高中物理人教版第五章曲線運動【市一等獎】

2023學(xué)年江西省宜春中學(xué)高一（下）月考物理試卷（3月份）學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題(本大題共8小題，共分)1.關(guān)于物體的運動，下列說法正確的是（）

A.變速運動一定是曲線運動

B.曲線運動一定是變速運動

C.曲線運動一定是加速度變化的運動

D.運動物體的加速度大小、速度大小都不變的運動一定是直線運動2.下列說法正確的是（）

A.物體做直線運動，所受的合力一定為零

B.物體做曲線運動，所受的合力一定變化

C.物體做平拋運動，物體的速度隨時間是均勻變化的

D.物體做勻速圓周運動，物體的速度不變化3.關(guān)于運動的合成與分解的說法中，正確的是（）

A.合運動的位移為分運動的位移矢量和

B.合運動的速度一定比其中的一個分速度大

C.合運動的時間為分運動時間之和

D.合運動的位移一定比分運動位移大4.某同學(xué)進行籃球訓(xùn)練，如圖所示，將籃球從同一位置斜向上拋出，其中有兩次籃球垂直撞在豎直墻面上，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.籃球撞墻的速度，第一次較大

B.籃球在空中運動的加速度第一次較大

C.從拋出到撞墻，第一次籃球在空中運動的時間較長

D.拋出時的速度，第一次一定比第二次大5.如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點．左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r．b點在小輪上，到小輪中心的距離為r．c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在傳動過程中，皮帶不打滑．則（）

點與d點的線速度大小相等

點與b點的角速度大小相等

點與c點的加速度大小相等

點與d點的加速度大小相等6.如圖所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球到達P點時F突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運動的說法正確的是（）

突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動

突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動

突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運動

突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc逐漸靠近圓心7.如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為α．一小球在圓軌道左側(cè)的A點以速度v0平拋，恰好沿B點的切線方向進入圓軌道．已知重力加速度為g，則AB之間的水平距離為（）

A.

B.

C.

D.8.若地球和火星繞太陽做勻速圓周運動的周期分別為T1和T2，如地球和火星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑大小分別為R1和R2，則（）

A.

B.

C.

D.二、多選題(本大題共4小題，共分)9.河水的流速與離河岸的關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中速度與時間的關(guān)系如圖乙所示．若要使船以最短時間渡河，則（）

A.船渡河的最短時間是100s

B.船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直

C.船在河水中航行的軌跡是一條直線

D.船在河水中的最大速度是5m/s10.如圖所示，直徑為d的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動．一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左壁射入圓筒，從右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上且相距為h．則（）

A.子彈在圓筒中的水平速度為v0=d

B.子彈在圓筒中的水平速度為v0=2d

C.圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為ω=π

D.圓筒轉(zhuǎn)功的角速度可能為ω=3π11.如圖所示，長為R的輕桿，一端固定有一質(zhì)量為m的小球，另一端連接在光滑轉(zhuǎn)軸O上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點時（）

A.小球的最小速度v最小=

B.小球所需的向心力隨此時速度v增加而變大

C.桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變大

D.桿對球的作用力方向可能與球的重力方向相反12.火星探測已成為世界各國航天領(lǐng)域的研究熱點．現(xiàn)有人想設(shè)計發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星．若已知火星的質(zhì)量M，半徑R0，火星表面的重力加速度g0自轉(zhuǎn)的角速度ω0，引力常量G，則同步衛(wèi)星離火星表面的高度為（）

A.

B.

C.

