月46日第10小组使用物理必修2单元试卷第五单元曲线运动

物理科试题卷（一）时间：90分钟满分：100分▶考试范围：曲线运动◀第Ⅰ卷（选择题共40分）一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）（1）一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持两个力的方向不变，但F1突然增大ΔF，则质点此后 (A).有可能做匀速圆周运动 (B).一定做匀变速直线运动 (C).可能做变加速曲线运动 (D).在相等时间内速度变化一定相等（2）一船在静水中的速度是10m/s，要渡过宽为240m、水流速度为8m/s的河流，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则下列说法中正确的是 (A).此船过河的最短时间是30s (B).船垂直到达正对岸的实际航行速度是6m/s (C).船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸 (D).此船不可能垂直到达正对岸（3）如下图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为 (A).5m/s (B).eq\f(5\r(3),3)m/s(C).20m/s(D).eq\f(20\r(3),3)m/s（4）质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是 (A).质点所受的合外力为3N(B).质点的初速度为3m/s (C).质点初速度的方向与合外力方向垂直 (D).2s末质点速度大小为6m/s（5）羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如下图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则 (A).击中甲、乙的两球初速度v甲＝v乙 (B).击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙 (C).假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓 (D).击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大（6）冬奥会上的花样滑冰赛场，运动员高超优美的滑姿让观众们大饱眼福。如右图为男运动员以一只脚为支点，手拉女队员保持如图所示姿式原地旋转，此时女队员脚与手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，向心加速度大小aA、aB，向心力大小分别为FA、FB，则 (A).ωA<ωB (B).vA>vB (C).aA<aB (D).FA>FB（7）一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是 (A).汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 (B).汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N (C).汽车转弯的速度为20m/s时汽车不会发生侧滑 (D).汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2（8）如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝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μ，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 (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（9）如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向)。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细，重力加速度为g。则下列说法中正确的是 (A).管道的半径为 (B).小球的质量为 (C).小球在MN以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力 (D).小球在MN以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力（10）如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点），放置在水平圆盘上，甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲、乙两物体的质量均为m，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是 (A).圆盘转动的角速度最大为(B).圆盘转动的角速度最大为 (C).轻绳最大弹力为 (D).轻绳最大弹力二、填空题（本题共2个小题，每小题8分，共16分）（11）利用单摆验证小球平抛运动的规律，设计方案如右图所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′＝h(h＞L)。(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：_____________________________________。(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O′C＝x，则小球做平抛运动的初速度为v0为________。（12）在“探究平抛运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从斜槽上的________位置滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中所示的a、b、c、d；B．按图所示安装好器材，注意斜槽末端____________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹。(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。(2)上述实验步骤的合理顺序是____________。(3)已知图中小方格的边长l＝2.5cm，则小球平抛的初速度为v0＝______m/s，小球在b点的速率为______m/s。