高中物理人教版第五章曲线运动 市一等奖

长沙市第一中学2023届高二物理天天练(1)学校:___________姓名：___________班级：___________1.【题文】（多选题）关于物体的运动下列说法正确的是（）A．物体做曲线运动时，它所受的合力一定不为零B．做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态C．做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变D．做曲线运动的物体，所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上【答案】AC【解析】解：A、当合外力为零时，物体做匀速直线运动或静止，所以做曲线运动时所受的合外力一定不为零，也不可能处于平衡状态，故A正确，B错误；C、做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变，故C正确；D、当合力与速度不在同一条直线上时，物体才做曲线运动，所受的合外力的方向一定与速度方向不在一条直线上，故D错误；故选：AC．2.【题文】荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，图为小孩荡秋千运动到最高点的示意图，关于小孩此时加速度方向可能正确的是（）A．AB．BC．CD．D【答案】C【解析】解：当秋千荡到最高点时，小孩的速度为零，沿半径方向加速度为零，加速度方向沿圆弧的切线方向，即是图中的C方向，选项C正确．故选：C3.【题文】某人横渡一条河流，船划行速度和水流动速度一定，此人过河最短时间为T1；若此船用最短的位移过河，则需时间为T2．若船速大于水速，则船速与水速之比为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】解：解：设河宽为d，设船在静水中的速率为v1，水流速为v2（1）最短时间过河时，静水速与河岸垂直，有：T1=…①（2）最小位移过河：v合=则：T2==…②联立①②解得：=．故A正确，BCD错误．故选：A．4.【题文】以初速度v0水平抛出一个物体，经过时间t物体的速度大小为v，则经过时间2t，物体速度大小的表达式正确的是（）A．v0+2gtB．v+gtC．D．【答案】C【解析】解：经过时间2t，在竖直方向上的分速度vy=2gt．根据平行四边形定则，物体的速度大小，v=．故C正确，A、B、D错误．故选：C．5.【题文】如图所示，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO'上．当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2：1，当转轴的角速度逐渐增大时（）A．AC先断B．BC先断C．两线同时断D．不能确定哪根线先断【答案】A【解析】解：绳子与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得，Fcosθ=mrω2．则F==mω2l，（l表示绳长）．知AC绳的长度大于BC绳的长度，当角速度增大时，AC绳先达到最大拉力，所以AC绳先断．故A正确，B、C、D错误．故选：A．6.【题文】火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为（）A．（+1）：1B．（﹣1）：1C．：1D．1：【答案】B【解析】解：火箭在高空某处所受的引力为它在地面处所受引力的一半，设地球半径为R，火箭的轨道半径为r，根据F=，知力=G，解得：r=R火箭离地面的高度为：h=r﹣R=（﹣1）R则火箭离地面的高度与地球半径之比为（﹣1）：1．故选：B7.【题文】已知引力常量为G，则根据下面的哪组数据可以算出地球的质量（）A．月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1B．地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2C．地球绕太阳运行的速度v及地球到太阳中心的距离R2D．地球表面的重力加速度g及地球到太阳中心的距离R2【答案】A【解析】解：A、月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，则有，得，故A正确；B、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，则有，可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故B错误；C、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，则有，可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故C错误；D、根据得地球质量，因为地球半径未知，无法求出地球的质量，所以D错误故选：A8.【题文】“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来，如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r．若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦，下列说法正确的是（）A．让人和车的速度为B．人和车的速度为C．桶面对车的弹力为mgcosθD．桶面对车的弹力为【答案】B【解析】解：对人和车受力分析如图所示，由此根据牛顿第二定律得：FNcosθ=mg，解得：v=，FN=故B正确，ACD错误．故选：B9.【题文】1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km．若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度为g．这个小行星表面的重力加速度为（）A．400gB．C．20gD．【答案】B【解析】解：由于小行星密度与地球相同，所以小行星质量与地球质量之比为=，根据星球表面万有引力等于重力，列出等式：=mg得：g=，所以小行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为==，所以这个小行星表面的重力加速度为，故选B．10.【题文】（多选题）如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，A的半径为20cm，B的半径为10cm，则A、B两轮边缘上的点（）A．角速度之比为1：2B．向心加速度之比为1：2C．