贵州省贵阳一中新高一物理下学期单元测试试题（含解析）.doc

新人教版必修2第5章 曲线运动2015年单元测试卷（贵州省贵阳一中）一、单选1下面说法中正确的是（）a物体在恒力作用下不可能做曲线运动b物体在变力作用下有可能做曲线运动c做曲线运动的物体，其速度方向与加速度的方向有可能在同一直线上d物体在变力作用下不可能做曲线运动2物体受到几个恒定外力的作用而作匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能（）a做匀速直线运动b静止c做匀变速直线运动d做曲线运动3在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1（且v1v2），方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船（）a可能的最短渡河时间为b可能的最短渡河位移为dc只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关d不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关4如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的p点若不计空气阻力，下列关系正确的是（）atatb，vavbbtatb，vavbctatb，vavbdtatb，vavb5如图，靠轮传动装置中右轮半径为2r，a为它边缘上的一点，b为轮上的一点，b距轴为r；左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，d为它边缘上的一点；小轮半径为r，c为它边缘上的一点若传动中靠轮不打滑，则下列说法错误的是（）ab点与d点的周期之比为2：1ba点与c点的线速度之比为1：1cc点与b点的角速度之比为2：1da点与d点的向心加速度大小之比为1：46铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）a内轨对内侧车轮轮缘有挤压b外轨对外侧车轮轮缘有挤压c这时铁轨对火车的支持力等于d这时铁轨对火车的支持力大于7如图所示，质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）a受到向心力为mg+mb受到的摩擦力为m（g+）c受到的摩擦力为mgd受到的合力方向竖直向上8如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球，另一端可绕光滑的水平轴转动，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点的速度v，下列说法不正确的是（）av的极小值为0bv由零逐渐增大，向心力也逐渐增大cv由逐渐增大，杆对球的弹力逐渐增大dv由逐渐减小，杆对球的弹力逐渐减小二、填空题9如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为2.5cm，如果取g=10m/s2，那么：照相机的闪光频率是hz；小球运动中水平速度的大小是m/s10如图所示，长度为l=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74n，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在a处还是b处易断，求出绳子断时小球的线速度三、计算题11在一次“飞车过黄河”的表演中，汽车在空中飞经最高点后在对岸着地，已知汽车从最高点至着地点经历的时间约0.8s，两点间的水平距离约为30m，忽略空气阻力，求：（1）汽车在最高点时速度是多少m/s？（2）最高点与着地点的高度差是多少m？（取g=10m/s2）12如图，细绳一端系着质量m=0.6kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，m的中点与圆孔距离为0.2m，并知m和水平面的最大静摩擦力为2n，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度在什么范围m会处于静止状态？（g取10m/s2）13在水平转台上，距转轴为d=20cm处插立一竖直杆，杆顶系一根原长为l=1m、劲度系数为k=20n/m的轻细弹簧，另一端挂一个质量为m=1kg的小球，当球随转台一起匀速转动时，弹簧张开的角度=53，如图所示求：转台转转动的角速度（球看作质点；sin53=0.8，cos53=0.6；g=10m/s2）新人教版必修2第5章 曲线运动2015年单元测试卷（贵州省贵阳一中）参考答案与试题解析一、单选1下面说法中正确的是（）a物体在恒力作用下不可能做曲线运动b物体在变力作用下有可能做曲线运动c做曲线运动的物体，其速度方向与加速度的方向有可能在同一直线上d物体在变力作用下不可能做曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件【专题】物体做曲线运动条件专题【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论【解答】解：a、物体在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动，在重力作用下做曲线运动，故a错误； b、物体在变力作用下可能做曲线运动，比如匀速圆周运动，所提供的向心力即大小不变，方向时刻在变的力，故b正确； c、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以速度方向与加速度的方向不可能在同一直线上故c错误； d、物体在变力作用下可能做曲线运动，如匀速圆周运动受到的力是不断变化的故d错误； 