(取g＝10m/s2)三、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）（13）（本小题满分10分）把一小球从离地面h＝5m处，以v0＝10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，取g＝10m/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。（14）（本小题满分10分）如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压mg，求a、b两球落地点间的距离。（15）（本小题满分12分）如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥的顶角为2θ，当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时，球压紧锥面，此时细线的张力是多少？若要使小球离开锥面，则小球的角速度至少为多少？（16）（本小题满分12分）如图所示是一种粒子测量器。圆柱形容器的半径为R，容器壁上有一槽口A，其正对的位置是B，P是喷射高速粒子流的喷口，其喷射方向沿直径方向。现使容器以角速度ω匀速转动，则喷射的粒子流可以从槽口A进入容器，最后落在B′上，测得BB′的弧长为s，求喷射的粒子流的速度。2018—2019学年度下学期物理单元测试卷（一）参考答案一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．D2．B【解析】合运动和分运动之间具有等时性，所以当船速垂直河岸时用时最少：tmin=dv船=24010s=24s；故A错误；因为v3．D【解析】物体B的运动可分解为沿绳BO方向靠近定滑轮O使绳BO段缩短的运动和绕定滑轮(方向与绳BO垂直)的运动，故可把物体B的速度分解为如图所示的两个分速度，由图可知vB∥＝vBcosα，由于绳不可伸长，所以绳OA段伸长的速度等于绳BO段缩短的速度，所以有vB∥＝vA，故vA＝vBcosα，所以vB＝eq\f(vA,cosα)＝eq\f(20\r(3),3)m/s，选项D正确。4．A【解析】当t=0时通过速度图线可以看出x轴方向的分速度为3m/s，在y轴上，通过位移图线可以看出在y轴方向的分运动为匀速直线运动，速度为vy2，由牛顿第二定律可知x轴所受合力为3N，物体所受合外力为3N，故A正确；质点初速度方向与x轴成锐角，与合外力方向不垂直，故C错误；在2s末x轴分速度为6m/s，y轴分速度为4m/s，合速度大于6m/s，故D错误。5．B【解析】由图可知中，甲、乙高度相同，所以球到达鼓用时相同，但由于离林丹的水平距离不同，甲的水平距离较远，所以由v=x/t可知，击中甲、乙的两球初速度v甲＞v乙；故A错误，B正确；由图可知，甲、丁两球不在同一直线上，所以用相同速度发球不可能到达丁鼓，故C错误；由于丁与丙高度相同，但由图可知，丁离林丹的水平距离最大，所以丁的初速度一定大于丙的初速度，故D错误。6．B【解析】A、B两点同轴转动，角速度相同，故ωA=ωB，A错误；因为rA>rB，根据v=rω可知vA>v7．CD【解析】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得f=mv2r，解得v=frm=8．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，根据牛顿第二定律得知，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=mω2r，fm=mg，又fm=μN，联立得到ω=g二、填空题(本题共2个小题，每小题8分，共16分)11．(1)使小球运动到悬点正下方时悬线被烧断，此时小球速度v0为水平方向，以保证小球做平抛运动。(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，由此得v0＝xeq\r(\f(g,2h－L))。【解析】由表格可以看出，a、b、c、d四点水平方向之间的距离都是2个方格边长，所以它们相邻两点之间的时间间隔相等，根据Δybc－Δyab＝gt2，得t＝eq\r(\f(Δybc－Δyab,g))＝eq\r(\f(2l－l,g))＝eq\r(\f(l,g))＝eq\r(\f(2.5×10－2,10))s＝0.05s。平抛运动的初速度等于水平方向匀速运动的速度，即v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(2l,t)＝eq\f(2×2.5×10－2,0.05)m/s＝1.0m/s，b点竖直方向的分速度vby＝eq\f(3l,2t)＝eq\f(3×2.5×10－2,2×0.05)m/s＝0.75m/s，故b点的速率vb＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝1.25m/s。三、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13．【解析】(1)由h＝eq\f(1,2)gt2得飞行的时间t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×5,10))s＝1s。(2)落地点离抛出点的水平距离为x＝v0t＝10×1m＝10m。(3)vy＝gt＝10m/s。小球落地时的速度v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝14.1m/s，方向与地面成45°向下。14．【解析】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力提供向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，a、b两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差。对a球：3mg＋mg＝meq\f(v\o\al(2,a),R)；对b球：mgmg＝meq\f(v\o\al(2,b),R)解得：va＝eq\r(4gR)，vb＝eq\r(\f(1,4)gR)由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为：sa＝vat＝vaeq\r(\f(4R,g))＝4R；sb＝vbt＝vbeq\r(\f(4R,g))＝R故a、b两球落地点间的距离为：sa－sb＝3R。15．【解析】对小球进行受力分析，如图所示，在水平方向上，根据牛顿第二定律，有FTsinθ－FNcosθ＝mω2r在竖直方向上，根据平衡条件，有FNsinθ＋FTcosθ－mg＝0，又r＝Lsinθ由