人教版高中物理必修二第五章曲线运动测试试题(带解析)

1、高中物理必修二曲线运动试卷学校：姓名：班级：一、单选题1 .关于向心力的下列说法正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向，不能够改变速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心，所以是恒力D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小，其中曲线为反比例2 .A、B两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线如图所示A. B物体运动时，其线速度的大小不变B.B物体运动时，其角速度不变C.A物体运动时，其角速度不变D.A物体运动时，其线速度随r的增大而减小3 .如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿

2、过小孔连接质量分别为mi、m2的小球A和B,让B球悬挂A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心做匀速圆周运动，角速度为 半径为r,则关于r和3关系的图象正确的是（）D.4 .一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为Li和L2,中间球网高度为ho发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为go若乒乓球的发射速率 v在某范围内，通过选择 合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（）5.两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大,A.

3、A所需的向心力比 B的大C.A的角速度比B的大B.B所需的向心力比A的大D.B的角速度比A的大6 .如图所示两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的。点做圆周运动.当小球A的速度为A. Va(Va Vb)1VaVbC.(Va Vb)1D.(VaVb)1Va时，小球B的速度为Vb ,则轴心O到小球A的距离是（）.vA. mRv、B. (mg mR)C. mgv 、D. (m mg)7 .如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止开始下滑，到达最低点时速率为v,设质点P与容器内壁间的动摩擦因数恒为以重力加速度为g,则在最低点处容

4、器对质点的摩擦力大小为（）二、多选题8 .质量均为m的小球A、B分别固定在一长为 L的轻杆的中点和一端点，如图所示。当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为 3的匀速圆周运动时，则（）A.处于中点的小球 A的线速度为L2B.处于中点的小球A的加速度为LC.处于端点的小球 B所受的合外力为 m 2LD.轻杆OA段中的拉力与AB段中的拉力之比为 3:29 .如图所示质量为m的小球置于光滑的正方体盒子中 ，盒子的边长略大于小球的直径 ，某同学拿着该 盒子在竖直平面内做半径为 R的匀速圆周运动。已知重力加速度为 g,空气阻力不计，在最高点时盒 子与小球之间恰好无作用力，则（）A.该盒子做圆周运动的向

5、心力是恒力B.该盒子做匀速圆周运动的周期为2万g gC.盒子在最低点时，小球对盒子的作用力大小等于mgD.盒子在与O点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于J2mg10 .如图所示，质量相同的A、B两质点，从同一点。分别以相同的水平速度 v沿x轴正方向抛出，质点A在竖直平面内运动，落地点为P,质点B沿光滑斜面运动，落地点为P2,并且R和P2在同一水平地面 内,不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.从抛出到落地，质点B的运动时间长B.从抛出到落地,质点A、B沿x轴方向的位移相同C.落地时质点A、B的速率相等D.落地时质点A的速率大11 .如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝

6、帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为内认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是（）A.螺丝帽的重力与其受到的最大静摩擦力平衡B.螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心C.此时手转动塑料管的角速度注D.若塑料管的转动加快，螺丝帽有可能相对塑料管发生运动12 .如图所示，A、B两点在同一条竖直线上，A点离地面的高度为 2h, B点离地面的高度为h。将两个小球分别从 A B两点水平抛出，它们在C点相遇，

7、C点离地面的高度为 -o已知重力加速度为g,则2()A.两个小球一定同时抛出B.两个小球一定同时落地C.两个小球抛出的时间间隔为(石i)aD.两个小球抛出的初速度之比以 W3Vb3三、实验题13.用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板 MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低 ，钢球落在挡板上，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板 列痕迹点。（1）下列实验条件必'须满足的有 。A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置

8、无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为 x轴、竖直方向为y轴的坐标系。a.取平抛运动的起始点为坐标原点 ，将钢球静置于 Q点,钢球的 （选填最上端”、最下端” 或者 球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定 y轴时 （选填 需要”或者 不需要”）y轴 与重锤线平行。b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示,在轨迹上取A、B、C三yi1点,AB和BC的水平间距相等且均为 x,测得AB和BC的竖直间距分别是 y1和力,则y2 3 （选填 大于“、等于“或者 小于"）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加 速度为g,结果用上述字母表示）。(3

