高一第二学期物理第五章曲线运动测试题（原卷版）

安徽省肥东县高级中学2017－2018学年第二学期高一物理第五章曲线运动测试题一、选择题1.一斜面倾角为θ，A、B两个小球均以水平初速度v0水平抛出，如图所示。A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A、B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为（）A.tA=tBB.tA=2tBC.tB=2tAD.无法确定2.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示，AB是倾角为θ的斜面，小球从A点以初速度（方向与斜面成α角）抛出，恰好落到斜面底端的B点，不计空气阻力，则AB两点间的距离为（）A.B.C.D.3.下图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n（单位：r/s），则自行车前进的速度为（）A.B.C.D.4.在质量为M的电动机飞轮上固定着一个质量为m的重物，重物到转轴的距离为r，如图所示，为了使放在地面上的电动机不会跳起，电动机飞轮的角速度不能超过（）A.B.C.D.5.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一个质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时到达B处．下列说法错误的是(重力加速度为g)（）A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB.小环到达B处时，重物上升的高度为C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于6.在光滑水平面中，有一转轴垂直于此平面，交点O的上方h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为m的小球B，绳长AB=L>h，小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示．要使小球不离开水平面，转轴转速的最大值是（）A.B.C.D.7.如图所示，三段细线长OA=AB=BC，A、B、C三球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时，则三段线的拉力TOA:TAB:TBC为（）A.1:2:3B.6:5:3C.3:2:1D.9:3:18.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（）A.A点和B点的线速度大小之比为1:2B.前轮和后轮的角速度之比为2:1C.两轮转动的周期相等D.A点和B点的向心加速度大小相等9.一水平平台可绕竖直轴转动，平面上有质量分别为2m、m、m的三个物体a、b、c，它们到转轴的距离，与平台间最大静摩擦力均与其对平台的压力成正比，当平台转动的角速度逐渐增大时，有（）A.a先滑动B.b先滑动C.c先滑动D.a、b同时滑动10.如图水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中（）A.B对A的支持力越来越大B.B对A的支持力越来越小C.B对A的摩擦力越来越大D.B对A的摩擦力越来越小11.如图所示，从水平地面上A、B两点同时抛出两个物体，初速度分别为v1和v2，与水平方向所成角度分别为30°和60°.某时刻两物体恰好在AB连线上一点O（图中未画出）的正上方相遇，且此时两物体速度均沿水平方向(不计空气阻力)．则()A.v1＞v2B.v1=v2C.OA＞OBD.OA＜OB12.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动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A.受到的向心力为B.受到的摩擦力为C.受到的摩擦力为D.受到的合力方向斜向左上方二、实验题13.(1)在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：A．让小球多次从______________位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是____________________________________。C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=____________，算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是____________只排列序号即可）。(2)如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=______（用L、g表示），其值是_____（取g2），小球在b点的速率是______。14.如图所示，是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验，细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时恰好位于圆心。现设法使钢球沿纸上的某个圆周运动。实验步骤如下：(1)用秒表记下钢球运动n圈的时间t。(2)通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，并用天平测出钢球质量m。(3)测出悬点到球心的竖直高度h，用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=______，钢球所受合力的表达式F2=_____。下面是一次实验得到的数据，代入上式计算结果F1=________N，F2=_______N。（g取10m/s2，π2≈10，保留三位有效数字）三、解答题15.在光滑水平面的O点有一质量为1kg的静止物体，现对其施加一个水平向东的恒力作用，经过3s后，仅将此力方向改为水平向北，再经过4s到达A点，若以O为坐标原点，向东方向为轴，向北方向为轴建立坐标系，求：(1)到达A时物体的速度；(2)A点的坐标。16.某电视台娱乐节目中，选手要从较高的平台上以一定速度水平跃出后，落在水平传送带上，如图所示，已知平台与传送带高度差，水池宽度，传送带上A、B间的距离，由于传送带足够粗糙，假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过一个反映时间后，立刻以恒定向右的加速度跑至传送带最右端。（，不计空气阻力）(1)若传送带静止，选手以v0=3m/s的水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间。(2)若传送带以u=1m/s的恒定速度向左运动，要使选手不从传动带左侧掉下落水，则他从高台上跃出的水平速度至少多大。17.如图所示，半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上，A、B两点相距为l，当两轻绳伸直后，A、B两点到球心的距离均为l．当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时（细绳a、b与杆在同一竖直平面内）．求：(1)竖直杆角速度ω为多大时，小球恰离开竖直杆？(2)轻绳a的张力Fa与竖直杆转动的角速度ω之间的关系．安徽省肥东县高级中学2017－2018学年第二学期高一物理第五章曲线运动测试题一、选择题1.一斜面倾角为θ，A、B两个小球均以水平初速度v0水平抛出，如图所示。A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A、B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为（）A.tA=tBB.tA=2tBC.tB=2tAD.无法确定【答案】C【解析】A球垂直撞在斜面上，则速度关系为：，解得：，当B点与落点的连线与斜面垂直，位移最短，则：，解得：，所以：，故C正确，ABD错误。2.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示，AB是倾角为θ的斜面，小球从A点以初速度（方向与斜面成α角）抛出，恰好落到斜面底端的B点，不计空气阻力，则AB两点间的距离为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】本题考查选择题的解题技巧方法。取一特殊值，当时运动时间，，把代入四个选项只有C符合，选C。3.