1、第 1 页，共 10 页（人教版）2017-2018 年高一物理必修二第五章曲线运动单元测试卷一、单选题（本大题共 10 小题，共 40.0 分）1. 趣味投篮比赛中，运动员站在一个旋转较快的大平台边缘上，相对平台静止，向平台圆心处的球筐内投篮球则如图（各俯视图）篮球可能被投入球筐（图中箭头指向表示投篮方向）的是（ ）A. B. C. D. 2. 在街头的理发店门口，常可以看到一个转动的圆筒，如图所示，外表有螺旋斜条纹，人们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动使眼睛产生的错觉假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺
2、距）为 d，如果观察到条纹以速度 v 向上运动，则从下往上看圆筒的转动情况是（ ）A. 顺时针转速 n= B. 顺时针转速 n=C. 逆时针转速 n= D. 逆时针转速 n=3. 一物体在四个共点力作用下做匀速直线运动若突然撤去一个沿运动方向的力，其余三个力保持不变，则物体做（ ）A. 匀速圆周运动 B. 匀加速直线运动C. 类平抛运动 D. 匀减速直线运动4. 如图，光滑平面上一质点以速度 v 通过原点 O， v 与 x 轴正方向成 角，与此同时对质点加上沿 x 轴正方向的恒力 Fx和沿 y 轴正方向的恒力 Fy，下列说法正确的是（ ）A. 质点一定做曲线运动B. 质点不可能做直线运动C.
3、如果 Fy Fx，质点向 y 轴一侧做曲线运动D. 如果 Fx Fycot，质点向 x 轴一侧做曲线运动5. 如图所示，一偏心轮绕 O 点做匀速转动则偏心轮上的各点的运动具有相同的（ ）A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力6. 2013 年 6 月 11 日，我国航天员在“天宫一号”首次为青少年进行太空授课在“天宫一号”里，长为 L 的细线一端固定在 O 点，另一端系一个小球，拉直细线，让小球在 B 点以垂直于细线的速度 vo开始做圆周运动，如图所示设“天宫一号”轨道处重力加速度为 g，在小球运动的过程中，下列说法正确的是（ ）A. 小球做速率变化的圆周运动B. 细线拉力
4、的大小不断变化第 2 页，共 10 页C. 只要 v00，小球都能通过 A 点D. 只有 v0 ，小球才能通过 A 点7. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 O 点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度 v 匀速移动，移动过程中铅笔的高度始终不变铅笔移动到图中虚线位置时（ ）A. 橡皮的速度竖直向上B. 橡皮水平方向的速度大小为 vcosC. 橡皮竖直方向的速度大小为 vsinD. 橡皮的速度可能小于 v8. 如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是（ ）A. 水平路面对轿车弹力的方向斜向上B. 轿车受到的向心力来源于静摩擦力C. 轿车受到的向心力是重力、支持力和牵引力的合力D.
5、 轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向9. 对于平抛运动，下列条件中可确定物体飞行时间的是（ ）A. 已知水平位移 B. 已知下落高度C. 已知初速度 D. 已知末速度的大小10. 在一次体育活动中，两个同学一前一后在同一水平直线上，分别抛出两个小球 A 和 B，两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力，要使两个小球在空中发生碰撞，必须（ ）A. 先抛出 A 球，后抛出 B 球 B. 先抛出 B 球，后抛出 A 球C. A 球抛出速度大于 B 球抛出速度 D. 使两球质量相等二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）11. 在倾角为 的斜面上以速度 v 水平抛出一球，当球与斜面
6、的距离最大时，下列说法中正确的是（已知重力加速度为 g）（ ）A. 球与斜面距离最大时，小球速度方向与斜面垂直B. 球与斜面距离最大时，小球的速度为C. 球与斜面距离最大时，小球飞行时间为 tanD. 球与斜面距离最大时，小球飞行的水平距离为12. 物体以速度 v0水平抛出，若不计空气阻力，则当其竖直分位移与水平位移相等时，以下说法中正确的是（ ）A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 即时速度大小为 2 v0C. 运动的时间为 D. 运动的位移为13. 如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为 r，质量为 m 的带孔小球穿于环上，同时有一长为 r 的细绳一端系于圆环最高点，当圆环以角速度 （
7、0）绕竖直直径转动时，（ ）A. 细绳对小球的拉力可能为零B. 细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等第 3 页，共 10 页C. 细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等D. 当 = 时，金属圆环对小球的作用力为零14. 如图，是一个匀速转动的电扇， O 为转动轴， A、 B 为电扇上两个质点，下列说法正确的是（ ）A. 电扇在做匀速圆周运动B. 电扇在绕 O 轴匀速转动C. 电扇上 A、 B 两个质点都在做匀速圆周运动D. 电扇上 A、 B 两个质点角速度相同三、实验题探究题（本大题共 1 小题，共 9.0 分）15. 如图 1 为“描绘平抛运动的轨迹”的实验装置将斜槽导轨固定在支架上，