线速度之比为1：2D．线速度之比1：1【答案】ABD【解析】解：摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，三个轮子边缘上的点线速度大小相等．根据ω=，A、B两轮边缘上的点半径之比为2：1，则角速度之比为1：2．根据a=知，半径之比为2：1，则向心加速度之比为1：2．故A、B、D正确，C错误．故选ABD．11.【题文】如图所示，小物块从半球形碗的碗口下滑到碗底的过程中，如果物块的速度大小始终不变，则（）A．物块的加速度大小始终不变B．碗对物块的支持力大小始终不变C．碗对物块的摩擦力大小始终不变D．物块所受的合力大小始终不变【答案】AD【解析】解：因物体的速度大小不变，物块做匀速圆周运动，故其向心力大小不变，即物体所受合力大小不变，故D正确；由F=ma可知，物块的加速度大小始终不变，故A正确；物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，如图所示，支持力与重力的合力充当向心力，而在物块下滑过程中重力沿径向分力变化，故支持力一定会变化，故B错误；而在切向上摩擦力应与重力的分力大小相等，方向相反，因重力的分力变化，故摩擦力也会发生变化，故D正确；故选AD．12.【题文】（多选题）如图所示，在2023年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则（）A．如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B．不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C．运动员落到雪坡时的速度大小是D．运动员在空中经历的时间是【答案】BD【解析】解：设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；D、运动员竖直位移与水平位移之比：===tanθ，则有飞行的时间t=，故D正确；C、竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小：v==v0，故C错误；A、设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则tanα===2tanθ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；故选：BD．13.【题文】（多选题）在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度﹣时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是（）A．前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动B．后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C．4s末物体坐标为（4m，4m）D．4s末物体坐标为（6m，2m）【答案】AD【解析】解：A、前2s内，物体在y轴方向没有速度，由图看出，物体沿x轴方向做匀加速直线运动．故A正确．B、在后2s内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据运动的合成得知，物体做匀加速曲线运动，加速度沿y轴方向．故B错误．C、D在前2s内，物体在x轴方向的位移为：x1=t=×2m=2m．在后2s内，x轴方向的位移为：x2=vxt=2×2m=4m，y轴方向位移为：y=×2m=2m，则4s末物体的坐标为（6m，2m）．故C错误，D正确．故选：AD14.【题文】如图所示，木块在水平桌面上移动的速度是v，跨过滑轮的绳子向下移动的速度是．（绳与水平方向之间的夹角为α）【答案】vcosα．【解析】解：物块实际的速度等于沿绳子收缩的速度和绕滑轮摆动速度这两个速度的合速度，根据平行四边形定则得，v1=vcosα．故本题答案为：vcosα．15.【题文】从某一高度平抛一物体，当抛出2S后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平方向成60°角．求：（1）抛出时的速度；（2）落地时的速度；（3）抛出点距地面的高度；（4）水平射程．（g取10m/s2）【答案】解：（1）2s后竖直方向上的分速度为：vy1=gt=10×2=20m/s由于抛出2S后它的速度方向与水平方向成45°角，则根据速度的分解可知：v0=vx=vy=20m/s．故物体抛出时的初速度为20m/s．（2）落地时速度方向与水平成60°角．所以cos60°=，则有：v==2v0=40m/s．故落地时的速度为40m/s．（3）落地时竖直方向的分速度为：vy=vsin60°=20m/s根据vy2=2gh得：h==m=60m故抛出点距离地面的高度为60m．（4）平抛运动的时间为：t==s=2s则有：x=v0t=20×2m=40m．故水平射程为40m．答：（1）抛出时的速度是20m/s；（2）落地时的速度为40m/s；（3）抛出点距地面的高度是60m；（4）水平射程是40m．【解析】16.【题文】如图所示，细绳一端系着质量M=0.6kg的物体A静止在水平转台上，另一端通过轻质小滑轮O吊着质量m=0.3kg的物体．A与滑轮O的距离为0.2m，且与水平面的最大静摩擦力为2N，为使B保持静止状态，水平转台做圆周运动的角速度ω应在什么范围内？（g取10m/s2）【答案】解：当M所受的最大静摩擦力沿半径方向向外时，角速度最小，根据牛顿第二定律得：mg﹣Ff=Mrω12，解得ω1=；当M所受的最大静摩擦力沿半径向内时，角速度最大，根据牛顿第二定律，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范围内．【解析】17.【题文】同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置．图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板．M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H．N板上固定有三个圆环．将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处．不考虑空气阻力，重力加速度为g．求：（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；（3）摩擦力对小球做的功．【答案】解：（1）小球从Q抛出后运动的时间：①水平位移：L=vQ•t②小球运动到距Q水平距离为的位置