2026年天津市北师大版高中物理必修第一册第5章单元测试卷

2026年天津市北师大版高中物理必修第一册第5章单元测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究物体做曲线运动时，下列说法正确的是（）A.物体所受合外力一定不为零，且方向始终与速度方向不共线B.物体速度方向时刻改变，但速率可能保持不变C.物体加速度方向一定与速度方向相同D.物体运动轨迹一定是抛物线解析：曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致加速度方向与速度方向不共线，但合外力与加速度方向可以相同或相反。速率是速度的大小，曲线运动中速率可以不变（如匀速圆周运动），但速度方向必然改变。加速度方向由合外力决定，不一定与速度方向相同。抛物线只是曲线运动的一种特殊情况，并非所有曲线运动都是抛物线。正确选项为B。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球所受的向心力大小为（）A.mgB.mg•sinθC.mg•tanθD.mg•cotθ解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。水平方向的T•sinθ提供向心力，竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。向心力F=mgtanθ。正确选项为C。3.某质点做匀变速直线运动，初速度v₀=5m/s，加速度a=2m/s²，则第3秒末的速度大小为（）A.11m/sB.9m/sC.7m/sD.13m/s解析：匀变速直线运动的速度公式为v=v₀+at，第3秒末对应t=3s，v=5+2×3=11m/s。正确选项为A。4.在水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能变化情况是（）A.动能不断变化B.动能保持不变C.动能先增大后减小D.动能先减小后增大解析：匀速圆周运动中，物体速率保持不变，因此动能E=½mv²也保持不变。正确选项为B。5.如图所示，质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，则小球滑到最低点时对轨道的压力大小为（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析：小球在最低点时受重力mg和轨道支持力N，合力提供向心力，即N-mg=m(v²/R)。根据机械能守恒，v²=2gR，代入上式得N=3mg。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。正确选项为C。6.某物体做平抛运动，初速度v₀=10m/s，水平射程为x=20m，不计空气阻力，则物体的飞行时间约为（）A.2sB.3sC.4sD.5s解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=20/10=2s。竖直方向做自由落体运动，h=½gt²，g取10m/s²，h=½×10×2²=20m。正确选项为A。7.如图所示，质量为m的小球用细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球处于平衡状态，则细线所受的拉力大小为（）A.mgB.mg•sinθC.mg•cosθD.mg•tanθ解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。正确选项为C。8.某质点做匀速圆周运动，周期T=2s，半径R=1m，则质点的角速度大小为（）A.πrad/sB.2πrad/sC.π²rad/sD.4πrad/s解析：角速度ω=2π/T=2π/2=πrad/s。正确选项为A。9.如图所示，质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/2圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，则小球滑到最低点时对轨道的压力大小为（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析：小球在最低点时受重力mg和轨道支持力N，合力提供向心力，即N-mg=m(v²/R)。根据机械能守恒，v²=2gR，代入上式得N=3mg。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。正确选项为C。10.某物体做平抛运动，初速度v₀=10m/s，水平射程为x=20m，不计空气阻力，则物体的飞行时间约为（）A.2sB.3sC.4sD.5s解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=20/10=2s。竖直方向做自由落体运动，h=½gt²，g取10m/s²，h=½×10×2²=20m。正确选项为A。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.某质点做匀速圆周运动，周期T=4s，则其角速度大小为________rad/s。解析：角速度ω=2π/T=2π/4=π/2rad/s。2.如图所示，质量为m的小球用细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球处于平衡状态，则细线所受的拉力大小为________mg。解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。3.某物体做平抛运动，初速度v₀=8m/s，水平射程为x=16m，不计空气阻力，则物体的飞行时间约为________s。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=16/8=2s。4.某质点做匀变速直线运动，初速度v₀=6m/s，加速度a=3m/s²，则第4秒末的速度大小为________m/s。解析：匀变速直线运动的速度公式为v=v₀+at，第4秒末对应t=4s，v=6+3×4=18m/s。5.在水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能变化情况是________。解析：匀速圆周运动中，物体速率保持不变，因此动能E=½mv²也保持不变。6.如图所示，质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，则小球滑到最低点时对轨道的压力大小为________mg。解析：小球在最低点时受重力mg和轨道支持力N，合力提供向心力，即N-mg=m(v²/R)。根据机械能守恒，v²=2gR，代入上式得N=3mg。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。7.某物体做平抛运动，初速度v₀=12m/s，水平射程为x=24m，不计空气阻力，则物体的飞行时间约为________s。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=24/12=2s。8.某质点做匀速圆周运动，周期T=3s，半径R=2m，则质点的线速度大小为________m/s。解析：线速度v=2πR/T=2π×2/3≈4.19m/s。9.如图所示，质量为m的小球用细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球处于平衡状态，则细线所受的拉力大小为________mg•cosθ。解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。10.某物体做平抛运动，初速度v₀=15m/s，水平射程为x=30m，不计空气阻力，则物体的飞行时间约为________s。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=30/15=2s。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.物体做曲线运动时，其速度方向一定改变，但速率可能保持不变。