下图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n（单位：r/s），则自行车前进的速度为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以ω=2πnrad/s，因为要测量自行车前进的速度，即车轮III边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，则轮II的角速度ω2=ω1．因为轮II和轮III共轴，所以转动的ω相等即ω3=ω2，根据v=Rω可知，v=r3ω3=，故选D。4.在质量为M的电动机飞轮上固定着一个质量为m的重物，重物到转轴的距离为r，如图所示，为了使放在地面上的电动机不会跳起，电动机飞轮的角速度不能超过（）A.B.C.D.【答案】B学|科|网...学|科|网...学|科|网...学|科|网...以重物为研究对象，由牛顿第二定律得Mg+mg=mω2r，解得ω=故选B5.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一个质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时到达B处．下列说法错误的是(重力加速度为g)（）A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB.小环到达B处时，重物上升的高度为C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】C【解析】A．根据题意，释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿定律可以知道绳中张力一定大于重力，所以A正确；B．小环到达处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即，所以B正确；C、D．根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：，即，所以C错误，D正确．故选：ABD点睛：绳子连接的物体，沿绳子方向速度相等。将绳子沿速度方向和垂直速度方向分解机可列方程求解。6.在光滑水平面中，有一转轴垂直于此平面，交点O的上方h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为m的小球B，绳长AB=L>h，小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示．要使小球不离开水平面，转轴转速的最大值是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】小球受重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F，如图所示：竖直方向：Fcosθ+N=mg，水平方向所需的向心力为：，而R=htanθ，进一步得：，当球即将离开水平面时，N=0，转速n有最大值，联立解得：，故A正确，BCD错误。7.如图所示，三段细线长OA=AB=BC，A、B、C三球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时，则三段线的拉力TOA:TAB:TBC为（）A.1:2:3B.6:5:3C.3:2:1D.9:3:1【答案】B考点：考查向心力；牛顿第二定律．【名师点睛】解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，采用隔离法，结合牛顿第二定律进行求解．8.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（）A.A点和B点的线速度大小之比为1:2B.前轮和后轮的角速度之比为2:1C.两轮转动的周期相等D.A点和B点的向心加速度大小相等【答案】B【解析】试题分析：拖拉机在前进的过程中，前后轮与地面接触，则两个轮边缘上的线速度大小相等，故A点和B点的线速度大小之比为1:1，选项A错误；前轮和后轮的角速度之比为=2:1，选项B正确；两轮转动的周期之比为TA：TB=1：2，选项C错误；A点和B点的向心加速度大小之比为=2：1，故选项D错误。考点：圆周运动的几个物理量间的关系。9.一水平平台可绕竖直轴转动，平面上有质量分别为2m、m、m的三个物体a、b、c，它们到转轴的距离，与平台间最大静摩擦力均与其对平台的压力成正比，当平台转动的角速度逐渐增大时，有（）A.a先滑动B.b先滑动C.c先滑动D.a、b同时滑动【答案】CD【解析】a刚要滑动时的角速度为，根据摩擦力提供向心力有：，解得：，b刚要滑动时的角速度为，根据摩擦力提供向心力有：，解得：，同理c的临界角速度为：，由此可得ab同时滑动，c最先滑动，故CD正确，AB错误。10.如图水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中（）A.B对A的支持力越来越大B.B对A的支持力越来越小C.B对A的摩擦力越来越大D.B对A的摩擦力越来越小【答案】BD【解析】试题分析：在运动的过程中受重力、支持力、静摩擦力，三个力的合力提供向心力．合力沿水平方向的分力等于A所受的摩擦力，合力沿竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，合力的大小不变，由a到b的运动过程中，合力沿水平方向的分力减小，所以摩擦力减小．合力沿竖直方向的分力逐渐增大，所以支持力逐渐减小．A错误；B正确；C错误；D正确；故选BD。考点：【名师点睛】物块A做匀速圆周运动，合力提供向心力．在a运动到b的过程中，木块受重力、支持力和静摩擦力；A所受合力在竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，在水平方向的分力等于摩擦力。11.如图所示，从水平地面上A、B两点同时抛出两个物体，初速度分别为v1和v2，与水平方向所成角度分别为30°和60°.某时刻两物体恰好在AB连线上一点O（图中未画出）的正上方相遇，且此时两物体速度均沿水平方向(不计空气阻力)．则()A.v1＞v2B.v1=v2C.OA＞OBD.OA＜OB【答案】AC【解析】A、两物体做斜抛运动，在竖直方向减速，在水平方向匀速对A球，，竖直方向通过的位移为：对B球，，竖直方向通过的位移为：因，联立解得：，故A正确，B错误；C、由于，，，，则有A在水平方向的速度大于B水平方向的速度，故在竖直方向时，所以A在水平方向通过的位移大于B的位移，即，故C正确，D错误。点睛：AB两物体做斜抛运动，根据竖直方向和水平方向的运动特点，判断出初速度的大小和运动时间及运动的水平位移。12.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动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A.受到的向心力为B.受到的摩擦力为C.受到的摩擦力为D.受到的合力方向斜向左上方【答案】CD【解析】A、向心力的大小，故A错误。B、C、根据牛顿第二定律得，则．所以滑动摩擦力，故B错误，C正确。D、由于重力支持力的合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方。故D正确。故选CD。【点睛】解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．二、实验题13.(1)在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：A．让小球多次从______________位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是____________________________________。C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=____________，算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是____________只排列序号即可）。(2)如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=______（用L、g表示），其值是_____（取g2），小球在b点的速率是______。【答案】(1).同一(2).将小球放在水平槽中,若能静止则可认为水平(3).(4).BADC(5).(6).(7).【解析】（1）A.为了使小球的平抛运动初速度相等，让小球多次从斜槽的同一位置滚下．B.检测斜槽末端水平的方法是将小球放在水平槽中，若能静止则可认为水平．按照安装器材、进行实验、数据处理的步骤顺序，上述实验步骤合理的顺序为BADC．

