高一物理必修二第一章曲线运动经典测试卷.docx

《高一物理必修二第一章曲线运动经典测试卷.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理必修二第一章曲线运动经典测试卷.docx（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、高一物理必修二第一章曲线运动经典测试卷1、关于曲线运动，下列说法中正确的是（ AC ）A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 变加速运动一定是曲线运动【解析】曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，一定是变化的，所以曲线运动一定是变速 运动。变速运动可能是速度的方向不变而大小变化，则可能是直线运动。当物体受到的合力 是大小、方向不变的恒力时，物体做匀变速运动，但力的方向可能与速度方向不在一条直线 上，这时物体做匀变速曲线运动。做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变，但方向始 终与速度方向在一条直线上，这时物体做变速直线运动。2、质点在三个恒

2、力 F 、F 、F 的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去 F ，而保持 F 、F1 2 3 1 2 3不变，则质点（ A ）A一定做匀变速运动 B一定做直线运动C一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题 意可知，当突然撤去 F 而保持 F 、F 不变时，质点受到的合力大小为 F ，方向与 F 相反，1 2 3 1 1故一定做匀变速运动。在撤去 F 之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状1态，则撤去 F 后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去1F 后，质点可能做直线运动（条件是 F

3、 的方向和速度方向在一条直线上），也可能做曲线运 1 1动（条件是 F 的方向和速度方向不在一条直线上）。13、关于运动的合成，下列说法中正确的是（ C ）A. 合运动的速度一定比分运动的速度大B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等【解析】根据速度合成的平行四边形定则可知，合速度的大小是在两分速度的和与两分速度 的差之间，故合速度不一定比分速度大。两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。 两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动，决定于两初速度的合速度方向是否与 合加速度方向在一

4、直线上。如果在一直线上，合运动是匀变速直线运动；反之，是匀变速曲 线运动。根据运动的同时性，合运动的两个分运动是同时的。4、质量 m=0.2kg 的物体在光滑水平面上运动，其分速度 v 和 v 随时间变化的图线如图所示，x y求：(1) 物体所受的合力。(2) 物体的初速度。(3) 判断物体运动的性质。(4) 4s 末物体的速度和位移。【解析】根据分速度 v 和 v 随时间变化的图线可知，物体在 xx y轴上的分运动是匀加速直线运动，在 y 轴上的分运动是匀速直线运动。从两图线中求出物体的加速度与速度的分量，然后再合成。(1) 由图象可知，物体在 x 轴上分运动的加速度大小 a =1m/s2，

5、在 y 轴上分运动的加x速度为 0，故物体的合加速度大小为 a=1m/s2 ，方向沿 x 轴的正方向。则物体所受的合12v41212力 F=ma=0.21N=0.2N，方向沿 x 轴的正方向。 (2) 由图象知，可得两分运动的初速度大小为v = v 2 +v 2 = 0 +4 2v =0，v =4m/s，故物体的初速度 x0 y0m/s=4m/s，方向沿 y 轴正方向。0x 0y 0(3) 根据（1）和（2）可知，物体有 y 正方向的初速度，有 x 正方向的合力，则物体做 匀变速曲线运动。(3) 4s 末 x 和 y 方向的分速度是 v =at=4m/s，v =4m/s，故物体的速度为x yv

6、= v 2 +v 2 = x y4 2 +4 2 =4 2m / s ，方向与 x 正向夹角 ，有 tan= v / v =1。y xx 和 y 方向的分位移是 x=at2/2=8m，y=v t=16m，则物体的位移为ys= x 2 +y 2 =8 5 m，方向与 x 正向的夹角 ，有 tan=y/x=2。5、已知某船在静水中的速率为 v 4m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的1平行线，河宽为 d100m，河水的流动速度为 v 3m/s，方向与河岸平行。试分析：21 欲使船以最短时间渡过河去，航向怎样？最短时间是多少？到达对岸的位置怎样？ 船发生的位移是多大？2 欲使船渡河过程中

