高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动当堂检测题，共7页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（时间：45分钟 满分：100分）


一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）


1．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）[来源:Z&xx&k.Cm]


A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动


B．物体在变力作用下一定做曲线运动


C．做曲线运动的物体，其速度大小可能不变


D．速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动


2．关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（ ）


A．平抛运动是匀变速曲线运动


B．匀速圆周运动是速度不变的运动


C．圆周运动是匀变速曲线运动


D．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的


3．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，如图为4个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图（图中O为圆心），其中正确的是（ ）





4．一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是（ ）





A．hω B．


C． D．hωtan θ


5．如图所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速为v0的平抛运动，恰落在b点。若小球初速变为v，其落点位于c，则（ ）





A．v0＜v＜2v0


B．v＝2v0


C．2v0＜v＜3v0


D．v＞3v0


6．如图所示为在空中某一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（ ）





A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用


B．摆球A受拉力和向心力的作用


C．摆球A受拉力和重力的作用


D．摆球A受重力和向心力的作用


7．两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。则它们的（ ）





A．运动周期相同


B．运动的线速度相同


C．运动的角速度相同


D．向心加速度相同


8．如图所示，长0.5 m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3 kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2 m/s。取g＝10 m/s2，下列说法正确的是（ ）





A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24 N


B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6 N


C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24 N


D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54 N


二、实验题（共2小题，每小题10分，共20分）


9．为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球。将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t。则：





（1）小钢球做圆周运动的周期T＝________。


（2）小钢球做圆周运动的向心力F＝________。


10．（1）在探究平抛运动的规律时，可以选用图甲所示的各种装置图，以下操作合理的是（ ）





甲


A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地


B．选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面


C．选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球


D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，获得平抛轨迹


（2）如图乙所示为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长均为5 cm，如果g取10 m/s2，求：①闪光频率是________Hz；





乙


②小球运动的水平分速度的大小是____m/s；


③小球经过B点时速度的大小是______m/s。


三、计算题（共2小题，每小题16分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）


11．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。求：





（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；[来源:学_科_网]


（2）物块与转台间的动摩擦因数μ。


12．如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内，两个质量均为m的小球A、B，以不同的速度进入管内，A通过最高点P时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点P时，对管壁下部的压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离。





参考答案


1答案：C 解析：物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力与速度方向不在同一条直线上，与恒力和变力无关，A、B错误；做曲线运动的物体速度方向不断变化，速度大小可以变化也可以不变，C正确；速度大小和加速度大小均不变的运动也可能是曲线运动，如匀速圆周运动，D错误。


2答案：A 解析：平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误。


3答案：C 解析：物体做曲线运动时，其线速度方向沿曲线上某点的切线方向，该题中，雪橇沿圆周运动到某点时，速度沿该点圆周的切线方向，所受的摩擦力Ff方向一定与其线速度方向相反；由于雪橇做匀速圆周运动，所以它所受牵引力F和摩擦力Ff的合力一定指向圆心，由此推知只有图C满足条件。故正确选项为C。


4答案：C 解析：当光束转到与竖直方向夹角为θ时，由v＝ωr知云层底面上光点转动的线速度为。设云层底面上光点的移动速度为v，则有，解得云层底面上光点的移动速度，选项C正确。


5答案：A 解析：小球落在b点水平位移x1＝v0t1，小球落在c点水平位移x2＝vt2，因a、b、c三点等距，则x2＝2x1，由知t2＞t1，所以v0＜v＜2v0。


6答案：C 解析：摆球A受拉力和重力的作用，拉力和重力的合力提供向心力，C正确。


7答案：AC 解析：设细线与竖直方向的夹角为θ，水平面距悬点的高度为h，细线的拉力与重力的合力提供向心力，则mgtan θ＝m（）2htan θ，解得，由此可知T与细线长无关，A、C正确，B、D错误。


8答案：BD 解析：设小球在最高点时受杆的弹力向上，则mg－FN＝，得FN＝mg－＝6 N，故小球对杆的压力大小是6 N，A错误，B正确；小球通过最低点时FN－mg＝，得FN＝mg＋＝54 N，小球对杆的拉力大小是54 N，C错误，D正确。


9答案：


答案：或


解析：（1）小钢球完成一次完整的圆周运动所用的时间是一个周期，则。


（2）小钢球做圆周运动的半径应为小钢球的球心到圆心O的距离，则半径R＝r－，小钢球做圆周运动的向心力，而，所以（设悬线与竖直方向的夹角为θ，向心力还可表示为F＝mgtan θ＝。


10答案：BD


答案：①10 ②1.5 ③2.5


解析：（1）A选项中，应通过听小球落地时发出的声音来判定两球是否同时落地，A错误；当竖直管的上端A低于水面时，水内A端同一高度处的压强在水面下降至A端之前一直保持为大气压强，从而保证从弯管内流出的水所受压力恒定，流速稳定，B正确；选用装置3时，应保证每次钢球做平抛运动时，沿同一轨迹运动，这就要求每次做平抛运动的初速度相同，也就要求每次一定从斜槽上同一位置由静止释放，C错误；用数码相机每秒十几帧至几十帧照相，原理与研究平抛运动实验类似，也可以获得平抛运动的轨迹，D正确。


（2）①设A、B间及B、C间的时间间隔为T，则在竖直方向上有yBC－yAB＝gT2，


T＝＝0.1 s，所以f＝＝10 Hz；


②vx＝＝1.5 m/s；


③vBy＝＝2 m/s，


所以vB＝＝2.5 m/s。


11答案：1 m/s


答案：0.2


解析：（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有


①


在水平方向上有


s＝v0t②


由①②式解得③


v0＝1 m/s


（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有


④


fm＝μN＝μmg⑤


由③④⑤式解得 μ＝＝0.2


12答案：3R


解析：在最高点，小球A受到重力和向下的压力，如图所示





根据牛顿第二定律和向心力公式得


mg＋FN＝，即mg＋3mg＝


则


在最高点，小球B受到重力和向上的压力，如图所示





根据牛顿第二定律和向心力公式得


mg－FN′＝，即mg－0.75mg＝


则[来源:学。科。网Z。X。X。K]


A、B两小球都做平抛运动，水平方向上


x＝v0t


竖直方向上





则A、B两球落地点间的距离


Δx＝vAt－vBt＝


所以Δx＝3R