8、让小球从斜槽的不同高度处滚下利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板的标尺可以测得水平位移，用直尺可以测得小球抛出时的高度（1）实验中，为了获得平抛运动的轨迹，还需要的实验器材有_（2）（多选题）此实验的目的是_A获得平抛物体运动轨迹B研究平抛物体飞行时间与哪些因素有关C利用轨迹计算当地重力加速度D研究平抛物体水平射程与哪些因素有关（3）某同学获得了如图 2 所示的平抛运动的轨迹，并在图上建立了直角坐标系，坐标原点 O 为小球的抛出点若在轨迹上任取一点，测得坐标为（ x， y），则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度 v0=_（4）如图 3，若某同学在平抛运动的轨迹图
9、上建立坐标系时， x 坐标与初速度 v0的方向不平行请用合理的办法确定图中重力加速度的方向（简单写出作图的过程，并保留作图痕迹）_若每相邻两球之间的时间间隔 T 相同，图距与实际距离之比为 1：10，在这种情况下，只用刻度尺，如何求得时间间隔 T？_（写出需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号）用测得的物理量和有关常量（已知重力加速度为 g），写出时间间隔 T 的表达式为_四、计算题（本大题共 2 小题，共 20.0 分）16. 将一个物体以 20m/s 的速度从 20m 的高度水平抛出，求物体的水平位移的大小？落地时的速度大小及方向？（不计空气阻力，取 g=10m/s2）第 4 页，
10、共 10 页17. 如图所示，竖直平面内的 3/4 圆弧形光滑轨道半径 R=1m， A 端与圆心 O等高， AD 为水平面， B 点为光滑轨道的最高点且在 O 的正上方一小球在 A 点正上方由静止释放，自由下落至 A 点进入圆轨道并恰好能通过 B点（从 A 点进入圆轨道时无机械能损失），最后落到水平面 C 点处求：（1）小球通过轨道 B 点的速度大小（2）释放点距 A 点的竖直高度（3）落点 C 到 A 点的水平距离第 5 页，共 10 页答案和解析【答案】1. C 2. D 3. D 4. D 5. B 6. C 7. C8. B 9. B 10. C 11. BC 12. CD 13. C
11、D 14. BCD15. 具有连拍功能的数码相机或摄像机； ABD； ；把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向；用刻度尺测出图中的 y1、 y2；16. 解：设物体在空中的运动时间为 t，根据 h= gt2，代入数据解得： t=2s；水平分位移： x=v0t=20m/s2s=40m；水平分速度： vx=v0=20m/s，竖直分速度： vy=gt=102m/s=20m/s，物体落地时的速度为： v= =20 m/s，tan= ，则有：=45；答：物体的水平位移的大小为 40m，落地时的速度大小为 20 m/s，与水平方向成 45角 1
12、7. 解：（1）小球恰能通过最高点 B 时有：解得：（2）设释放点到 A 高度 h，则有 联立解得： h=1.5R=1.51m=1.5m（3）小球由 C 到 D 做平抛运动 水平位移 xOC=vBt联立解得：所以落点 C 与 A 点的水平距离为：答：（1）小球通过轨道 B 点的速度大小为 （2）释放点距 A 点的竖直高度为 1.5m（3）落点 C 到 A 点的水平距离为 0.41m 【解析】1. 解：当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度沿篮筐方向，球就会被投入篮筐故 C 正确，A、 B、 D 错误故选： C球参与了沿圆周切线方向运动和出手方向的运动，根据平行四边形定则确定合速度的方向，从而
13、确定篮球能否被投入球框解决本题的关键知道球参与了两个方向的运动，通过平行四边形定则进行判断第 6 页，共 10 页2. 解：如果我们观察到条纹以速度 v 向上运动，则说明圆筒的转动从正面看是从右向左的，从上往下看应该是顺时针转动，那么从下往上看圆筒的逆时针转动t 时间内上升高度为 h=vt，由题意可知： vt=ntd，解得： n= 故 D 正确， ABC 错误故选： D观察某一个空间位置处的彩色条纹，由于圆筒在转动，经过很小的时间间隔后，同一位置处不是彩色条纹，由于人眼的视觉暂留现原因，人眼错认为原来的点向下移动了一小段，故会从整体上产生条纹移动的错觉从题境获取 T 和螺距移动的距离即可求解从
14、题境获取有用信息，迁移到学过的知识求解；人眼的视觉暂留现象，造成假象，最好亲身去体验3. 解： A、其余三个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，是变力，所以物体不可能做匀速圆周运动故 A 错误；B、 C、 D、有一个作匀速直线运动的物体受到四个力的作用，这四个力一定是平衡力，如果撤去一个沿运动方向的力，剩余的三个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，所以剩余的三个力的合力方向与速度方向相反，则物体将匀减速直线运动；故 BC 错误， D 正确故选： D物体受到四个力的作用，物体做匀速直线运动，这四个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的三个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡
15、力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线本题考查了曲线运动的条件以及共点力平衡的知识，关键根据平衡得到其余三个力的合力恒定，然后结合曲线运动的条件分析4. 解： A、若 Fx=Fycot，则合力方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，故 AB 错误；C、若 Fx Fycot，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向上侧，质点向 y 轴一侧做曲线运动，故 C 错误；D、若 Fx Fycot，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向下侧，则质点向 x轴一侧做曲线运动，故 D 正确故选： D根据合力的方向与速度的方向是
16、否在同一条直线上，判断物体做直线运动，还是曲线运动解决本题的关键掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，若合力的方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，若合力的方向与速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动5. 解： A、偏心轮上各处角速度相等，由 v= r 可知半径不同点，线速度不同，故 A 错误；B、同一偏心轮上各处角速度相同，故 B 正确；C、根据公式 an= 2r，向心加速度与到转动轴 O 的距离成正比，故 C 错误；D、 F=m 2r 知向心力与到转动轴 O 的距离成正比，故 D 错误；故选： B该题是同轴转动问题，在转盘上各处的角速度相等，利用向心加速度表达式以及角速度和线速
17、度关系进行求解解决转盘转动问题要明确角速度、线速度之间关系，利用向心加速度表达式进行求解6. 解： A、绳子拉力时刻与速度方向垂直，只改变速度的方向不改变速度的大小，故小球做匀速圆周运动，故 A 错误；B、拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力， F= ，拉力大小不变，故 B 错误C、小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供向心力，只要 v00，小球都能通过 A 点，故 C 正确， D 错误；故选： C在天宫一号中，小球处于完全失重状态，小球靠拉力提供圆周运动的向心力，做匀速圆周运动第 7 页，共 10 页解答本题要抓住小球处于完全失重状态，由绳子的拉力提供向心力，再根据向心力公式分析即可，难度不大7
18、. 解：将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图：则沿绳子方向上的分速度为 vsin，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，即为 vsin；而橡皮在水平方向上的速度为 v 等于铅笔移动的速度，即为 v，根据平行四边形定则，合速度为 v 合 = ，故 C 正确， A、 B、 D 错误故选： C将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，求出沿绳子方向上的分速度，而沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，橡皮在水平方向上的分速度为 v，根据平行四边形定则求出橡皮的速度解决本题的关键知道铅笔与绳子接触的点的速度在沿绳子方向上的分速度等于橡
19、皮在竖直方向上的分速度，然后根据平行四边形定则进行求解8. 解： A、水平路面对车身的弹力方向垂直于路面竖直向上故 A 错误BC、汽车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力故 B 正确， C 错误D、一辆轿车正在水平路面上转弯时，一定有指向圆心的向心加速度，故轿车加速度的方向一定不垂直于运动路线的切线方向，故 D 错误故选： B汽车拐弯时做圆周运动，在竖直方向上摩托车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力解决本题的关键知道在竖直方向上汽车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力9. 解： A、仅知道水平位移，初速度未知，无法求出运动的时间，故 A 错误
20、B、已知下落的高度，根据 h= 可以求出运动的时间，故 B 正确C、已知初速度，无法求出运动的时间故 C 错误D、已知末速度的大小，由于速度方向未知，则无法求出竖直分速度，无法求出运动的时间故 D 错误故选： B平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，或根据落地时竖直分速度求出运动的时间解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式，抓住等时性分析求解10. 解： A、 B、两球都做平抛运动，由于相碰时 A、 B 的竖直位移 h 相同，由 h= ，知两球的运动时间相等，可知两球同时抛出故 A、 B 错误C、物体做平抛运
21、动的规律水平方向上是匀速直线运动，由于 A 的水平位移比 B 的水平位移大，由 x=v0t知 A 的初速度要大，故 C 正确D、平抛运动的过程中，小球运动加速度都是 g，说明两球的运动情况与其质量无关，故 D 错误故选： C研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移11. 解：小球做平抛运动，当小球的速度与斜面方向平行时，距离斜面最远，此时速度与水平方向的夹角为 根据平行四边形定则知得