9、)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体 。A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒(5)牛顿设想，把物体从高

10、山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大， 物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。四、计算题14 .如图所示，欲在距地面 21的高空A处以水平初速度大小 Vo JgT投掷飞镖，在与 A处水平距 离为1的水平地面上的b处有一个气球，选择适当时机让气球以同样的速度大小v0 jg?匀速上升;在升空过程中被飞镖击中。不计飞镖在飞行过程中受到的空气阻力，在计算过程中可将飞镖和 气球视为质点，已知重力加速度为g,试求：(1)飞镖击中气球时的速度大小；(2)掷飞镖和释放气球两个动彳

11、之间的时间间隔t。15 .小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内彳圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示，3已知握绳的手离地面图度为d,手与球之间的绳长为 -d,重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻4力.n的关系是：n(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)问绳能承受的最大拉力多大.(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳 长应为多少？最大水平距离为多少？16 .在水平车t台上，距转轴为r处插立一竖直杆，杆顶系一根长为

12、L的细绳，绳的末端挂一个质量为 m 的小球，当转台匀速转动时，试证明细绳张开的角度“与转台转速参考答案1答案：B解析：物体做圆周运动需要向心力而不是产生向心力，所以A项错误；向心力方向始终与速度方向垂直，只改变速度的方向不改变速度的大小，所以B项正确，D项错误；向心力始终指向圆心，方向时刻改变,是变力，所以C项错误。2答案：B解析：B物体的a r图线是过原点的直线，根据a 2r可知，角速度为定值，选项A错误,B正确；A物2体的a r图线是反比例函数曲线的一部分，根据a v-可知，线速度不变，故选项CD错误。r3.答案：B解析：根据m2g mir 2得r mg 口，可知r与 工 成正比，与2成反

13、比，故A错误,B正确。因为 mi-42,则工与2成正比，故CD错误。r m2gr4答案：D解析：若球与网恰好不相碰，根据3h h二gti2得，ti J竺，水平位移的最小值xmin U,则最小速度 2' g2若球与球台边缘相碰，根据3h -gt；得t2将水平位移的最大值为Xmax ,l2 £，则最大速度.R , 2 2V2 仁一生-J(4Ll L2)g ,故 D 正确，A. B. C 错误。 t22 6h故选：D.5答案：A解析：小球的重力和悬线的拉力的合力提供向心力，设悬线与竖直方向夹角为 q则Fnmgtan m2lsin，。越大,向心力Fn越大，故A正确，B错误;而2g旦，

14、所以两球的角l cos h速度相同，故C、D错误。6答案：B解析：设轴心。到小球A的距离为x,因两小球固定在同一转动杆的两端 ，故两小球做圆周运动的角速度相同，半径分别为x、l x,根据v有vA -vB-,解得xVa1 ,B正确。r x l xVa Vb7答案：B2解析：在最低点处由牛顿第二定律知Fn mg mv_,而摩擦力大小f Fn ,即最低点处容器对质点R2的摩擦力大小为（mg mv-）,选项B正确，ACD错误。8 .答案：CD解析：处于中点的小球 A的运动半径为L/2,线速度为L /2,选项A错误。处于中点的小球 A的加速度为 2L/2 ,选项B错误。处于端点的小球 B的向心加速度a2

15、L ,由牛顿第二 定律2F ma可知小球B所受的合外力为 F m L ,选项C正确。设轻杆 OA段中的拉力为F1，轻 2 一 一杆AB段中的拉力为F2，对小球A由牛顿第二定律可得 Fi F2 m L/2,对小球B由牛顿第二定 律可得F2 m 2L ,联立解F1 : F2 3: 2，选项D正确。9 .答案：BD解析：盒子做匀速圆周运动，说明盒子做圆周运动的向心力的大小一定，而向心力的方向不断变 化，是变力，故选项 A错误；在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，此时小球的重力提供小 球做圆周运动的向心力，J2mgmg m（§2 R , T 2,故选项B正确；盒子在最低点时，对2小球进行分

