2019高中物理第5章曲线运动综合检测1（含解析）新人教必修2.docx

曲线运动(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共8个小题，每小题6分共48分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是()A做曲线运动的物体受到的合力可能为零B做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心D做匀速圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心【解析】若合外力为零，物体保持静止或做匀速直线运动，所以做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，A错误；但合外力可以是恒力，如平抛运动，B错误；做匀速圆周运动的物体所受合外力只改变速度方向，不改变速度大小，其合外力、加速度的方向一定指向圆心，但一般的圆周运动中，通常合外力不仅改变速度的方向，也改变速度的大小，其合外力、加速度方向一般并不指向圆心，所以D正确，C错误【答案】D2如图1所示，某人游珠江，他以一定的速度面部始终垂直河岸向对岸游去江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是()图1A水速大时，路程长，时间长B水速大时，路程长，时间短C水速大时，路程长，时间不变D路程、时间与水速无关【解析】此人的运动可分解为垂直河岸方向速度为划水速度的分运动和沿河岸方向速度为水速的分运动，根据分运动的独立性，水速增大时，垂直河岸方向的分运动不受影响，所以渡河时间不变，但合速度的方向变化，即实际运动轨迹变化，路程变长，选项C正确【答案】C3图2为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()图2AD点的速率比C点的速率大BA点的加速度与速度的夹角小于90CA点的加速度比D点的加速度大D从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小【解析】由题意知，质点受到的合外力是恒定的，则加速度也是恒定的，各点的加速度方向与速度方向如图所示质点从C到D，合外力为动力，速率增大，所以选项A正确【答案】A4(2014湛江高一检测)m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图3所示已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是()图3A.B.C. D.【解析】物体恰好被水平抛出时，在皮带轮最高点满足mgm，又因为v2rn，可得n，选项A正确【答案】A5(2013安徽高考)消防水龙带的喷嘴喷水的流量是0.28 m3/min，水离开喷口时的速度大小为16 m/s，方向与水平面的夹角为60，在最高处正好达到着火位置忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)()A28.8 m1.12102 m3B28.8 m0.672 m3C38.4 m1.29102m3D38.4 m0.776 m3【解析】准确理解斜抛运动规律是解决本题的关键将速度分解为水平方向和竖直方向两个分量，vxvcos 60，vyvsin 60，水的运动可看成竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动的合运动，水柱的高度h28.8 m，上升时间t2.4 s.空中水量可用流量乘以时间来计算，Q m3/s2.4 s1.12102 m3.故选项A正确【答案】A6有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁做匀速圆周运动图4中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是()图4Ah越高，摩托车对侧壁的压力将越大Bh越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大Ch越高，摩托车做圆周运动的周期将越大Dh越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大【解析】由重力和支持力的合力提供向心力，其大小F向mgtan ，而支持力Nmg/cos ，它们与h无关，A、B都错；因为mgtan mrm，h越高，r越大，由此可知T越大，v越大，CD对【答案】CD7(2014西安高一检测)一小球以水平速度v010.00 m/s从O点向右抛出，经1.73 s恰好垂直落到斜面上A点，不计空气阻力，g取10 m/s2，B点是小球自由落体运动在斜面上的落点，以下判断正确的是()图5A斜面的倾角约是30B小球距斜面的竖直高度约是15 mC若小球以水平速度v05.00 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P处D若小球以水平速度v05.00 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P点的上方【解析】将A点的速度分解如图，设斜面的倾角为，则有tan ，30，A正确；O点到A点的竖直高度hgt210(1.73)2 m15 m，OB间的距离大于15 m，B错误；若小球以水平速度v05.00 m/s向右抛出，在下落高度不变的情况下，它一定落在AB的中点P的正上方，但下落高度变大了，所以它一定落在AB的中点P点的上方，故D正确，C错误【答案】AD8如图6所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是()图6Av的极小值为Bv由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大C当v由值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大D当v由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐增大【解析】因为轨道内壁下侧可以提供支持力，故最高点的最小速度可以为零若在最高点v0且较小时，球做圆周运动所需的向心力由球的重力跟轨道内壁下侧对球向上的力FN1的合力共同提供，即mgFN1m，当FN10时，v，此时只有重力提供向心力由此知，速度在0v时，轨道内壁下侧的弹力随速度的增大(减小)而减小(增大)，故D正确当v时，球的向心力由重力跟轨道内壁上侧对球的向下的弹力FN2共同提供，即mgFN2m，当v由逐渐增大时，轨道内壁上侧对小球的弹力逐渐增大，故C正确【答案】CD二、非选择题(本题共5小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(8分)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图7所示的装置图7先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x10.00 cm，A、B间距离y15.02 cm，B、C间距离y214.82 cm.(g9.80 m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0_.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0_m/s.【解析】(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2y1gT2，且v0Tx.解以上两式得：v0x.(3)代入数据解得v01.00 m/s.【答案】(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)x(3)1.0010(10分)有一小船正在渡河，如图8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，为了使小船在到达危险水域之前到达对岸，那么，小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大？图8【解析】设小船到达危险水域前，恰好到达对岸，则其合位移方向如图所示，设合位移方向与河岸的夹角为，则tan ，即37，小船的合速度方向与合位移方向相同，根据平行四边形定则知，当船相对于静水的速度v1垂直于合速度时，v1最小，由图可知，v1的最小值为v1minv2sin 5 m/s3 m/s，这时v1的方向与河岸的夹角9053.即从现在开始，小船头指向与上游成53角，以相对于静水的速度3 m/s航行，在到达危险水域前恰好到达对岸【答案】3 m/s11(10分)把一小球从离地面h5 m处，以v010 m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力(g取10 m/s2)求：(1)小球在空中飞行的时间(2)小球落地点离抛出点的水平距离(3)小球落地时的速度【解析】(1)由hgt2得飞行的时间t s1 s.(2)落地点离抛出点的水平距离为xv0t101 m10 m.(3)vygt10 m/s.小球落地时的速度v14.1 m/s，tan 145，方向与地面成45向下【答案】(1)1 s(2)10 m(3)14.1 m/s，方向与地面成45向下12(12分)(2014大连高一检测)如图9所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动当小球的转速增加到原来转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N则：图9(1)线断裂的瞬间，线的拉力多大？(2)这时小球运动的线速度多大？(3)如果桌面高出地面0.8 m，线断后小球垂直桌面边缘飞出，落地点离桌面的水平距离为多少？(g取10 m/s2)【解析】(1)设原来角速度为，线的拉力为F，则有Fmr2，F40mr(3)2.由两式得F5 N所以线断时，线的拉力为45 N.(2)设这时小球的线速度为v，则有F40m，代入数据得v5 m/s.(3)飞出桌面小球做平抛运动有hgt2，xvt，由两式并代入数据得x2 m.【答案】(1)45 N(2)5 m/s(3)2 m13(12分)(2014杭州高一检测)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上现将太极球简化成如图10甲所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板无相对运动趋势A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高设球的重力为1 N，不计拍的重力求：(1)C处球拍对球的弹力