2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动限时检测 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动限时检测 新人教版必修2一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(海南省海南中学xxxx高一下学期期中)狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，下图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(O为圆心)，其中正确的是()答案：C解析：滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，故滑动摩擦力的方向沿圆周的切线方向，B、D错误；小滑块做匀速圆周运动，其合外力提供向心力，故C正确，A错误。2如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间以后，在空中做匀速运动。若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4.0m/s。当有正东方向吹来的风，风速大小是3.0m/s，则跳伞员着地时的速度()A大小为5.0m/s，方向偏西B大小为5.0m/s，方向偏东C大小为7.0m/s，方向偏西D大小为7.0m/s，方向偏东答案：A解析：跳伞员着地时的速度大小vm/s5m/s。设速度与竖直方向的夹角为，则tan，故37，即速度方向为下偏西37角，故选项A正确。3(宁波市xxxx高一下学期八校联考)将一只小球水平抛出，小球在空中依次飞过1号、2号、3号三个完全相同的窗户，图中曲线为小球在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()A小球通过3号窗户所用的时间最长B小球通过1号窗户所用的时间最长C小球通过3个窗户的时间是相同的D3个窗户所截得的小球运动轨迹相同答案：B解析：根据平抛运动规律，小球通过窗户所用的时间决定于竖直方向的分速度，而小球在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越大，故可知，通过三个窗户所用的时间t1t2t3，所以选项B正确，A、C错误；由平抛规律可知，合速度的方向不同，故运动轨迹不同，所以，选项D错误。4(四川广元市实验中学xxxx高一下学期期中)长度L0.50m的轻杆OA，A端有一质量m3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s(g取10m/s2)，则此时细杆OA受到()A6N的拉力B6N的压力C24N的拉力D24N的压力答案：B解析：设小球以速率v通过最高点时，球对杆的作用力恰好为零，即：mgmv2/L，vm/sm/s。由于v02m/sm/s，小球过最高点时对细杆产生压力，如图所示由牛顿第二定律：mgFNmv/L得FNmgmv/L310N3N6N。5(福州市八县(市)一中xxxx高一期中联考)如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是()Atatb，vatb，vavbCtatb，vavb Dtavb答案：A解析：由于hahb，所以tatb，又xaxb，根据xvt可知vbva，故选A。6(昆明一中xxxx高一下学期期中)如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，两轮半径RA2RB，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也相对静止，则木块距B轮转轴的最大距离为()ARB BC D答案：B解析：根据题设条件，两轮边缘线速度相等可知2AB，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止，有F向mRA。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有F向mx，解得x。7.滑雪者从山上M处以水平速度飞出，经t0时间落在山坡上N处时速度方向刚好沿斜坡向下，接着从N沿直线自由滑下，又经t0时间到达坡上的P处。斜坡NP与水平面夹角为30，不计摩擦阻力和空气阻力，则从M到P的过程中水平、竖直两方向的分速度vx、vy，随时间变化的图象是()答案：BD解析：滑雪者先做平抛运动，后沿斜坡向下做匀加速运动，故水平方向的速度先不变，再增大；竖直方向的速度一直增大，但开始的加速度大于在斜坡上的加速度，定量计算可求得B、D正确。8(温州十校联合体1213xx高一下学期期中联考)在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图1)，若把这滑铁索过江简化成图2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L80m，绳索的最低点离AB间的垂直距离为h8m，若把绳索看做是圆弧，已知一质量m52kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10m/s，(取g10m/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104mC人在滑到最低点时对绳索的压力为570ND在滑到最低点时人处于失重状态答案：BC解析：根据题意，R2402(R8)2得R104m在最低点Fmgm得F570N此时人处于超重状态，B、C选项正确。9在加拿大温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中，中国选手申雪、赵宏博获得冠军。如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动。若赵宏博的转速为30r/min，手臂与竖直方向夹角为60，申雪的质量是50kg ，她触地冰鞋的线速度为4.7m/s，则下列说法正确的是()A申雪做圆周运动的角速度为 rad/sB申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2mC赵宏博手臂拉力约是850ND赵宏博手臂拉力约是500N答案：AC解析：申雪做圆周运动的角速度等于赵宏博转动的角速度。