高中物理人教版第五章曲線運動 市一等獎

長沙市第一中學2023屆高二物理天天練(1)學校:___________姓名：___________班級：___________1.【題文】（多選題）關于物體的運動下列說法正確的是（）A．物體做曲線運動時，它所受的合力一定不為零B．做曲線運動的物體，有可能處于平衡狀態(tài)C．做曲線運動的物體，速度方向一定時刻改變D．做曲線運動的物體，所受的合外力的方向有可能與速度方向在一條直線上【答案】AC【解析】解：A、當合外力為零時，物體做勻速直線運動或靜止，所以做曲線運動時所受的合外力一定不為零，也不可能處于平衡狀態(tài)，故A正確，B錯誤；C、做曲線運動的物體，速度方向一定時刻改變，故C正確；D、當合力與速度不在同一條直線上時，物體才做曲線運動，所受的合外力的方向一定與速度方向不在一條直線上，故D錯誤；故選：AC．2.【題文】蕩秋千是兒童喜愛的一項體育運動，圖為小孩蕩秋千運動到最高點的示意圖，關于小孩此時加速度方向可能正確的是（）A．AB．BC．CD．D【答案】C【解析】解：當秋千蕩到最高點時，小孩的速度為零，沿半徑方向加速度為零，加速度方向沿圓弧的切線方向，即是圖中的C方向，選項C正確．故選：C3.【題文】某人橫渡一條河流，船劃行速度和水流動速度一定，此人過河最短時間為T1；若此船用最短的位移過河，則需時間為T2．若船速大于水速，則船速與水速之比為（）A．B．C．D．【答案】A【解析】解：解：設河寬為d，設船在靜水中的速率為v1，水流速為v2（1）最短時間過河時，靜水速與河岸垂直，有：T1=…①（2）最小位移過河：v合=則：T2==…②聯(lián)立①②解得：=．故A正確，BCD錯誤．故選：A．4.【題文】以初速度v0水平拋出一個物體，經(jīng)過時間t物體的速度大小為v，則經(jīng)過時間2t，物體速度大小的表達式正確的是（）A．v0+2gtB．v+gtC．D．【答案】C【解析】解：經(jīng)過時間2t，在豎直方向上的分速度vy=2gt．根據(jù)平行四邊形定則，物體的速度大小，v=．故C正確，A、B、D錯誤．故選：C．5.【題文】如圖所示，OO′為豎直軸，MN為固定在OO′上的水平光滑桿，有兩個質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC為抗拉能力相同的兩根細線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO'上．當繩拉直時，A、B兩球轉(zhuǎn)動半徑之比恒為2：1，當轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時（）A．AC先斷B．BC先斷C．兩線同時斷D．不能確定哪根線先斷【答案】A【解析】解：繩子與水平方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)cosθ=mrω2．則F==mω2l，（l表示繩長）．知AC繩的長度大于BC繩的長度，當角速度增大時，AC繩先達到最大拉力，所以AC繩先斷．故A正確，B、C、D錯誤．故選：A．6.【題文】火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半，則火箭離地面的高度與地球半徑之比為（）A．（+1）：1B．（﹣1）：1C．：1D．1：【答案】B【解析】解：火箭在高空某處所受的引力為它在地面處所受引力的一半，設地球半徑為R，火箭的軌道半徑為r，根據(jù)F=，知力=G，解得：r=R火箭離地面的高度為：h=r﹣R=（﹣1）R則火箭離地面的高度與地球半徑之比為（﹣1）：1．故選：B7.【題文】已知引力常量為G，則根據(jù)下面的哪組數(shù)據(jù)可以算出地球的質(zhì)量（）A．月球繞地球運行的周期T1及月球到地球中心的距離R1B．地球繞太陽運行的周期T2及地球到太陽中心的距離R2C．地球繞太陽運行的速度v及地球到太陽中心的距離R2D．地球表面的重力加速度g及地球到太陽中心的距離R2【答案】A【解析】解：A、月球繞地球做圓周運動，地球?qū)υ虑虻娜f有引力提供圓周運動的向心力，則有，得，故A正確；B、地球繞太陽做圓周運動，太陽對地球的萬有引力提供地球做圓周運動向心力，則有，可知，m為地球質(zhì)量，在等式兩邊剛好消去，故不能算得地球質(zhì)量，故B錯誤；C、地球繞太陽做圓周運動，太陽對地球的萬有引力提供地球做圓周運動向心力，則有，可知，m為地球質(zhì)量，在等式兩邊剛好消去，故不能算得地球質(zhì)量，故C錯誤；D、根據(jù)得地球質(zhì)量，因為地球半徑未知，無法求出地球的質(zhì)量，所以D錯誤故選：A8.