7、的航行距离最短，船的航向又应怎样？渡河所用时间是多少？ 【解析】 根据运动的独立性和等时性，当船在垂直河岸方向上的分速度 v 最大时，渡河所用时间最短，设船头指向上游且与上游河岸夹角为 ， 其合速度 v 与分运动速度 v 、v 的矢量关系如图 1 所示。河水流速 v 平行1 2 2于河岸，不影响渡河快慢，船在垂直河岸方向上的分速度v v sin，则 1d船渡河所用时间为 t 。v sin a1v图 1vv显然，当 sin 1 即 90时，v 最大，t 最小，此时船身垂直于河岸，船头始终指向正对岸，但船实际的航向斜向下游，如图 2 所示。渡河的最短时间d 100t s25s。 min1vvA船的

8、位移为s v t v 21+v22tmin42+3225m 图 2v125m。船渡过河时已在正对岸的下游 A 处，其顺水漂流的位移为xv t 2 minv d2v13100 m75m。4 由于 v v ，故船的合速度与河岸垂直时，船的渡河距离最短。设此时船速 v 的方 1 2 1向（船头的指向）斜向上游，且与河岸成 角，如图 634 所示，则cos v2v13 ，4124。 4vv合v船的实际速度为v 合v 2 -v 2 1 2 4232 m/s 7 m/s。图 634x故渡河时间d 100 100 7t s s38s。 v合 7 76、如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片

9、，图中 A、B、C 为三个同时由同一点出发的小球。AA为 A 球在光滑水平面上以速度 v 运动的 轨迹； BB为 B 球以速度 v 被水平抛出后的运动轨迹；CC为 C 球自 由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论：。【解析】观察照片，B、C 两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上， 说明平抛运动物体 B 在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而 A、B 两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动物 体 B 在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同。所以，得到的结论 是：做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由B ACCAB落体运动。7、在研究平抛

10、运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L1.25cm， 若小球在平抛运动途中的几个位置如图中 a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度为 v 0（用 L、g 表示），其值是 。（g 取 9.8m/s2）【解析】由水平方向上 abbccd 可知，相邻两点的时间间隔相等，设为 T，竖直方向相邻两点间距之差相等，yL，则由 xaT2，得abLT 。时间 T 内，水平方向位移为 x2L，所以 gv 2 Lg =2 0.0125 9.8 m/s0.70m/s。 0tcd8、飞机在 2km 的高空以 360km/h 的速度沿水平航线匀速飞行，飞机在地面上观察者的正上 方空投一包裹。（g

11、取 10m/s2，不计空气阻力）1 试比较飞行员和地面观察者所见的包裹的运动轨迹。2 包裹落地处离地面观察者多远？离飞机的水平距离多大？3 求包裹着地时的速度大小和方向。提示 不同的观察者所用的参照物不同，对同一物体的运动的描述一般是不同的。 【解析】 从飞机上投下去的包裹由于惯性，在水平方向上仍以 360km/h 的速度沿原来 的方向飞行，与飞机运动情况相同。在竖直方向上同时进行自由落体运动，所以飞机上的飞 行员只是看到包裹在飞机的正下方下落，包裹的轨迹是竖直直线；地面上的观察者是以地面 为参照物的，他看见包裹做平抛运动，包裹的轨迹为抛物线。 抛体在空中的时间 t2h 2 2000 =g 1

12、0s20s。在水平方向的位移xv t03603.620m2000m，即包裹落地位置距观察者的水平距离为 2000m。包裹在水平方向与飞机的运动情况完全相同，所以，落地时包裹与飞机的水平距离为零。 包裹着地时，对地面速度可分解为水平方向和竖直方向的两个分速度，2210v v 100m/s，v gt1020m/s200m/s， x 0 y故包裹着地速度的大小为v tv2 +v 2 = 100 2 +200 2 x ym/s100 5 m/s224m/s。而 tan vvyx2001002，故着地速度与水平方向的夹角为 arctan2。9、如图，高 h 的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为