故选：b【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住2物体受到几个恒定外力的作用而作匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能（）a做匀速直线运动b静止c做匀变速直线运动d做曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件【专题】运动的合成和分解专题【分析】物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线，根据其方向与速度方向的关系，判断物体的运动情况【解答】解：物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线；若合力与速度同向，物体做匀加速直线运动，若合力与速度反向，物体做匀减速直线运动，故c正确；若合力与速度不共线，物体做曲线运动，故d正确；物体的合力一定不为零，一定有加速度，故ab错误；故选：cd【点评】力是改变速度的原因，力的方向不同，对速度的改变情况也不同3在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1（且v1v2），方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船（）a可能的最短渡河时间为b可能的最短渡河位移为dc只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关d不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关【考点】运动的合成和分解【专题】运动的合成和分解专题【分析】船实际参与了两个分运动，沿船头指向的匀速运动和沿水流方向的匀速运动，两分运动同时发生，互不影响，因而渡河时间等于沿船头方向分运动的时间；当合速度与河岸垂直时，渡河位移最小【解答】解：a、当船头与河岸垂直时最小，渡河时间最短，为，因而a错误；b、当合速度与河岸垂直时，渡河位移最小，为d，故b正确；c、将船的实际运动沿船头方向和水流方向分解，由于各个分运动互不影响，因而渡河时间等于沿船头方向的分运动时间，为t=（x1为沿船头指向的分位移）显然与水流速度无关，因而c错误、d正确；故选：bd【点评】小船渡河问题关键要记住最小位移渡河与最短时间渡河两种情况，时间最短与位移最短不会同时发生！4如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的p点若不计空气阻力，下列关系正确的是（）atatb，vavbbtatb，vavbctatb，vavbdtatb，vavb【考点】平抛运动；运动的合成和分解【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同【解答】解：平抛运动的运动时间是由竖直的高度决定的，由于a的高度比b的大，所以tatb，由于ab的水平的位移相等，而tatb，所以vavb，所以a正确故选：a【点评】本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决5如图，靠轮传动装置中右轮半径为2r，a为它边缘上的一点，b为轮上的一点，b距轴为r；左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，d为它边缘上的一点；小轮半径为r，c为它边缘上的一点若传动中靠轮不打滑，则下列说法错误的是（）ab点与d点的周期之比为2：1ba点与c点的线速度之比为1：1cc点与b点的角速度之比为2：1da点与d点的向心加速度大小之比为1：4【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度【专题】匀速圆周运动专题【分析】c、d轮共轴转动，角速度相等，a、c两轮在传动中靠轮不打滑，知a、c两轮边缘上的点线速度大小相等根据线速度与角速度、向心加速度的关系比较它们的大小【解答】解：a、c、d轮共轴转动，角速度相等，d点的周期等于与c点的周期，而a、b的角速度相等，则a的周期等于b的周期，因a、c的线速度大小相等，a半径是c的2倍，则a点与c点的周期之比为2：1，所以b点与d点的周期之比为2：1故a正确，b正确c、a、c的线速度相等，半径比为2：1，根据=，知a、c的角速度之比1：2，a、b的角速度相等，所以c点与b点的角速度之比为2：1故c正确d、a、c的线速度相等，半径比为2：1，根据a=，知向心加速度之比为1：2c、d的角速度相等，根据a=r2，知c、d的向心加速度之比为1：4，所以a、d两点的向心加速度之比为1：8故d错误本题选择错误的，故选：d【点评】解决本题的关键知道共轴转动，角速度相等，不打滑传动，轮子边缘上的点线速度大小相等6铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）a内轨对内侧车轮轮缘有挤压b外轨对外侧车轮轮缘有挤压c这时铁轨对火车的支持力等于d这时铁轨对火车的支持力大于【考点】向心力；牛顿第二定律【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压【解答】解：a、b、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度小于，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压故a正确，b错误；c、d、当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，n=，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，即小于故c错误，d错误；故选：a【点评】火车转弯主要是分析清楚向心力的来源，再根据速度的变化，可以知道对内轨还是对外轨由作用力7如图所示，质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）a受到向心力为mg+mb受到的摩擦力为m（g+）c受到的摩擦力为mgd受到的合力方向竖直向上【考点】向心力；牛顿第二定律【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为r，向心力为fn=，此时由重力和支持力提供向心力根据牛顿第二定律求出支持力，由公式f=n求出摩擦力【解答】解：a、物