则30r/minrad/s rad/s，由vr得：r1.5m，A正确，B错误；由Fcos30mr2解得F850N，C正确，D错误。10.水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则()A小球到达c点的速度为B小球在c点将向下做自由落体运动C小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD小球从c点落到d点需要时间为2答案：ACD解析：小球在c点时由牛顿第二定律得：mg，vc，A项正确；小球在c点具有速度，它将做平抛运动，并非做自由落体运动，B错误。小球由c点平抛，在平抛运动过程中由运动学公式得：xvct,2Rgt2。解得t2，D项正确；x2R，C项正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分)冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其最大安全速度为_。答案：解析：由kmgm得运动员做圆周运动的最大安全速度v。 12(6分)(太原五中xxxx高一下学期检测)如图所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t0时蜡块位于坐标原点。(1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；(2)玻璃管向右平移的加速度a_m/s2；(3)t2s时蜡块的速度v2_m/s。答案：(1)如图所示(2)5102m/s2(3)m/s解析：(1)根据所给数据描点，用平滑的曲线连接。(2)因为xaT2，所以a5102m/s2(3)vym/s0.1m/s，vxat51022m/s0.1m/s，v2m/s。13(7分)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_m/s。(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s。答案：(1)水平，初速度相同(2)1.6m/s(3)1.5m/s2m/s解析：(2)方法一：取点(19.6,32.0)分析可得：01969.8t0.32v0t1解得：v01.6m/s。方法二：取点(44.1,48.0)分析可得：04419.8t0.48v0t2解得：v01.6m/s。(3)由图可知，物体上AB和由BC所用的时间相等，且有：ygT2xv0T解得：v01.5m/svBy2m/s。三、论述计算题(共4小题，共42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，答案中必须明确写出数值和单位)14(9分)某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示。从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37的斜坡上的A点。已知每块砖的平均厚度为10cm，抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖，取g10m/s2。(sin370.6，cos370.8)求：(1)石子在空中运动的时间t；(2)石子水平抛出的速度v0。答案：(1)2s(2)15m/s解析：(1)由题意可知：石子落到A点的竖直位移y20010102m20m由ygt2/2得t2s(2)由A点的速度分解可得v0vytan37又因vygt，解得vy20m/s故v015m/s。15(10分)(辽宁省朝阳区xxxx高一下学期三校协作体联考)图甲为游乐场的悬空旋转椅，我们把这种情况抽象为图乙的模型：一质量m40kg的球通过长L12.5m的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L7.5m。整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成角。当37时，(取sin370.6，cos370.8)求：(1)绳子的拉力大小。(2)该装置转动的角速度。答案：(1)490N(2)0.7rad/s解析：(1)对球受力分析如图所示，则FT490N。(2)球做圆周运动的向心力由重力和绳子的拉力的合力提供，即mgtan37m2(Lsin37L)，得0.7rad/s。16(11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以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。求A、B两球落地点间的距离。答案：3R解析：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，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：3mgmgmvA对B球：mg0.75mgmvBSAvAtvA4RSBvBtvBRSASB3R17(12分)(济南市xxxx高一下学期三校联考)在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径R10m的圆弧，左侧连接水平路面，右侧与一坡度为37斜坡连接。某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡，沿斜坡向下行驶。研究时将汽车视为质点，不计空气阻力。(g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)汽车经过土堆顶部的速度大小；(2)汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离。 答案：(1)10m/s(2)7.5m解析：(1)赛车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，由牛顿第二定律mgm得v10m/s(2)赛车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为37，则有tan37得t0.75s则落到斜坡上距离坡顶的水平距离xvt7.5m