【題文】“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術，演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來，如圖所示，已知桶壁的傾角為θ，車和人的總質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為r．若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦，下列說法正確的是（）A．讓人和車的速度為B．人和車的速度為C．桶面對車的彈力為mgcosθD．桶面對車的彈力為【答案】B【解析】解：對人和車受力分析如圖所示，由此根據(jù)牛頓第二定律得：FNcosθ=mg，解得：v=，F(xiàn)N=故B正確，ACD錯誤．故選：B9.【題文】1990年5月，紫金山天文臺將他們發(fā)現(xiàn)的第2752號小行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為16km．若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星密度與地球相同．已知地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度為g．這個小行星表面的重力加速度為（）A．400gB．C．20gD．【答案】B【解析】解：由于小行星密度與地球相同，所以小行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為=，根據(jù)星球表面萬有引力等于重力，列出等式：=mg得：g=，所以小行星表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比為==，所以這個小行星表面的重力加速度為，故選B．10.【題文】（多選題）如圖所示，摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，A為主動輪，A的半徑為20cm，B的半徑為10cm，則A、B兩輪邊緣上的點（）A．角速度之比為1：2B．向心加速度之比為1：2C．線速度之比為1：2D．線速度之比1：1【答案】ABD【解析】解：摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，三個輪子邊緣上的點線速度大小相等．根據(jù)ω=，A、B兩輪邊緣上的點半徑之比為2：1，則角速度之比為1：2．根據(jù)a=知，半徑之比為2：1，則向心加速度之比為1：2．故A、B、D正確，C錯誤．故選ABD．11.【題文】如圖所示，小物塊從半球形碗的碗口下滑到碗底的過程中，如果物塊的速度大小始終不變，則（）A．物塊的加速度大小始終不變B．碗對物塊的支持力大小始終不變C．碗對物塊的摩擦力大小始終不變D．物塊所受的合力大小始終不變【答案】AD【解析】解：因物體的速度大小不變，物塊做勻速圓周運動，故其向心力大小不變，即物體所受合力大小不變，故D正確；由F=ma可知，物塊的加速度大小始終不變，故A正確；物塊在運動過程中受重力、支持力及摩擦力作用，如圖所示，支持力與重力的合力充當向心力，而在物塊下滑過程中重力沿徑向分力變化，故支持力一定會變化，故B錯誤；而在切向上摩擦力應與重力的分力大小相等，方向相反，因重力的分力變化，故摩擦力也會發(fā)生變化，故D正確；故選AD．12.【題文】（多選題）如圖所示，在2023年2月溫哥華冬奧會自由式滑雪比賽中，我國某一運動員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到斜面雪坡上，如圖所示，若斜面雪坡的傾角為θ，飛出時的速度大小為v0，不計空氣阻力，運動員飛出后在空中的姿勢保持不變，重力加速度為g，則（）A．如果v0不同，則該運動員落到雪坡時的速度方向也就不同B．不論v0多大，該運動員落到雪坡時的速度方向都是相同的C．運動員落到雪坡時的速度大小是D．運動員在空中經(jīng)歷的時間是【答案】BD【解析】解：設在空中飛行時間為t，運動員在豎直方向做自由落體運動，水平方向做勻速直線運動；D、運動員豎直位移與水平位移之比：===tanθ，則有飛行的時間t=，故D正確；C、豎直方向的速度大小為：vy=gt=2v0tanθ，運動員落回雪坡時的速度大?。簐==v0，故C錯誤；A、設運動員落到雪坡時的速度方向與水平方向夾角為α，則tanα===2tanθ，由此可知，運動員落到雪坡時的速度方向與初速度方向無關，初速度不同，運動員落到雪坡時的速度方向相同，故A錯誤，B正確；故選：BD．13.