D.三、填空題(本大題共2小題，共分)13.質(zhì)量為m的衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑是地球半徑的2倍．已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，則衛(wèi)星的速度大小為______．14.如圖，轟炸機沿水平方向勻速飛行，到達山坡底端正上方時釋放一顆炸彈，并垂直擊中山坡上的目標(biāo)A．已知A點高度為h，山坡傾角為θ，由此求出轟炸機飛行的速度______，轟炸機飛行的時間______．四、實驗題探究題(本大題共1小題，共分)15.圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡．

（1）以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有______．

a．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平

b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放

d．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接

（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標(biāo)原點，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中y-x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是______．

（3）在“研究平拋運動”實驗中，某同學(xué)只記錄了小球運動途中的A、B、C三點的位置，如圖3，取A點為坐標(biāo)原點，各點的位置坐標(biāo)如圖所示，（g=10m/s2），則小球拋出點的位置坐標(biāo)是______（以cm為單位，答案不用寫出，注意正負(fù)號）；小球平拋的初速度為______m/s．五、計算題(本大題共4小題，共分)16.質(zhì)量m=的物體在光滑水平面上運動，其分速度vx和vy隨時間變化的圖線如圖所示，求：

（1）物體所受的合力；

（2）物體的初速度；

（3）若以t=0時刻的位置為坐標(biāo)原點，求4s末物體的位置坐標(biāo)．

17.滑雪運動越來越被大眾喜歡，中國申辦2023年冬奧會，國際奧委會評估團已結(jié)束對北京和張家口的考查，我們期待申奧成功．如圖，某滑雪愛好者經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)過落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角=37°，運動員的質(zhì)量m=50kg．不計空氣阻力．（取sin37°=，cos37°=；g取10m/s2）

求：（1）A點與O點的距離L；

（2）運動員離開O點時的速度大?。?/p>

（3）運動員落到A點時的速度大?。?/p>

18.宇航員站在一星球表面上，以水平速度V0拋出一小球，拋出點離地高度為h．測得落地點與拋出點間的水平距離為L，已知該星球的半徑為R，萬有引力常量為G（已知球的體積公式是V=πR3）．求：

（1）該星球的質(zhì)量M；

（2）該星球的密度ρ．

19.如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合，轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與OO′之間的夾角θ為60°．已知重力加速度大小為g，小物塊與陶罐之間的最大靜摩擦力大小為Ff=mg．

（1）若小物塊受到的摩擦力恰好為零，求此時的角速度ω0；

（2）若小物塊一直相對陶罐靜止，求陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍．

2023學(xué)年江西省宜春中學(xué)高一（下）月考物理試卷（3月份）答案和解析【答案】

13.

14.；

；c；（-10，-5）；1

16.解：（1）由圖象可知，y方向物體做勻速直線運動，而在x方向做以初速度4m/s，加速度1m/s2，勻減速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律，則有：

F=ma=×N=；

（2）由速度的合成法則，則有：物體的初速度的大小為：

v===4m/s；

（3）當(dāng)t=4s時，在x方向物體的位移為：

sx=t=×4=8m；

而在y方向物體的位移為：

sy=vyt=4×4=16m；

因此t=4s時物體的位置坐標(biāo)（8m，16m）；

答：（1）物體所受的合力；

（2）物體的初速度4m/s；

（3）4s末物體的位置坐標(biāo)（8m，16m）．

17.解：（1）運動員做平拋運動，豎直方向上的位移

由幾何關(guān)系有

（2）在水平方向，有

得v0==m/s=20m/s

（3）A點：vy=gt=30m/s

運動員落到A點時的速度大小

答：

（1）A點與O點的距離L是75m；

（2）運動員離開O點時的速度大小是20m/s；

（3）運動員落到A點時的速度大小是10m/s．

18.解：（1）設(shè)該星球表面的重力加速度為g，據(jù)平拋運動公式：

水平方向L=V0t------------①

豎直方向h=gt2----------②

整理①②得：g=

根據(jù)地球表面重力等于萬有引力，有：=mg

M=

聯(lián)立解得：；

（2）該星球的體積為：V=

根據(jù)密度定義ρ=得該星球的密度為：

答：（1）該星球的質(zhì)量是；

（2）該星球的密度是．

19.解：（1）當(dāng)摩擦力為零，支持力和重力的合力提供向心力，有：

解得：

（2）當(dāng)ω＞ω0時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，當(dāng)角速度最大時，摩擦力方向沿罐壁切線向下達最大值，設(shè)此最大角速度為ω1，

