高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng) 市一等獎(jiǎng)

長(zhǎng)沙市第一中學(xué)2023屆高二物理天天練(1)學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________1.【題文】（多選題）關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是（）A．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受的合力一定不為零B．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，有可能處于平衡狀態(tài)C．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向一定時(shí)刻改變D．做曲線運(yùn)動(dòng)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(dāng)合外力為零時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，所以做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)誤；C、做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向一定時(shí)刻改變，故C正確；D、當(dāng)合力與速度不在同一條直線上時(shí)，物體才做曲線運(yùn)動(dòng)，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(cuò)誤；故選：AC．2.【題文】蕩秋千是兒童喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，圖為小孩蕩秋千運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的示意圖，關(guān)于小孩此時(shí)加速度方向可能正確的是（）A．AB．BC．CD．D【答案】C【解析】解：當(dāng)秋千蕩到最高點(diǎn)時(shí)，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(xiàng)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(dòng)速度一定，此人過(guò)河最短時(shí)間為T1；若此船用最短的位移過(guò)河，則需時(shí)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(shè)河寬為d，設(shè)船在靜水中的速率為v1，水流速為v2（1）最短時(shí)間過(guò)河時(shí)，靜水速與河岸垂直，有：T1=…①（2）最小位移過(guò)河：v合=則：T2==…②聯(lián)立①②解得：=．故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選：A．4.【題文】以初速度v0水平拋出一個(gè)物體，經(jīng)過(guò)時(shí)間t物體的速度大小為v，則經(jīng)過(guò)時(shí)間2t，物體速度大小的表達(dá)式正確的是（）A．v0+2gtB．v+gtC．D．【答案】C【解析】解：經(jīng)過(guò)時(shí)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(cuò)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(gè)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(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO'上．當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為2：1，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)（）A．AC先斷B．BC先斷C．兩線同時(shí)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(zhǎng)）．知AC繩的長(zhǎng)度大于BC繩的長(zhǎng)度，當(dāng)角速度增大時(shí)，AC繩先達(dá)到最大拉力，所以AC繩先斷．故A正確，B、C、D錯(cuò)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(shè)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(yùn)行的周期T1及月球到地球中心的距離R1B．地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T2及地球到太陽(yáng)中心的距離R2C．地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度v及地球到太陽(yáng)中心的距離R2D．地球表面的重力加速度g及地球到太陽(yáng)中心的距離R2【答案】A【解析】解：A、月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有，得，故A正確；B、地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力提供地球做圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；C、地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力提供地球做圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；D、根據(jù)得地球質(zhì)量，因?yàn)榈厍虬霃轿粗瑹o(wú)法求出地球的質(zhì)量，所以D錯(cuò)誤故選：A8.【題文】“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù)，演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運(yùn)動(dòng)而不掉下來(lái)，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(yùn)動(dòng)的半徑為r．若使演員騎車做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不受桶壁的摩擦，下列說(shuō)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(duì)車的彈力為mgcosθD．桶面對(duì)車的彈力為【答案】B【解析】解：對(duì)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(cuò)誤．故選：B9.【題文】1990年5月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)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(gè)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(wàn)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(gè)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(guò)中介輪C進(jìn)行傳動(dòng)，A為主動(dòng)輪，A的半徑為20cm，B的半徑為10cm，則A、B兩輪邊緣上的點(diǎn)（）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(guò)中介輪C進(jìn)行傳動(dòng)，三個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn)線速度大小相等．根據(jù)ω=，A、B兩輪邊緣上的點(diǎn)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(cuò)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(guò)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(duì)物塊的支持力大小始終不變C．碗對(duì)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)過(guò)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(dāng)向心力，而在物塊下滑過(guò)程中重力沿徑向分力變化，故支持力一定會(huì)變化，故B錯(cuò)誤；而在切向上摩擦力應(yīng)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(huì)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(huì)自由式滑雪比賽中，我國(guó)某一運(yùn)動(dòng)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(shí)的速度大小為v0，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變，重力加速度為g，則（）A．如果v0不同，則該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向也就不同B．不論v0多大，該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向都是相同的C．運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小是D．運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是【答案】BD【解析】解：設(shè)在空中飛行時(shí)間為t，運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；D、運(yùn)動(dòng)員豎直位移與水平位移之比：===tanθ，則有飛行的時(shí)間t=，故D正確；C、豎直方向的速度大小為：vy=gt=2v0tanθ，運(yùn)動(dòng)員落回雪坡時(shí)的速度大小：v==v0，故C錯(cuò)誤；A、設(shè)運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向與水平方向夾角為α，則tanα===2tanθ，由此可知，運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向與初速度方向無(wú)關(guān)，初速度不同，運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向相同，故A錯(cuò)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(biāo)系，一物體從t=0時(shí)刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O（0，0）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度﹣時(shí)間圖象如圖甲、乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但加速度沿y軸方向C．4s末物體坐標(biāo)為（4m，4m）D．4s末物體坐標(biāo)為（6m，2m）【答案】AD【解析】解：A、前2s內(nèi)，物體在y軸方向沒(méi)有速度，由圖看出，物體沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．故A正確．B、在后2s內(nèi)，物體在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成得知，物體做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度沿y軸方向．故B錯(cuò)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(biāo)為（6m，2m）．故C錯(cuò)誤，D正確．故選：AD14.【題文】如圖所示，木塊在水平桌面上移動(dòng)的速度是v，跨過(guò)滑輪的繩子向下移動(dòng)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(shí)際的速度等于沿繩子收縮的速度和繞滑輪擺動(dòng)速度這兩個(gè)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(dāng)拋出2S后它的速度方向與水平方向成45°角，落地時(shí)速度方向與水平方向成60°角．求：（1）拋出時(shí)的速度；（2）落地時(shí)的速度；（3）拋出點(diǎn)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(shí)的初速度為20m/s．（2）落地時(shí)速度方向與水平成60°角．所以cos60°=，則有：v==2v0=40m/s．故落地時(shí)的速度為40m/s．（3）落地時(shí)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(diǎn)距離地面的高度為60m．（4）平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t==s=2s則有：x=v0t=20×2m=40m．故水平射程為40m．答：（1）拋出時(shí)的速度是20m/s；（2）落地時(shí)的速度為40m/s；（3）拋出點(diǎn)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(xì)繩一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，另一端通過(guò)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?fàn)顟B(tài)，水平轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（g取10m/s2）【答案】解：當(dāng)M所受的最大靜摩擦力沿半徑方向向外時(shí)，角速度最小，根據(jù)牛頓第二定律得：mg﹣Ff=Mrω12，解得ω1=；當(dāng)M所受的最大靜摩擦力沿半徑向內(nèi)時(shí)，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(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，Q為最低點(diǎn)，Q點(diǎn)處的切線水平，距底板高為H．N板上固定有三個(gè)圓環(huán)．將質(zhì)量為m的小球從P處?kù)o止釋放，小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L(zhǎng)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(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向；（3）摩擦力對(duì)小球做的功．【答案】解：（1）小球從Q拋出后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：①水平位移：L=vQ?t②小球運(yùn)動(dòng)到距Q水平距離為的位置