16、析，有 Fn mg m,可知小球对盒子的作用力大于 mg,故选项C错误；盒子在与 R。点等高的右侧位置时，对小球进行分析，受到盒子对小球的作用力及小球的重力 mg,而小球所受到的向心力大小始终等于 mg,可得盒子对小球的作用力大小等于 T2mg ,则小球对盒子的作用 力大小等于V2mg,故选项D正确。10 .答案：AC解析：设斜面的高度为 h,斜面倾角为Q从抛出到落地，质点A、B的运动时间分别为tA、tB,沿x轴方12向的位移分别为Xa、Xb，落地时质点A、B的速率分别为Va、bB,则对质点A, h gt2,得tA J2h,vAygtA 72gh ,对质点 B,一 解析：（1）飞镖被投掷后做平

17、抛运动，从掷出飞镖到击中气球，经过时间为Vo gtBsin ，得 tB'2h-22h，则,gsin 镖在竖直方向上的分速度大小为Vygt1.司，所以击中气球时飞镖的速度大小为Vy gt1.gl,V V2 V22gl。V g sin sin . gtAtB,VBygtB sinj2gh,VAJv2Ay历2gh,vBJVVB7辰2h,所以选项 AC 正确，选项D错误;由于Xa VotA , Xb VotB ,而且初速度V0相同，所以XA<XB,故选项B错误。11 .答案：AC解析：螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿

18、第二定律知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，故A正确。螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误。根据牛顿第二定律得N m2r,fm mg ,又fmN ,联立得到,故C正确。若塑料管的转动加快，角速度增大,螺丝帽受到的弹力 N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对塑料管发生运动，故D错误。2h曲于A到C的竖直局度较大，12 .答案：CD1 C 解析：平抛运动在竖直万向上做自由洛体运动，由h - gt ,得t2所以从A点抛出的小球运动时间较长 ，应A先抛出；它们在C点相遇时A的竖直方向速度较大，离地面的高度相，所以从A点抛出的小球一定先落地，故A、B错误。

19、由t2h得两个小球抛出的时间间隔为t tA tB2 3h12 h2g1）-，故C正确。由xVot 得 Vo立相等，则两hBhA立，故D正确。3小球抛出的初速度之比VAVb13 .答案：(1) 2gi (2) 1t12(2)飞镖从掷出到击中气球的过程中，下降的距离为12hit gti2-,气球从被释放到被击中的过程231中上升的距离为h22lhi,所以气球的上升时间为2h23Vo2工,因t2 tl,所以应先释放气球，释放气球与掷飞镖之间的时间间隔为t t2t114 .答案：1. V1J2 gd ; V2 J5 gd2. T113 mg3.当l9时，X有最大值，Xmax2解析:1.设绳断后球飞行时

20、间为t,由平抛运动规律，有竖直方向1d 1gt2,水平方向42d 如，得 Vi2gd .由合速度平方等于水平分速度平方加上竖直分速度平方2.设绳能承受的最大拉力大小为这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径为由圆周运动向心力公式，有Tmg2V1m .得 T 11mg.33.设绳长为有T mgl,绳断时球的速度大小为2V3m一.V3,绳承受的最大拉力不变，绳断后球做平抛运动，竖直位移为dl，水平位移为x,时间为匕,有d l 1 gt12, xV3L ,/曰l d l信X 43当l 色时，X有最大值，Xmax2M d23考点：平抛运动,对研究;此题本题主要考查了圆周运动向心力公式及平抛运动的规律的应用，解题的关键是分析物理过程对象正确的受力分析，选取适当的物理规律列得方程解答；此题的最后一问要结合数学知识解答有一定难度，意在考查综合分析问题的能力及数学问题解决物理问题的能力 15.答案:见解析解析：证明如下：如图 F合 mg tan m(r Lsin ) 22 n将代入得：m(r Lsin )(2 n)2 mg tan16.答案：(1).