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为r，向心力为fn=，故a错误b、根据牛顿第二定律得nmg=，得到金属球壳对小球的支持力n=m（g+），由牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大小n=m（g+）故c错误物体在最低点时，受到的摩擦力为f=n=m（g+）故b正确，c错误；d、物块竖直方向合力向上，还受到水平方向的摩擦力，所以合力不是竖直向上，故d错误故选：b【点评】本题是变速圆周运动动力学问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源对于变速圆周运动，由指向圆心的合力提供向心力8如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球，另一端可绕光滑的水平轴转动，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点的速度v，下列说法不正确的是（）av的极小值为0bv由零逐渐增大，向心力也逐渐增大cv由逐渐增大，杆对球的弹力逐渐增大dv由逐渐减小，杆对球的弹力逐渐减小【考点】向心力；物体的弹性和弹力【专题】匀速圆周运动专题【分析】小球在竖直平面内作圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，小球速度的极小值为零；根据向心力公式fn=m分析速度增大时，向心力如何变化；当v=时，杆对球没有作用力，v由逐渐增大时，杆对球有向下的拉力；v由逐渐减小时，杆对球有向上的支持力，根据牛顿第二定律分析杆对球的弹力的变化情况【解答】解：a、由于杆能支撑小球，因此v的极小值为零故a正确b、根据向心力公式fn=m知，速度逐渐增大，向心力也逐渐增大故b正确c、当v=时，杆对球没有作用力，v由逐渐增大，杆对球有向下的拉力，根据牛顿第二定律得：f+mg=m，得f=，可见，v增大，f增大故 c正确d、v由逐渐减小时，杆对球有向上的支持力，有，f=，速度减小，则杆子的弹力增大故d错误本题选不正确的，故选：d【点评】题是轻杆模型，要掌握两个临界速度：一、小球恰好到达最高点的临界速度是零；二、杆对球没有弹力的临界速度v=根据牛顿第二定律分析弹力随速度的变化情况二、填空题9如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为2.5cm，如果取g=10m/s2，那么：照相机的闪光频率是20hz；小球运动中水平速度的大小是1.5m/s【考点】研究平抛物体的运动【专题】实验题；恒定电流专题【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解【解答】解：（1）竖直方向为自由落体运动，所以在相等时间间隔内的高度差是相等的：h=gt2，其中h=（53）2.5=5cm，代入求得：t=0.05s所以：f=20hz（2）水平方向：x=v0t，其中x=3l=0.0715m，t=t=0.05s，故v0=1.5m/s故答案为：20，1.5【点评】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题10如图所示，长度为l=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74n，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在a处还是b处易断a，求出绳子断时小球的线速度8m/s【考点】向心力；牛顿第二定律【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】小球在最低点最容易断，绳子断时，绳子的拉力恰好是74n，对小球受力分析，根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得线速度的大小【解答】解：小球在最低点a时，绳子的拉力和重力的合力提供向心力，合力向上，绳子拉力最大，绳子最容易断根据牛顿第二定律得，fmg=m解得：v=8m/s故答案为：a；8m/s【点评】本题综合考查了平抛运动和圆周运动，关键掌握平抛运动的规律以及做做圆周运动向心力的来源三、计算题11在一次“飞车过黄河”的表演中，汽车在空中飞经最高点后在对岸着地，已知汽车从最高点至着地点经历的时间约0.8s，两点间的水平距离约为30m，忽略空气阻力，求：（1）汽车在最高点时速度是多少m/s？（2）最高点与着地点的高度差是多少m？（取g=10m/s2）【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】汽车从最高点飞到对岸的过程中做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解；【解答】解：（1）汽车从最高点飞到对岸的过程中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以（2）竖直方向做自由落体运动，则有h=答：（1）汽车在最高点时速度是37.5m/s； （2）最高点与着地点的高度差是3.2m【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题12如图，细绳一端系着质量m=0.6kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，m的中点与圆孔距离为0.2m，并知m和水平面的最大静摩擦力为2n，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度在什么范围m会处于静止状态？（g取10m/s2）【考点】牛顿第二定律；静摩擦力和最大静摩擦力；向心力【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】当角速度最小时，由于细绳的拉力作用，m有向圆心运动趋势，静摩擦力方向和指向圆心方向相反，并且达到最大值，由最大静摩擦力与细绳拉力的合力提供m的向心力当角速度最大时，m有离开圆心趋势，静摩擦力方向指向圆心方向，并且达到最大值，由最大静摩擦力与细绳拉