全國(guó)100所名校單元測(cè)試示范卷

.5/5全國(guó)100所名校單元測(cè)試示范卷·高三·物理卷<五>第五單元曲線運(yùn)動(dòng)全〔教師用卷<90分鐘100分>第Ⅰ卷<選擇題共52分>選擇題部分共13小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,9~13小題有多個(gè)選項(xiàng)正確;全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。1.圖為某運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上滑行時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,圖中關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的速度方向和合力方向的畫法可能正確的是解析:曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡的切線方向,合力方向指向軌跡的凹面,選項(xiàng)D正確。答案:D2.天車吊著貨物沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)天車上的起吊電動(dòng)機(jī)吊著貨物正在勻速上升,則地面上的人觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡,可能是下列圖中的解析:兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。答案:C3.如圖所示,一質(zhì)量為m的小滑塊從半徑為R的固定的粗糙圓弧形軌道的a點(diǎn)勻速率滑到b點(diǎn),則下列說法中正確的是A.它所受的合力的大小是恒定的B.向心力的大小逐漸增大C.向心力的大小逐漸減小D.向心加速度逐漸增大解析:滑塊勻速率下滑,合力提供向心力,故滑塊的合力、向心力、向心加速度的大小均不變,選項(xiàng)A正確。答案:A4.一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵球從半徑為R的固定半圓形軌道上端邊緣由靜止下滑,當(dāng)滑到半圓形軌道底部時(shí),半圓形軌道底部所受壓力為鐵球重力的3倍,則此時(shí)鐵球的瞬時(shí)速度大小為A.RgB.C.D.解析:鐵球滑到底部時(shí),支持力與重力的合力提供向心力,有3mg-mg=,解得v=,選項(xiàng)C正確。答案:C5.某人在距地面某一高度處以初速度v水平拋出一物體,物體落地時(shí)的速度大小為2v,則它在空中飛行的時(shí)間及拋出點(diǎn)距地面的高度分別為A., B., C., D.,解析:物體落地時(shí),有<2v>2=v2+,得v豎=v,由于豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),得=2gh,v豎=gt,解得h=,t=,選項(xiàng)D正確。答案:D6.如圖甲所示,質(zhì)量相等、大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長(zhǎng)的等長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來,使小球a在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng),小球b在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),連接小球b的繩子與豎直方向的夾角和小球a擺動(dòng)時(shí)繩子偏離豎直方向的最大夾角都為θ,運(yùn)動(dòng)過程中兩繩子的拉力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中c、d所示。則下列說法正確的是A.圖乙中直線d表示繩子對(duì)小球a的拉力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系B.θ可以是任意值C.θ應(yīng)為30°D.θ應(yīng)為60°解析:a球在擺動(dòng)過程中拉力的大小是變化的,而b球在運(yùn)動(dòng)過程中的拉力大小是保持不變的,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;繩對(duì)a球的拉力的最大值與繩對(duì)b球的拉力大小要相等,有mg+=,即mg+m×2g<1-cosθ>=,解得θ=60°,選項(xiàng)D正確,B、C錯(cuò)誤。答案:D7.如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動(dòng),有兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則A.小球A的線速度必定大于小球B的線速度B.小球A的角速度必定大于小球B的角速度C.小球A的角速度必定等于小球B的角速度D.小球A的線速度必定等于小球B的線速度解析:A、B兩球的受力情況相同,也即A、B兩球的向心力相等,由F向==mω2r,知r越大、v越大,r越大、ω越小,選項(xiàng)A正確。答案:A8.某綜合娛樂節(jié)目中有這樣一種項(xiàng)目,選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對(duì)面的平臺(tái)上,如果已知選手的質(zhì)量為m,選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向的夾角為α,如圖所示,不考慮空氣的阻力和繩的質(zhì)量,選手可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是A.選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)選手的拉力大于mgB.選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)選手的拉力大于選手對(duì)繩子的拉力C.選手從初始位置擺到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中所受重力的功率一直增大D.選手從初始位置擺到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析:選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子的拉力與重力的合力提供向心力,故拉力大于重力,選項(xiàng)A正確;繩子對(duì)選手的拉力與選手對(duì)繩子的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選手在擺動(dòng)過程中,剛開始時(shí),由于v為零,故重力的功率為零,到最低點(diǎn)時(shí),因v與重力的方向垂直,重力的功率也為零,故重力的功率是先增大后減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在下擺過程中,選手受到的合力是變化的,故不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:A9.降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),若風(fēng)速越大,則降落傘A.下落的時(shí)間越短 B.下落的時(shí)間不變C.落地時(shí)的速度越小 D.落地時(shí)的速度越大解析:由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性知水平方向風(fēng)速的大小對(duì)豎直運(yùn)動(dòng)沒有影響,降落傘下落的時(shí)間不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;水平速度大一些,合速度也大一些,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。答案:BD10.如圖所示,"旋轉(zhuǎn)秋千"中的A、B兩個(gè)座椅質(zhì)量相等,通過相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是A.A的線速度比B的小B.A的周期比B的小C.A與B的向心加速度大小相等D.懸掛A的纜繩所受的拉力比B的小解析:A、B運(yùn)動(dòng)的角速度相同,周期也相同,而A的半徑小,故A的線速度較小,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;由a心=ω2r知ω相同,r越大、a心也越大,所需向心力也越大一些,可知繩對(duì)B的拉力大一些,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。答案:AD11.