高一物理曲线运动单元检测题.docx
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高一物理曲线运动单元检测题
第五章曲线运动综合检测试卷
(90分钟 100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.每小题至少一个答案正确,选不全得2分)
1.(2011·潞西高一检测)关于曲线运动,下列说法正确的是()
A.曲线运动的速度大小可能不变
B.曲线运动的速度方向可能不变
C.曲线运动一定是变速运动
D.做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零
2.(2011·成都高一检测)做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是()
A.大小相等,方向相同B.大小不等,方向不同
C.大小相等,方向不同D.大小不等,方向相同
3.如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上.已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是()
A.球的速度v等于
B.球从击出至落地所用时间为
C.球从击球点至落地点的位移等于L
D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
4.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是()
A.其转速与角速度成正比,其周期与角速度成反比
B.运动的快慢可用线速度来描述
C.匀速圆周运动不是匀速运动,因为其轨迹是曲线
D.做匀速圆周运动的物体速度方向时刻都在改变,速度的大小也可能时刻都在改变
5.(2011·扬州高一检测)经过无数人的协作和努力,我国“嫦娥一号”探月卫星在2007年10月24日18时05分发射升空.如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小.在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的()
6.(2011·温州高一检测)关于圆周运动,下列说法中正确的是()
A.做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心
B.做圆周运动的物体速度大小总不变、方向时刻改变
C.做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内通过的位移都相等
D.做匀速圆周运动的物体,其角速度、周期、转速都不变
7.(2011·厦门高一检测)一条河宽100m,水流速度为3m/s,一条小船在静水中的速度为5m/s,关于船过河的过程,下列说法不正确的是()
A.船过河的最短时间是20s
B.船要垂直河岸过河需用25s的时间
C.船的实际速度可能为5m/s
D.船的实际速度可能为10m/s
8.(2011·赣州高一检测)一快艇从离岸边100m远的河中向岸边行驶.已知快艇在静水中的速度图象如图甲所示,流水的速度图象如图乙所示,则()
A.快艇的运动轨迹一定为直线
B.快艇的运动轨迹可能为曲线,也可能为直线
C.快艇最快到达岸边所用的时间为20s
D.快艇最快到达岸边经过的位移为100m
9.(2011·温州高一检测)在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图甲),若把滑铁索过江简化成图乙的模型,铁索的两个固定点A、B在同一水平面内,AB间的距离为L=80m,绳索的最低点与AB间的垂直距离为h=8m,若把绳索看做是圆弧,已知一质量m=52kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10m/s(g取10m/s2),那么()
A.人在整个绳索上运动可看成是匀速圆周运动
B.可求得绳索的圆弧半径为100m
C.人在滑到最低点时对绳索的压力为570N
D.在滑到最低点时人处于失重状态
10.(2011·邯郸高一检测)如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,关于小球在最高点的速度v,下列说法中正确的是()
A.v的最小值为
B.v由零逐渐增大,向心力也逐渐增大
C.当v由
逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大
D.当v由
逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大
二、实验题(5分)
11.(2011·嘉兴高一检测)某同学利用如图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示.图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1、P2和P3之间的水平距离相等.完成下列填空:
(重力加速度取9.8m/s2)
(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3,从图2中可读出|y1-y2|=____m,|y1-y3|=____m,|x1-x2|=____m(保留两位小数).
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,利用
(1)中读取的数据.求出小球从P1运动到P2所用的时间为____s,小球抛出后的水平速度为____m/s(均可用根号表示).
三、计算题(本大题共5小题,共45分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
12.(2011·嘉兴高一检测)(9分)如图所示,小球从平台上抛出,正好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面上并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2(sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少;
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少;
(3)若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端.
13.(8分)如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆.ab为沿水平方向的直径.若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点.已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.
14.(2011·杭州高一检测)(9分)质量m=1kg的小球在长为L=1m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力Tmax=46N,转轴离地高度h=6m,g=10m/s2.试求:
(1)若恰好通过最高点,则最高点处的速度为多大?
