向心加速度大小之比为,故C错误;根据,可知,故D正确.
10.答案：B
解析：设此时杆对小球的作用力为拉力,由牛顿第二定律得,解得,负号说明力的方向与假设相反,即小球受到的力为细杆的支持力,根据牛顿第三定律可知杆受到大小为的压力,B正确.
11.答案：A
解析：两物块的角速度大小相等，根据，转动半径相等，质量相等，所以向心力相等，A项错误；对整体分析，，对A分析，有，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，B项正确；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，可知B有沿半径向外滑动的趋势，C项正确；对整体分析，，解得，对A分析，，解得，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即，D项正确。
12.答案：C
解析：由可知，若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直减小，选项A错误;匀速率通过最高点b以及剩下路段，在最高点b汽车做匀速圆周运动，加速度向下，不是平衡状态，是失重状态，在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力，选项B错误，C正确;汽车从a到b运动过程中，动能增大，由动能定理可知，合外力做正功，选项D错误。