22、：此时的速度 v= ，竖直分速度 vy=vtan 第 8 页，共 10 页根据 vy=gt 得， t= ，小球飞行的水平距离 x=vt= 故 B、 C 正确， A、 D 错误故选： BC小球做平抛运动，当速度方向与斜面方向平行时，距离斜面最远，根据平行四边形定则求出质点距离斜面最远时的速度，和竖直分速度，结合速度时间公式求出运动的时间，再求解水平距离解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道速度方向与斜面平行时，距离斜面最远12. 解： A、根据 得， t= ，竖直分速度 vy=gt=2v0，与水平分速度不等，即时速度的大小 v=，故 C 正确， A、 B 错误D、水平位
23、移 ，则运动的位移 s= 故 D 正确故选： CD平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住水平位移和竖直位移相等求出运动的时间，根据速度时间公式求出竖直分速度，通过平行四边形定则求出瞬时速度的大小，根据水平位移求出运动的位移大小解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题13. 解：以小球为研究对象，可能受到重力、支持力和失重拉力作用，受力情况如图所示：A、如果细绳对小球的拉力为零，则小球受到的重力与支持力的合力不可能提供向心力，故 A 错误；B、细绳和金属圆环对小球的作用力大小如果相等二者在水平方向的合力为零，则向心力
24、为零，故 B 错误；C、将拉力 F 和支持力 N 进行正交分解，如图所示，根据平衡条件可得：竖直方向： Fcos60+Ncos60=mg，水平方向： Fsin60-Nsin60=mR 2 ，其中 R=rsin60= r联立解得： F=mg+ =mg+ ， N=mg- ，所以细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等，故 C 正确；D、当 = 时， N=mg- =0，所以此时金属圆环对小球的作用力为零，故 D 正确故选： CD以小球为研究对象进行受力分析，根据共点力的平衡条件和向心力的来源结合牛顿第二定律进行分析本题主要是考查了向心力的概念；知道做匀速圆周运动的物体受到的合力提供向心力，且向心力的
25、方向一定指向圆心，知道向心力的来源14. 解： A、匀速圆周运动的轨迹是圆周，匀速转动的电扇上除转轴外的各个点都做匀速圆周运动，不能说电扇在做匀速圆周运动，电扇整体的轨迹不动，故 A 错误；B、根据题意，电扇在绕 O 轴匀速转动，故 B 正确；C、 D、电扇上 A、 B 两个质点都在做匀速圆周运动，角速度相同，故 C 正确， D 正确；故选： BCD匀速转动的电扇上除转轴外的各个点都做匀速圆周运动，共轴转动角速度相等第 9 页，共 10 页本题关键是明确匀速圆周运动的概念，匀速圆周运动是对质点而言的，风扇自转的同时，平动的速度为零15. 解：（1）由题，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的
26、水平初速度和飞行时间，底板的标尺可以测得水平位移，用直尺可以测得小球抛出时的高度，所以首先要得到底版，还需要的实验器材有：具有连拍功能的数码相机或摄像机（2） A、该实验为“描绘平抛运动的轨迹”，所以获得平抛物体运动轨迹符合实验的目的；B、该实验中，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，用直尺可以测得小球抛出时的高度，所以可以研究飞行时间与哪些因素有关故 B 符合实验的目的；C、该实验为“描绘平抛运动的轨迹”，所以不能利用轨迹计算当地重力加速度故 C 错误；D、利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板的标尺可以测得水平位移，所以可以研究平抛物体
27、水平射程与哪些因素有关故 D 符合题意故选： ABD （3）小球水平方向的位移： x=v0t，竖直方向上： ，所以： （4）若某同学在平抛运动的轨迹图上建立坐标系时， x 坐标与初速度 v0的方向不平行合理的办法是把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向如图用刻度尺测出图中的 y1、 y2 根据匀变速直线运动的导出公式： s=aT2 得： 所以： 故答案为：（1）具有连拍功能的数码相机或摄像机（2） ABD（3） （4） 把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向；用刻度尺测出
28、图中的 y1、 y2 ；平抛运动水平方向做做匀速运动，竖直方向自由落体运动，根据基本公式即可求解解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动第 10 页，共 10 页16. 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移；结合速度时间公式求出竖直分速度，从而根据平行四边形定则求出落地的速度大小解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题17. 小球恰能通过最高点 B 时，对轨道的压力为 0，重力提供向心力， mg=m 求出 B 点的速度，从释放点到 B 点运用动能定理，根据动能定理求出释放点距离 A 点的高度小球离开 B 点做平抛运动，高度决定时间，根据时间和 B 点的速度求出水平距离解决本题的关键知道球到达 C 点时对轨道的压力为 0，有 mg=m ，以及能够熟练运用动能定理