(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断,则此时的速度为多大?
(3)绳断后小球做平抛运动,如图所示,求落地水平距离x.
15.(9分)如图所示,A物块以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物块B在水平方向上运动.当细绳与水平面夹角为θ时,求物块B运动的速度大小.
16.(2011·柳州高一检测)(10分)半径为R的半圆形轨道固定在水平地面上,一质量为m的小球从最低点A处冲上轨道,当小球从轨道最高点B处水平飞出时,其速度的大小为v=
试求:
(1)小球在B处受到轨道弹力的大小;
(2)小球落地点到A的距离.
答案解析
1.【解析】选A、C、D.物体做曲线运动,其速度方向在运动轨迹的切线方向上,速度方向总是发生变化,一定是变速运动.故选项B错误,选项C正确.但速度大小可以不变,选项A正确.因为速度方向发生变化,必定有加速度.根据牛顿第二定律知,物体必定受到不为零的合外力.选项D正确.
2.【解析】选A.平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度为a=g.每秒的速度增量在数值上Δv=g,竖直向下,选项A正确.
3.【解析】选A、B.由平抛运动规律知,在水平方向上有:
L=vt,在竖直方向上有:
H=
gt2,联立解得
所以A、B正确;球从击球点至落地点的位移为s=
C、D错误.
4.【解析】选A、B、C.在匀速圆周运动中,转速(n)、角速度(ω)、线速度(v),周期(T)都是描述其规律的物理量,匀速圆周运动是变速运动,v=ωr=2πnr=
5.【解析】选C.“嫦娥一号”探月卫星由地球飞向月球过程中,所受合外力是地球对卫星的万有引力,方向沿地球与卫星连线指向地球.卫星相对地球做离心曲线运动,曲线向着万有引力一侧弯曲,选项A、D错误.由题意知从M到N卫星做减速运动,故选项B错C对.
6.【解析】选D.只有做匀速圆周运动的物体,其速度大小才不变,只是速度方向时刻发生变化,其合外力完全充当向心力,加速度沿半径指向圆心.对于非匀速圆周运动,其速度大小也发生变化.合外力不沿半径指向圆心,因此选项A、B错误.做匀速圆周运动的物体,任意相等时间内通过的弧长都相等,而位移不相等,选项C错误.做匀速圆周运动的物体的角速度、周期、转速都保持不变.选项D正确.
7.【解析】选D.小船渡河的最短时间tmin=
=20s.选项A正确.要垂直渡河,根据平行四边形定则可求得合速度v=4m/s,方向垂直河岸,则过河时间t=
=25s.选项B正确.船的实际速度就是船的合速度.由平行四边形定则知2m/s≤v合≤8m/s.因此,只要两分速度夹角合适,船的合速度可能等于
5m/s.选项C正确,选项D错误.
8.【解析】选C.由快艇在静水中的速度时间图象可知,快艇在静水中做匀加速直线运动,加速度a=0.5m/s2,在该方向上受到恒定的外力作用.因此在河水中行驶的快艇做匀变速运动,且合外力与流水速度垂直.故一定做曲线运动,选项A、B均错.快艇正对岸边行驶所用时间最短,由s=
at2,解得tmin=
=20s.选项C正确.该过程中,快艇沿流水方向向下漂移,其位移大于100m.故选项D错误.
9.【解析】选C.人从A、B两点开始滑动时,初速度为零,而在最低点的速度为10m/s.人在整个绳索上的运动一定不是匀速圆周运动,选项A错误.根据几何知识求得:
R2=(R-h)2+
L2.代入数值得R=104m.选项B错误.人在最低点时速度v=10m/s.根据牛顿第二定律知:
F-mg=
解得F=570N.根据牛顿第三定律,选项C正确.人在最低点时,其加速度是向心加速度,竖直向上,处于超重状态.故选项D错误.