由牛頓第二定律得，

Ffsin60°+mg=FNsin30°

聯(lián)立以上三式解得：

當(dāng)ω＜ω0時，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切線向上，當(dāng)角速度最小時，摩擦力向上達到最大值，設(shè)此最小角速度為ω2

由牛頓第二定律得，

mg=FNsin30°+Ffsin60°

聯(lián)立三式解得

，

綜述，陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度范圍為

答：（1）若小物塊受到的摩擦力恰好為零，求此時的角速度為；

（2）若小物塊一直相對陶罐靜止，陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍為．

【解析】

1.解：A、變速運動不一定是曲線運動，如勻變速直線運動．故A錯誤；

B、既然是曲線運動，它的速度的方向必定是改變的，所以曲線運動一定是變速運動，故B正確；

C、曲線運動的條件是合力與速度不共線，一定存在加速度，因此速度大小可以變化，也可以不變，故C錯誤；

D、運動物體的加速度大小、速度大小都不變的運動一定不是直線運動，因為加速度要么改變速度的大小，要么改變速度的方向．故D錯誤；

故選：B．

物體運動軌跡是曲線的運動，稱為“曲線運動”．當(dāng)物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上，物體就是在做曲線運動．

本題關(guān)鍵是對質(zhì)點做曲線運動的條件的考查，勻速圓周運動，平拋運動等都是曲線運動，對于它們的特點要掌握住．

2.解：A、物體做直線運動，所受的合力不一定為零，如勻加速直線運動，故A錯誤；

B、物體做曲線運動，所受的合力不一定變化，如平拋運動，故B錯誤；

C、平拋運動的加速度為重力加速度，不變，所以物體的速度隨時間是均勻變化的，故C正確；

D、物體做勻速圓周運動，物體的速度大學(xué)不變，方向時刻變化，是變速運動，故D錯誤．

故選：C

物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上，合力可以變，可以不變，曲線運動的速度的方向與該點曲線的切線方向相同，方向時刻改變．

本題關(guān)鍵是抓住曲線運動的運動學(xué)特點和條件進行分析，要明確平拋運動加速度不變，受恒力，勻速圓周運動加速度時刻改變（方向變），受變力．

3.解：A、位移是矢量，合成遵循平行四邊形定則，合運動的位移為分運動位移的矢量和．故A正確，D錯誤；

B、根據(jù)平行四邊形定則，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能與分速度相等故B錯誤；

C、合運動與分運動具有等時性，合運動的時間等于分運動的時間．故C錯誤；

故選：A．

位移、速度、加速度都是矢量，合成分解遵循平行四邊形定則．合運動與分運動具有等時性．

解決本題的關(guān)鍵知道位移、速度、加速度的合成分解遵循平行四邊形定則，以及知道分運動與合運動具有等時性．

4.解：ABC、由于兩次籃球垂直撞在豎直墻面上，因為在兩次中，籃球被拋出后的運動可以看作是平拋運動的逆反運動．加速度都為g．在豎直方向上：h=，因為h1＞h2，則t1＞t2，因為水平位移相等，根據(jù)x=v0t知，撞墻的速度v01＜v02．即第二次撞墻的速度大．故AB錯誤，C正確．

D、根據(jù)平行四邊形定則知，拋出時的速度，第一次的水平初速度小，而上升的高度大，則無法比較拋出時的速度大?。蔇錯誤．

故選：C．

由于兩次籃球垂直撞在豎直墻面上，該運動的逆運動為平拋運動，結(jié)合平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律分析求解．

本題采用逆向思維，將斜拋運動變?yōu)槠綊佭\動處理，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律．

5.解：A、b點與d點是共軸傳動，角速度相等，根據(jù)公式v=rω，角速度一定時線速度之比等于半徑之比，為1：4；故A錯誤；

B、b點和c點是共軸傳動，角速度相等；a點和c點同緣傳動邊緣點，線速度相等，根據(jù)公式v=rω，由于半徑不等，故角速度不等；故a點與b點的角速度大小不等；故B錯誤；