（√）解析：曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致速度方向改变，但速率可以不变（如匀速圆周运动）。2.匀速圆周运动是匀变速运动。（×）解析：匀速圆周运动是加速度变化的变加速运动，加速度方向始终指向圆心，大小不变，但方向不断改变。3.平抛运动是匀变速直线运动。（×）解析：平抛运动是匀变速曲线运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。4.物体做匀速圆周运动时，其动能保持不变。（√）解析：匀速圆周运动中，物体速率保持不变，因此动能E=½mv²也保持不变。5.物体做曲线运动时，其加速度方向一定与速度方向不共线。（√）解析：曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致加速度方向与速度方向不共线。6.匀速圆周运动的加速度大小不变，但方向不断改变。（√）解析：匀速圆周运动的加速度大小为v²/R，方向始终指向圆心，大小不变，但方向不断改变。7.平抛运动是匀变速直线运动。（×）解析：平抛运动是匀变速曲线运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。8.物体做匀速圆周运动时，其向心力方向始终指向圆心。（√）解析：匀速圆周运动的向心力方向始终指向圆心，提供物体做圆周运动的必要条件。9.物体做曲线运动时，其速度方向一定改变，但速率可能保持不变。（√）解析：曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致速度方向改变，但速率可以不变（如匀速圆周运动）。10.物体做匀速圆周运动时，其加速度大小不变，但方向不断改变。（√）解析：匀速圆周运动的加速度大小为v²/R，方向始终指向圆心，大小不变，但方向不断改变。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述曲线运动的条件是什么？解析：曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致加速度方向与速度方向不共线。曲线运动可以是速度大小变化的（如非匀速圆周运动），也可以是速度大小不变的（如匀速圆周运动）。2.简述平抛运动的特点是什么？解析：平抛运动是匀变速曲线运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。其轨迹是抛物线，水平方向和竖直方向的运动相互独立。3.简述匀速圆周运动的加速度特点是什么？解析：匀速圆周运动的加速度大小为v²/R，方向始终指向圆心，称为向心加速度。加速度大小不变，但方向不断改变，因此是变加速运动。4.简述向心力的来源是什么？解析：向心力是物体做圆周运动所需的力，其来源可以是重力、弹力、摩擦力等，只要合力指向圆心即可提供向心力。5.简述平抛运动的飞行时间如何计算？解析：平抛运动的飞行时间由竖直方向的运动决定，h=½gt²，t=√(2h/g)。水平射程x=v₀t，可以联立求解。6.简述匀速圆周运动的周期与角速度的关系是什么？解析：匀速圆周运动的周期T是完成一周所需的时间，角速度ω是单位时间内转过的角度，关系为ω=2π/T。7.简述曲线运动的加速度方向如何判断？解析：曲线运动的加速度方向由合外力决定，可以通过受力分析确定。加速度方向与速度方向不共线是曲线运动的条件。8.简述平抛运动的速度变化情况如何？解析：平抛运动的速度方向不断改变，水平方向速度vₓ=v₀保持不变，竖直方向速度v<0xE1><0xB5><0xA8>随时间增大，总速度方向不断变化。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做匀速圆周运动的角速度大小。解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。水平方向的T•sinθ提供向心力，竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。向心力F=mgtanθ，根据向心力公式F=mv²/R，其中R=Lsinθ，v=ωR，代入得mω²Lsinθ=mgtanθ，解得ω=√(g/tanθ)/Lsinθ。2.如图所示，质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，求小球滑到最低点时对轨道的压力大小。解析：小球在最低点时受重力mg和轨道支持力N，合力提供向心力，即N-mg=m(v²/R)。根据机械能守恒，v²=2gR，代入上式得N=3mg。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。3.某物体做平抛运动，初速度v₀=10m/s，水平射程为x=20m，不计空气阻力，求物体的飞行高度。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=20/10=2s。竖直方向做自由落体运动，h=½gt²，g取10m/s²，h=½×10×2²=20m。4.某质点做匀变速直线运动，初速度v₀=5m/s，加速度a=3m/s²，求第3秒末的速度大小。解析：匀变速直线运动的速度公式为v=v₀+at，第3秒末对应t=3s，v=5+3×3=14m/s。5.某质点做匀速圆周运动，周期T=4s，半径R=2m，求质点的线速度大小。解析：线速度v=2πR/T=2π×2/4≈3.14m/s。6.如图所示，质量为m的小球用细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球处于平衡状态，求细线所受的拉力大小。解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向。将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。竖直方向的T•cosθ平衡重力mg，即T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ。7.某物体做平抛运动，初速度v₀=8m/s，水平射程为x=16m，不计空气阻力，求物体的飞行时间。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，x=v₀t，t=x/v₀=16/8=2s。8.某质点做匀速圆周运动，周期T=3s，半径R=1.5m，求质点的角速度大小。解析：角速度ω=2π/T=2π/3≈2.09rad/s。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.C3.A4.B5.C6.A7.C8.A9.C10.A二、填空题1.π/22.mg/cosθ3.24.185.保持不变6.37.28.4.199.mg/cosθ10.2三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、简答题1.曲线运动的条件是物体所受合外力与速度方向不共线，导致加速度方向与速度方向不共线。曲线运动可以是速度大小变化的（如非匀速圆周运动），也可以是速度大小不变的（如匀速圆周运动）。2.平抛运动是匀变速曲线运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。其轨迹是抛物线，水平方向和竖直方向的运动相互独立。3.匀速圆周运动的加速度大小为v²/R，方向始终指向圆心，称为向心加速度。加速度大小不变，但方向不断改变，因此是变加速运动。4.向心力是物体做圆周运动所需的力，其来源可以是重力、弹力、摩擦力等，只要合力指向圆心即可提供向心力。5.平抛运动的飞行时间由竖直方向的运动决定，h=½gt²，t=√(2h/g)。水平射程x=v₀t，可以联立求解。6.匀速圆周运动的周期T是完成一周所需的时间，角速度ω是单位时间内转过的角度，关系为ω=2π/T。7.曲线运动的加速度方向由合外力决定，可以通过受力分析确定。加速度方向与速度方向不共线是曲线运动的条件。8.平抛运动的速度方向不断改变，水平方向速度vₓ=v₀保持不变，竖直方向速度v<0xE1><0xB5><0xA8>随时间增大，总速度方向不断变化。五、应用题1.ω