高中物理 第5章 曲线运动章末检测 新人教版必修2

第5章 曲线运动章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(16为单项选择题，710为多项选择题.每小题5分，共50分)1.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速度不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误.图12.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示.关于物体的运动，下列说法正确的是()A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C解析由图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误.物体运动的加速度等于y方向的加速度，保持不变，故B错误；根据图象可知物体的初速度为：v050 m/s，故C正确，D错误，故选C.3.某地发生地震，一架装载救灾物资的直升飞机以10 m/s的速度水平飞行，在距地面180 m的高度处，欲将救灾物资准确投放至地面目标，若不计空气阻力，g取10 m/s2，则()A.物资投出后经过6 s到达地面目标B.物资投出后经过180 s到达地面目标C.应在距地面目标水平距离80 m处投出物资D.应在距地面目标水平距离180 m处投出物资答案A解析物资投出后做平抛运动，其落地所用时间由高度决定，t6 s，A项正确，B项错误；抛出后至落地的水平位移为xvt60 m，C、D项错误.4.如图2所示，有A、B两小球，B的质量为A的两倍，现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力，图中为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是()图2A. B.C. D.答案A解析物体做斜抛运动的轨迹只与初速度的大小和方向有关，而与物体的质量无关，A、B两小球的轨迹相同，故A项正确.5.如图3所示，为自行车的传动机构，行驶时与地面不打滑.a、c为与车轴等高的轮胎上的两点，d为轮胎与地面的接触点，b为轮胎上的最高点.行驶过程中()图3A.c处角速度最大B.a处速度方向竖直向下C.b处向心加速度指向dD.a、b、c、d四处速度大小相等答案C6. 如图4所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是Ff，则物块与碗的动摩擦因数为()图4A. B.C. D.答案B解析物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，根据牛顿第二定律得FNmgm，又FfFN，联立解得，选项B正确.7.以初速度v020 m/s从100 m高台上水平抛出一个物体(g取10 m/s2)，则()A.2 s后物体的水平速度为20 m/sB.2 s后物体的速度方向与水平方向成45角C.每1 s内物体的速度变化量的大小为10 m/sD.每1 s内物体的速度大小的变化量为10 m/s答案ABC解析水平抛出的物体做平抛运动，水平方向速度不变，vxv020 m/s，A项正确；2 s后，竖直方向的速度vygt20 m/s，所以tan 1，则45，B项正确；速度的变化表现为竖直方向速度的变化，所以t1 s内，速度的变化量vgt10 m/s，所以C项正确；物体的运动速度大小为，相同时间内，其变化量不同，D项错误.8. 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5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()图5A.皮带的最小速度为B.皮带的最小速度为C.A轮每秒的转数最少是D.A轮每秒的转数最少是答案AC解析物体恰好被水平抛出时，在皮带轮最高点满足mg，即速度最小为，选项A正确；又因为v2rn，可得n，选项C正确.9. 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高速行驶，做匀速圆周运动.如图6所示，图中虚线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6A.h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B.h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D.h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大答案BC解析摩托车受力分析如图所示.由于FN所以摩托车受到侧壁的支持力与高度无关，保持不变，摩托车对侧壁的压力也不变，A错误；由Fnmgtan mm2r知h变化时，向心力Fn不变，但高度升高，r变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B、C正确，D错误.10.如图7所示，A、B、C三个小球在离地面不同高度处，同时以相同的速度向左水平抛出，小球A落到D点，DEEFFG，不计空气阻力，抛出后每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面.下列说法正确的是()图7A.B球落在E点，C球落在F点B.B、C两球均落在D点C.三小球离地面的高度之比为149D.三小球在空中运动的时间之比tAtBtC135答案BC解析因为A、B、C三个小球以相同的初速度抛出，每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，所以三个小球在空中运动的时间之比为123，水平位移之比为123，而DEEFFG，所以B、C两球也落在D点，选项B正确，A、D错误；由hgt2可得A、B、C三个小球抛出的高度之比为149，选项C正确.二、填空题(本题共2小题，共10分)11.(4分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境中设计了如图8所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.图8(1)实验时需要测量的物理量是_.(2)待测物体质量的表达式为m_.答案(1)弹簧测力计示数F、圆周运动的半径R、圆周运动的周期T(2)解析需测量物体做圆周运动的周期T、半径R以及弹簧测力计的示数F，则有FmR，所以待测物体质量的表达式为m.12.(6分)未来在一个未知星球上用如图9甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为14，则：图9(1)由以上信息，可知a点_(选填“是”或“不是”)小球的抛出点.(2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为_m/s2.(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是_m/s.(4)由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是_m/s.答案(1)是(2)8(3)0.8(4)解析(1)由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的时间内通过位移之比为135可知，a点为抛出点.(2)由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同，设为T，在竖直方向有hgT2，T0.10 s，可求出g8 m/s2.(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s，水平距离为8 cm，xvt，得水平速度为0.8 m/s.(4)b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度，根据速度的合成求b点的合速度，vyb m/s0.8 m/s，所以vb m/s.三、计算题(本题共4小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13.(8分) 如图10所示是马戏团中上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m，人以v1的速度过轨道最高点B，并以v2v1的速度过最低点A.求在A、B两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？图10答案6mg解析在B点，FBmgm，解得FBmg，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FBFBmg在A点，FAmgm解得FA7mg，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小FAFA7mg所以在A、B两点车对轨道的压力大小相差FAFB6mg.14. (10分)如图11所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R0.5 m，离水平地面的高度H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小x0.4 m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.求：图11(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数.答案(1)1 m/s(2)0.2解析(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有xv0t由式解得v0x代入数据得v01 m/s(2)物块恰不离开转台时，由最大静摩擦力提供向心力，有FfmmFfmFNmg由式得代入数据得0.2.15.(10分)如图12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：图12(1)小球运动到C点时的速度大小；(2)A、B之间的距离.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mgm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2Rgt2又因A、B之间的距离svt所以s2R.16.(12分)如图13所示，轨道ABCD的AB段为一半径R0.2 m的光滑圆形轨道，BC段为高为h5 m的竖直轨道，CD段为水平轨道.一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时的速度大小为2 m/s，离开B点做平抛运动(g10 m/s2)，求：图13(1)小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C点的水平距离；(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小；(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角45的斜面(如图中虚线所示)，那么小球离开B点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能，请说明理由.答案(1)2 m(2)6 N(3)能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m解析(1)设小球离开B点后做平抛运动的时间为t1，落地点到C点距离为x由hgt得：t11 s，xvBt12 m.(2)小球到达B点时受重力G和竖直向上的弹力FN作用，由牛顿第二定律知F向FNmgm解得FN6 N