（2）在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，，

则初速度．

代入数据解得v0＝2m/sm/s．

b点竖直分速度，

则b点的速率．14.如图所示，是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验，细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时恰好位于圆心。现设法使钢球沿纸上的某个圆周运动。实验步骤如下：(1)用秒表记下钢球运动n圈的时间t。(2)通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，并用天平测出钢球质量m。(3)测出悬点到球心的竖直高度h，用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=______，钢球所受合力的表达式F2=_____。下面是一次实验得到的数据，代入上式计算结果F1=________N，F2=_______N。（g取10m/s2，π2≈10，保留三位有效数字）【答案】(1).(2).(3).(4).【解析】钢球做匀速圆周运动的线速度为：，则钢球所需要向心力的表达式为：；根据几何关系可知，钢球所受合力的表达式为：。点睛：通过实验数据来粗略验证向心力表示式，培养学生善于分析问题与解决问题的能力，同时运用力的分解寻找向心力的来源。三、解答题15.在光滑水平面的O点有一质量为1kg的静止物体，现对其施加一个水平向东的恒力作用，经过3s后，仅将此力方向改为水平向北，再经过4s到达A点，若以O为坐标原点，向东方向为轴，向北方向为轴建立坐标系，求：(1)到达A时物体的速度；(2)A点的坐标。【答案】(1),(2)坐标(16.5m，8m)【解析】（1）在3s内，物体的加速度3s末的速度vx=at=3m/s在后面4s内物体沿轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀加速运动，Vy=at=4m/s到达A点时的速度速度方向与沿x轴方向夹角为θ，（2）在7s内物体沿x轴方向位移：在y轴方向做匀加速运动位移：A点的坐标（16.5m，8m）16.某电视台娱乐节目中，选手要从较高的平台上以