10.【解析】选B、C、D.设小球的质量为m,当小球过最高点不受杆给它的作用力时速度为v0,则
mg=
v0=
当v mg-F=m F=mg-m v越小,F越大,小球在最高点的速度最小为零,A错,D对. 当v>v0时,球在最高点受杆对它向下的拉力, 此时mg+F=m F=m -mg v越大,F越大,C对. 向心力F向=m 故v越大,F向越大,B对. 【方法技巧】竖直平面内圆周运动的分析 在处理竖直平面内物体在管内或细杆的端点做圆周运动的问题时,由于该类问题中当物体处在轨道最高点时,弹力方向可能向上,也可能向下,弹力还可能为零,处理该类问题时,可按下述思路分析、判断: (1)假设只有重力充当向心力,求出物体的速度大小v0. (2)将物体的实际速度v与v0比较 ①当v 知,F=mg-m v越大,F越小. ②当v=v0时,则重力恰好提供向心力,则物体既不偏向内轨道也不偏向外轨道,弹力为零. ③当v>v0时,则物体的重力不能提供足够的向心力.由于惯性物体将远离原来轨道而挤压外壁,其弹力方向向下.由mg+F=m 得F=m -mg,v越大,F越大. 11.【解析】 (1)因为每小格的长度均为0.10m.P1、P2两点在竖直方向上相隔6个小格,则|y1-y2|=6×0.10m=0.60m. 同理|y1-y3|=16×0.10m=1.60m. |x1-x2|=6×0.10m=0.60m. (2)小球竖直方向做匀变速直线运动,则满足关系式 Δy=|y2-y3|-|y1-y2|=gT2,代入数值得: T= s. 水平方向做匀速直线运动,则|x1-x2|=vT. 解得v= m/s 答案: (1)0.601.600.60 (2) 12.【解析】 (1)小球从平台抛出后,水平方向做匀速直线运动.竖直方向做自由落体运动.则h= gt12(1分) vy=gt1(1分) 根据已知条件结合速度的合成与分解法则得: tan53°= (1分) 代入数值解得: v0=3m/s (2)s=v0t1(1分) 则s=1.2m(2分) (3)小球落到斜面顶端的速度为v1 sin53°= (1分) 小球在光滑斜面上的加速度为a=gsin53° 小球在斜面上的运动过程中满足: =v1t2+ at22(1分) 故小球离开平台后到达斜面底端的时间为 t=t1+t2(1分) 联立以上式子解得: t=2.4s 答案: (1)3m/s (2)1.2m(3)2.4s 13.【解析】如图所示,h= 则Od= R(2分) 小球做平抛运动的水平位移x=R+ R(2分) 竖直位移y=h= (1分) 根据y= gt2,x=v0t 联立以上式子解得R= (3分) 答案: 14.【解析】 (1)若恰好通过最高点. 根据牛顿第二定律得: F+mg=m (1分) 且F=0(1分) 代入数值得: v1= m/s(1分) (2)运动至最低点处有: T-mg=m (1分) 若细绳此时恰好被拉断,则T=Tmax=46N(1分) 代入数值可解得: v=6m/s(1分) (3)绳断后,小球做平抛运动,则有: h-L= gt2(1分) x=vt(1分) 代入数值可解得: x=6m.(1分) 答案: (1) m/s (2)6m/s(3)6m 15.【解析】此题为绳子末端速度分解问题.物块A沿杆向下运动,产生使绳子伸长与使绳子绕定滑轮转动两个效果,因此绳子端点(即物块A)的速度可分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度,如图所示.(4分) 其中物块B的速度大小等于沿绳子方向的分速度.则有sinθ= 因此vB= vsinθ.(5分) 答案: vsinθ 16.【解析】 (1)根据牛顿第二定律,在B点有: FN+mg=m (2分) 解得: FN=2mg(3分) (2)小球离开B点做平抛运动: 竖直方向: 2R= gt2(1分) 水平方向: s=vt(1分) 解得: s=2 R(3分) 答案: (1)2mg (2)2 R
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- 物理 曲线运动 单元 检测