C、a點和c點同緣傳動邊緣點，線速度相等，由于半徑不等，根據(jù)公式，向心加速度不等；故C錯誤；

D、a點和c點同緣傳動邊緣點，線速度相等，即：va=vc；

點c和點d是共軸傳動，角速度相等，根據(jù)公式v=rω，角速度一定時線速度之比等于半徑之比，為1：2；

故：va：vd=1：2；

故=1：1，故D正確；

故選：D．

傳送帶在傳動過程中不打滑，則傳送帶傳動的兩輪子邊緣上各點的線速度大小相等，共軸的輪子上各點的角速度相等．再根據(jù)v=rω，a==rω2去求解．

傳送帶在傳動過程中不打滑，則傳送帶傳動的兩輪子邊緣上各點的線速度大小相等，共軸的輪子上各點的角速度相等．

6.解：A、在水平面上，細(xì)繩的拉力提供m所需的向心力，當(dāng)拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運動，A正確；

B、當(dāng)向心力減小時，將沿Bb軌道做離心運動，B錯誤；

C、F突然變大，小球?qū)⒀剀壽EBc做向心運動，故C錯誤；

D、F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EBb做離心運動，故D錯誤；

故選A．

當(dāng)向心力突然消失或變小時，物體會做離心運動，運動軌跡可是直線也可以是曲線；當(dāng)向心力突然變大時，物體做向心運動，要根據(jù)受力情況分析．

此題要理解離心運動的條件，結(jié)合力與運動的關(guān)系，當(dāng)合力為零時，物體做勻速直線運動．

7.解：根據(jù)平行四邊形定則知，小球通過B點時豎直方向上的分速度vy=v0tanα．

則運動的時間t==．

則AB間的水平距離x=．故A正確，B、C、D錯誤．

故選A．

根據(jù)小球恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道，說明小球的末速度應(yīng)該沿著B點切線方向，再由圓的半徑和角度的關(guān)系，可以求出B點切線的方向，即平拋末速度的方向，從而可以求得豎直方向分速度，進而求出運動的時間，根據(jù)水平方向上的運動規(guī)律求出AB間的水平距離．

解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解．

8.解：地球繞太陽做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，有：，

解得：

對于火星繞太陽運動，同樣有：

得：

故B正確、ACD錯誤．

故選：B．

對于地球，根據(jù)萬有引力提供向心力，解出半徑和周期的關(guān)系，對于火星，有同樣的結(jié)論，半徑相比，化簡可得到結(jié)果．

本題要掌握環(huán)繞天體繞中心天體做圓周運動，通過萬有引力提供向心力，可以解出周期和軌道半徑的關(guān)系．本題也可以根據(jù)開普勒第三定律，計算可得，所以．

9.解：A、當(dāng)靜水速與河岸垂直時，渡河時間最短，t=．故A、B正確．

C、船在沿河岸方向上做變速運動，在垂直于河岸方向上做勻速直線運動，兩運動的合運動是曲線．故C錯誤．

D、當(dāng)水流速最大時，船的速度最大，．故D正確．

故選ABD．

將船的運動分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向，當(dāng)靜水速與河岸垂直時，渡河時間最短．當(dāng)水流速最大時，船在河水中的速度最大．

解決本題的關(guān)鍵將船的運動分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分運動與合運動具有等時性進行求解．

10.解：A、根據(jù)h=，解得t=，則子彈在圓筒中的水平速度為．故A正確，B錯誤．

C、因為子彈右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上，則t=，n=1，2，3…，因為T=，解得ω=（2n-1）π，當(dāng)n=1時，ω=π，當(dāng)n=2時，ω=3π．故C、D正確．

故選ACD．

子彈在桶中做平拋運動，根據(jù)高度求出運動的時間，結(jié)合水平位移求出子彈的初速度．在子彈平拋運動的過程中，運動的時間是轉(zhuǎn)筒半個周期的奇數(shù)倍，根據(jù)該關(guān)系求出圓筒轉(zhuǎn)動的角速度．