13、 a，车厢顶部 A 点处有 油滴滴下落到车厢地板上，车厢地板上的 O 点位于 A 点的正下方，则油滴的落地点必在 O 点的 （填“左”或“右”）方，离 O 点的距离为 。【解析】因为油滴自车厢顶部 A 点脱落后，由于惯性在水平方向具有与车厢相同的初速度，因此油滴做平抛运动，水平方向做匀速直线运动 x vt，11竖直方向做自由落体运动 h gt2，2AOAO又因为车厢在水平方向做匀减速直线运动，所以车厢（O 点）xx1的位移为 x vt at2。2x如图所示 xx x1 2=1 1 2h a at 2 = a = h2 2 g g，所以油滴落地点必在 O 点的右方，离 O 点的距离为agh。10

14、、如图所示，两个相对斜面的倾角分别为 37和 53，在斜面顶点把两个小球以同样大 小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，则 A、B 两个 小球的运动时间之比为（ D ）A.1:1 B.4:3 C.16:9 D.9：16【解析】由平抛运动的位移规律可知：x =v t0y =12gt2tan q = y / xt =2 v tan q / g 0 t tan 37 9 A = =t tan 53 16 B11、如图在倾角为 的斜面顶端 A 处以速度 V 水平抛出一小球，落在斜面上的某一点 B 处，0设空气阻力不计，求（1）小球从 A 运动到 B 处所需的时间；（2）从

15、抛出开始计时，经过多 长时间小球离斜面的距离达到最大？【解析】（1）小球做平抛运动，同时受到斜面体的限制，设从小球从A 运动到 B 处所需的时 间为 t，水平位移为 x=V t01竖直位移为 y= gt22由数学关系得:1 2V tan gt 2 =(V t ) tan q,t = 02 gqvvrrr（2）从抛出开始计时，经过 t 时间小球离斜面的距离达到最大,当小球的速度与斜面1平行时，小球离斜面的距离达到最大。因 V =gt =V tan,所以y1 1 0t =1V tan0gq。12、如图所示，两个小球固定在一根长为 l 的杆的两端，绕杆上的 O 点做圆周运动。当小球 A 的速度为 v

16、 时，小球 B 的速度为 v ，则轴心 O 到小球 A 的距离是（ B ）A BA.v (v +v )l A A BB.v lAv +vABC.( v +v )l A BvAD.( v +v )l A BvB【解析】设轴心 O 到小球 A 的距离为 x，因两小球固定在同一转动杆的两端，故两小球做圆周运动的角速度相同，半径分别为 x、lx。根据v v v lA = B ，解得 x = A ，x l -x v +vA Bw =vr有AAOBB13、如图所示的皮带传动装置中，右边两轮固定在一起同轴转动，图中A、B、C 三轮的半径 关 系 为 r r 2r ， 设 皮 带 不 打 滑 ， 则 三 轮

17、边 缘 上 的 一 点 线 速 度 之 比 v v vA C B A B C ，角速度之比 。A B C【解析】A、B 两轮由皮带带动一起转动，皮带不打滑，故 A、B 两 轮边缘上各点的线速度大小相等。B、C 两轮固定在同一轮轴上，同 轴转动，角速度相等。由 vr 可知，B、C 两轮边缘上各点的线AABBC速度大小不等，且 C 轮边缘上各点的线速度是 B 轮边缘上各点线速度的两倍，故有 v v v 112。A B CA、B 两轮边缘上各点的线速度大小相等，同样由 vr 可知，它们的角速度与半径成 反比，即 r r 12。因此 =122A B B A A B C14、雨伞边缘半径为 r，且高出水

18、平地面的距离为 h，如图所示，若雨伞以角速度 匀速旋 转，使雨滴自雨伞边缘水平飞出后在地面上形成一个大圆圈，则此圆圈的半径 R 为多大？ 【解析】作出雨滴飞出后的三维示意图，如图所示。雨滴飞出的速度大小 vr，在竖直C1方向上有 h gt2，在水平方向上有 svt，又由几何关系可得 R 2r 2 +s 2，联立以上各式可解得雨滴在地面上形成的大圆圈的半径Rrgg2+2 gw 2h。15、关于向心加速度，以下说法中正确的是（ AD ）A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直B. 向心加速度的方向保持不变C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆

19、心【解析】 向心加速度的方向沿半径指向圆心，速度方向则沿圆周的切线方向。所以，向心 加速度的方向始终与速度方向垂直，且方向在不断改变。物体做匀速圆周运动时，只具有向 心加速度，加速度方向始终指向圆心；一般情况下，圆周运动的向心加速度与切向加速度的2222 3 3a b cFN2合加速度的方向就不始终指向圆心。16、如图所示，A、B 两轮同绕轴 O 转动，A 和 C 两轮用皮带传动，A、B、C 三轮的半径之比 为 233，a、b、c 为三轮边缘上的点。求： 三点的线速度之比； 三点转动的周期之比； 三点的向心加速度之比。cC AaObB【解析】 因 A、B 两轮同绕轴 O 转动，所以有 ，a b

20、由公式 vr 可知 v v ( r )( r )r a b a a b b ar 23。b因为 A 和 C 两轮用皮带传动，所以有 v v ，a c综上所述可知三轮上 a、b、c 三点的线速度之比v v v 232。 a b c2r 因为 ，所以有 T T 。因为 v v ，根据 Ta b a b a c vT T r r 23，a c a c所以三点转动的周期之比 T T T 223。a b c可得v2 根据向心加速度公式 aR可得三点的向心加速度之比v v v 4 9 4a a a a b c 694。r r ra b c17、如图所示，将一质量为 m 的摆球用长为 L 的细绳吊起，上端固

21、定，使摆球在水平面内做 匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。关于摆球的受力情况， 下列说法中正确的是（ C ）A摆球受重力、拉力和向心力的作用FT1FTB摆球受拉力和向心力的作用 C摆球受重力和拉力的作用 D摆球受重力和向心力的作用mL mFT2O【解析】物体只受重力 G 和拉力 F 的作用，而向心力 FT是重力和拉力的合力，如图所示。也可以认为向心力就是 F 沿水平方向的分力 F ，显然，F 沿竖直方向的分力 F 与重力 G T T2 T T1G平衡。AB18、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆y锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球 A 和 B 紧

22、贴着内壁分别在FN1FN图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是 （ AB ）A A 球的线速度必定大于 B 球的线速度B A 球的角速度必定小于 B 球的线速度OmgF xC A 球的运动周期必定小于 B 球的运动周期D A 球对筒壁的压力必定大于 B 球对筒壁的压力【解析】小球 A 或 B 的受力情况如图，两球的向心力都来源于重力 G 和支持力 F 的合力，N建立坐标系，有 F F sinmg，F F cosF，N1 N N2 N所以 Fmgcot，即小球做圆周运动所需的向心力，可见 A、B 两球的向心力大小相等。v2比较两者线速度大小时，由 Fmr可知，r 越大，v 一定较

23、大。比较两者角速度大小时，由 Fmr2可知，r 越大， 一定较小。2比较两者的运动周期时，由 Fmr(T)2可知，r 越大，T 一定较大。mg由受力分析图可知，小球 A 和 B 受到的支持力 F 都等于N sin。19、一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所 示，水的质量 m0.5kg，水的重心到转轴的距离 l50cm。1 若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；2 若在最高点水桶的速率 v3m/s，求水对桶底的压力。【解析】 以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小。此时有mgmv 20l，则所求的最小速率为v 0gl10 0.5m/s2.24m/s。 在最高点，水所受重力 mg 的方向竖直向下，此时水具有向下的向心加速度，处于 失重状态，其向心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定。v2由向心力公式 Fmr可知，当 v 增大时，物体做圆周运动所需的向心力也随之增大，由于 v3m/sv 2. 24m/s，因此，当水桶在最高点时，水所受重力已不足以提供水做圆0周运动所需的向心力，此时桶底对水有一向下的压力，设为F ，则由牛顿第二定律有 FN Nv2mgmr，故v2F m mg N r=0.5 320.5N -0.5 10N4N。