【題文】（多選題）在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標系，一物體從t=0時刻起，由坐標原點O（0，0）開始運動，其沿x軸和y軸方向運動的速度﹣時間圖象如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運動B．后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運動，但加速度沿y軸方向C．4s末物體坐標為（4m，4m）D．4s末物體坐標為（6m，2m）【答案】AD【解析】解：A、前2s內(nèi)，物體在y軸方向沒有速度，由圖看出，物體沿x軸方向做勻加速直線運動．故A正確．B、在后2s內(nèi)，物體在x軸方向做勻速直線運動，y軸方向做勻加速直線運動，根據(jù)運動的合成得知，物體做勻加速曲線運動，加速度沿y軸方向．故B錯誤．C、D在前2s內(nèi)，物體在x軸方向的位移為：x1=t=×2m=2m．在后2s內(nèi)，x軸方向的位移為：x2=vxt=2×2m=4m，y軸方向位移為：y=×2m=2m，則4s末物體的坐標為（6m，2m）．故C錯誤，D正確．故選：AD14.【題文】如圖所示，木塊在水平桌面上移動的速度是v，跨過滑輪的繩子向下移動的速度是．（繩與水平方向之間的夾角為α）【答案】vcosα．【解析】解：物塊實際的速度等于沿繩子收縮的速度和繞滑輪擺動速度這兩個速度的合速度，根據(jù)平行四邊形定則得，v1=vcosα．故本題答案為：vcosα．15.【題文】從某一高度平拋一物體，當拋出2S后它的速度方向與水平方向成45°角，落地時速度方向與水平方向成60°角．求：（1）拋出時的速度；（2）落地時的速度；（3）拋出點距地面的高度；（4）水平射程．（g取10m/s2）【答案】解：（1）2s后豎直方向上的分速度為：vy1=gt=10×2=20m/s由于拋出2S后它的速度方向與水平方向成45°角，則根據(jù)速度的分解可知：v0=vx=vy=20m/s．故物體拋出時的初速度為20m/s．（2）落地時速度方向與水平成60°角．所以cos60°=，則有：v==2v0=40m/s．故落地時的速度為40m/s．（3）落地時豎直方向的分速度為：vy=vsin60°=20m/s根據(jù)vy2=2gh得：h==m=60m故拋出點距離地面的高度為60m．（4）平拋運動的時間為：t==s=2s則有：x=v0t=20×2m=40m．故水平射程為40m．答：（1）拋出時的速度是20m/s；（2）落地時的速度為40m/s；（3）拋出點距地面的高度是60m；（4）水平射程是40m．【解析】16.【題文】如圖所示，細繩一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)臺上，另一端通過輕質(zhì)小滑輪O吊著質(zhì)量m=0.3kg的物體．A與滑輪O的距離為0.2m，且與水平面的最大靜摩擦力為2N，為使B保持靜止狀態(tài)，水平轉(zhuǎn)臺做圓周運動的角速度ω應在什么范圍內(nèi)？（g取10m/s2）【答案】解：當M所受的最大靜摩擦力沿半徑方向向外時，角速度最小，根據(jù)牛頓第二定律得：mg﹣Ff=Mrω12，解得ω1=；當M所受的最大靜摩擦力沿半徑向內(nèi)時，角速度最大，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg+Ff=Mrω22，解得ω2=．所以rad/s≤ω≤rad/s．答：角速度ω在rad/s≤ω≤rad/s范圍內(nèi)．【解析】17.【題文】同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如圖所示的實驗裝置．圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板．M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為H．N板上固定有三個圓環(huán)．將質(zhì)量為m的小球從P處靜止釋放，小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L處．不考慮空氣阻力，重力加速度為g．求：（1）距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度；（2）小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向；（3）摩擦力對小球做的功．【答案】解：（1）小球從Q拋出后運動的時間：①水平位移：L=vQ?t②小球運動到距Q水平距離為的位置