解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，以及知道圓周運動的周期性．

11.解：A、由于桿可以產(chǎn)生支持力，故桿模型中最高點的合力最小可以為零，則小球的最小速度v最小=0，A錯誤；

B、根據(jù)牛頓第二定律：Fn=m，知小球所需的向心力隨此時速度v增加而變大，B正確；

C、合力提供向心力，F(xiàn)+mg=m，F(xiàn)=-mg+m，當(dāng)v＜時，桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變小，故C錯誤；

D、F=-mg+m，當(dāng)v＜時，桿對球的作用力方向與球的重力方向相反，故D正確；

故選：BD．

在最高點和最低點合外力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式求解，注意桿子的作用力可以向上，也可以向下．

解決本題的關(guān)鍵知道“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別，知道向心力的來源，運用牛頓第二定律進行分析．

12.解：CD、同步衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，故：

G=m

解得：

h=

①

故C正確，D錯誤；

AB、在火星表面，重力等于萬有引力，故：

mg0=

②

聯(lián)立①②解得：

h=

故A正確，B錯誤；

故選：AC．

在火星表面萬有引力等于重力，同步衛(wèi)星所受萬有引力提供同步衛(wèi)星圓周運動的向心力，據(jù)此分析即可．

火星表面重力和萬有引力相等、衛(wèi)星圓周運動的向心力由萬有引力提供這是解決萬有引力問題的兩大關(guān)鍵突破口．

13.解：衛(wèi)星做勻速圓周運動：G=m①

設(shè)地表面有一物體m0，則有：G=m0g②

聯(lián)立①②解得v=

故答案為：．

根據(jù)萬有引力提供向心力，以及萬有引力等于重力求出衛(wèi)星的線速度

解本題的關(guān)鍵是要掌握兩個關(guān)系；萬有引力提供向心力；地球表面的物體的重力等于萬有引力．

14.解：根據(jù)幾何知識知：A點到斜面底端的水平位移為h?cotθ，即炸彈的水平位移為x=h?cotθ

則有h?cotθ=v0t

由于炸彈垂直擊中目標(biāo)A，得知速度與豎直方向的夾角為θ，則tanθ=

得t=

聯(lián)立得h?cotθ=v0?

解得v0=

所以t===

故答案為：，．

炸彈做平拋運動，垂直擊中山坡上的目標(biāo)A時速度與斜面垂直，因為平拋運動速度與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，速度方向的夾角得知位移與水平方向夾角的正切值，再通過水平位移求出豎直位移，從而得知轟炸機的飛行高度，炸彈的飛行時間，以及炸彈的初速度．

解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運動水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道平拋運動的一些推論，并能靈活運用．

15.解：（1）a、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動，故A正確；

bc、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故B錯誤，C正確；

d、用描點法描繪運動軌跡時，應(yīng)將各點連成平滑的曲線，不能練成折線或者直線，故D錯誤．

故選：ac．

（2）物體在豎直方向做自由落體運動，y=gt2；水平方向做勻速直線運動，x=vt；

聯(lián)立可得：y=，因初速度相同，故為常數(shù)，故y-x2應(yīng)為正比例關(guān)系，故c正確，abd錯誤．

故選：c．

（3）小球做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，

由△y=gt2可得：t===，

平拋運動的初速度：v0===1m/s；

B點豎直方向上的分速度：vyB===2m/s，

小球運動到B點的時間：tB===，

B點的水平位移x=v0t==20cm，

豎直位移：y=gt2==20cm，

小球拋出點的位置坐標(biāo)為（-10cm，-5cm）．

故答案為：（1）ac；

（2）c；

（3）（-10，-5），1．

（1）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．（2）平拋運動豎直方向做自由落體運動，水平方向做勻速直線運動；聯(lián)立求得兩個方向間的位移關(guān)系可得出正確的圖象．（3）平拋運動在豎直方向