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1、F2的作用,由靜止開始運(yùn)動(dòng),若保持二力的方向不變,某時(shí)刻將F1突然增大為2F1,則質(zhì)點(diǎn)A.一定做曲線運(yùn)動(dòng) B.一定做勻變速運(yùn)動(dòng)C.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析:物體在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)F1變?yōu)?F1時(shí),合力的方向與原合力的方向不同,即此時(shí)的合力方向與速度方向不同<成一夾角>,故物體一定做曲線運(yùn)動(dòng),合力仍為恒力,是勻變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B正確。答案:AB12.輕桿的一端可繞光滑轉(zhuǎn)動(dòng)軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端固定一個(gè)小球。給小球一個(gè)初速度,使小球能在豎直面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng)。a、b分別是小球運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在a、b兩點(diǎn)處,輕桿對(duì)球的作用力效果可能為A.a處為壓力,b處為壓力 B.a處為拉力,b處為拉力C.a處為壓力,b處為拉力 D.a處和b處的作用力都為零解析:在最低點(diǎn)b處,輕桿對(duì)小球的拉力和小球的重力的合力提供向心力,故在此處輕桿對(duì)小球必為拉力;在最高點(diǎn)a處,小球的運(yùn)動(dòng)速度大于時(shí),輕桿對(duì)小球的力為拉力,小于時(shí),輕桿對(duì)小球的力為壓力,故選項(xiàng)B、C正確。答案:BC13.如圖甲所示,用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)<不計(jì)一切阻力>,小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為T,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其T-v2圖象如圖乙所示,則甲乙A.輕質(zhì)繩長(zhǎng)為B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹镃.當(dāng)v2=c時(shí),輕質(zhì)繩的拉力大小為+aD.當(dāng)v2=c時(shí),輕質(zhì)繩的拉力大小為-a解析:當(dāng)v2=0時(shí),繩對(duì)小球的拉力應(yīng)為-mg,即有-mg=-a,得g=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)v2=b時(shí),繩的拉力為零,重力提供向心力,即有mg=,得L==,選項(xiàng)A正確;當(dāng)v2=c時(shí),有F+mg=,有F=-mg=-a,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。答案:AD第Ⅱ卷<非選擇題共48分>非選擇題部分共4小題,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。14.<10分>如圖所示,一小球自平臺(tái)上水平拋出,恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為α=53°的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺(tái)的高度差h=0.8m,g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:<1>小球水平拋出時(shí)的初速度v0的大小是多少。<2>斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s是多少。解:<1>小球落到斜面頂端時(shí)的豎直分速度為:v豎==4m/s<2分>而小球的初速度v0等于此時(shí)的水平分速度,有:v0=v平==3m/s。<3分><2>從拋出到運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的時(shí)間t==0.4s<3分>故斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s=v0t=1.2m。<2分>15.<10分>小明站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面的高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為d,重力加速度為g,忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。<1>求繩斷時(shí)球的速度大小v。<2>問繩能承受的最大拉力為多大?解:<1>設(shè)繩斷后球的飛行時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,有:在豎直方向上,有d=gt2<2分>在水平方向上,有d=vt<2分>得v=。<2分><2>設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力的大小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=d由圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,有T-mg=m<2分>得T=mg。<2分>16.<13分>如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計(jì)的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,在細(xì)線的下端吊一個(gè)質(zhì)量為m的鐵球<可視作質(zhì)點(diǎn)>,球離地面的高度h=L。現(xiàn)讓環(huán)與球一起以v=的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處環(huán)被擋住后立即停止。已知A離右墻的水平距離也為L(zhǎng),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)空氣阻力。<1>在環(huán)被擋住立即停止時(shí),則繩對(duì)小球的拉力為多大?<2>若在環(huán)被擋住的瞬間細(xì)線突然斷裂,則在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,球的第一次碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離是多少?解:<1>在環(huán)被擋住而立即停止時(shí),小球立即以速率v繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,有:F-mg=<2分>解得:F=3mg。<2分><2>細(xì)繩斷裂后,小球做平拋運(yùn)動(dòng)。假設(shè)小球直接落到地面上,則:h=L=gt2<2分>球的水平位移x=vt=2L>L<1分>故實(shí)際上小球應(yīng)先碰到右墻,則L=vt'<2分>小球下落的高度h'=gt'2=<2分>所以球的第一次碰撞點(diǎn)距B的距離為:H=L-=L。<2分>17.<15分>為了研究過山車的原理,某同學(xué)提出下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角α=37°、長(zhǎng)L=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示。一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的小物塊以初速度v0=4.0m/s,從某一高處水平拋出,到A點(diǎn)時(shí)的速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下,已知物塊與傾斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。<g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8><1>求小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小。<2>若小物塊在圓軌道最高點(diǎn)P處恰好無壓力,且在圓軌道最低點(diǎn)D時(shí)對(duì)D點(diǎn)的壓