新教材物理一轮总复习-单元素养评价四曲线运动习题.docx

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1、单元素养评价(四)曲线运动一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)12023江苏徐州期中把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来，这是研究物理问题的一种科学研究方法下列选项中最符合这种研究方法的是()2.质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是()A秋千对小明的作用力小于mgB秋千对小明的作用力大于mgC小明的速度为零，所受合力为零D小明的加速度为零，所受合力为零32023河北省部分学校高三模拟如图所示，一汽车过半径均为50m的圆弧形凹桥和凸桥，在凹桥的最低处和凸桥的最高处的速度大小均为

2、v10m/s，取重力加速度大小g10m/s2，则在凹桥的最低处和凸桥的最高处汽车对桥面的压力大小之比为()A.32B54C21D314.如图所示船从A处开出后沿直线AB到达对岸若AB与河岸成37角，水流速度为4m/s(已知sin370.6，cos370.8)，则船从A点开出的最小速度为()A2m/sB2.4m/sC3m/sD3.5m/s5.如图所示，一细绳一端系一小球，另一端固定，给小球不同的初速度，使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动，则下列细绳拉力F、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度a、线速度v与角速度平方2的关系图像正确的是()6.如图所示，将板长为L的长木板倾斜放置，倾角为45，一个

3、小球在板的上端以大小为v0的初速度水平抛出，结果小球恰好落在长木板的底端，如果将板的倾角改为30，要使小球从板的上端水平抛出后也恰好能落在板的底端，则抛出的初速度大小为()Av0Bv0Cv0Dv07.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点等于()A20B18C9.0D3.0二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分在每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)8机动车检测站

4、进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数检测过程简图如图所示，车轴A的半径为rA，车轮B的半径为rB，滚动圆筒C的半径为rC，B与C间不打滑当B以恒定转速n(每秒钟转n圈)运行时，下列说法正确的是()AC的边缘线速度大小为2nrBBA、B的角速度大小相等，均为2n，且A、B沿顺时针方向转动，C沿逆时针方向转动CA、B、C的角速度大小相等，均为2n，且均沿顺时针方向转动DB、C的角速度的比值为9.2023雅礼中学高三(下

5、)第七次月考如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A，用悬索(不可伸长且重力可忽略不计)救起了伤员B.直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员B吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离l与时间t的关系为lHbt2(式中l表示伤员到直升机的距离，H表示开始计时时伤员与直升机的距离，b是一常数，t表示伤员上升的时间)，不计伤员和绳索受到的空气阻力这段时间内从地面上观察，下列判断正确的是()A悬索始终保持竖直B伤员做直线运动C伤员做曲线运动D伤员的加速度为2b102023广东江门3月模拟2022年2月8日，谷爱凌夺得北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌自由式滑

6、雪赛道示意图如图所示，运动员从较高的坡面滑到A处，再沿水平方向飞离，落到斜坡上的B处，若不计空气阻力，只知道水平飞离A处时的速度v0和斜坡倾角，重力加速度为g.则下列说法正确的是()A不论v0多大运动员落到斜坡上的速度方向与竖直方向夹角为一定值B不能求出运动员在空中经历的时间C可以求出运动员落到斜坡上B处时的速度大小D可以求出运动员落到斜坡上B处时重力的功率三、非选择题(本题共4个小题，共54分)11(8分)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置某物理小组利用图甲

7、所示装置探究平抛运动规律他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点则根据平抛运动规律分析下列问题(g取10m/s2)：(1)乙图中，摄像头A所拍摄的频闪照片为_选填“(a)”或“(b)”.(2)测得图乙(a)中OP距离为45cm，(b)中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度大小应为_m/s，小球在P点速度大小应为_m/s.12(6分)如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块

8、被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小可以忽略(1)某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制_和_两个变量保持不变改变转台的转速，对应每个转速由_读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度_(2)上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是_，单位是_(3)为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有_和_13.(15分)如图所示，一条轻绳长为L0.2m，一端连接一个质量m2kg的小球，另一端连接

9、一个质量M1kg的滑块滑块套在竖直杆上，它与竖直杆间的动摩擦因数为，现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，绳子与杆的夹角60，滑块恰好不下滑，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)小球转动的角速度的大小；(2)滑块与竖直杆间的动摩擦因数.14(9分)如图所示，一个质量为60kg的滑板运动员，以v04m/s的初速度从某一高台的A点水平飞出，恰好从光滑圆轨道的B点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R3m，60，g取10m/s2，求：(1)A距C点的高度；(2)滑板运动员运动到圆弧轨道最高点D时对轨道的压力15(16分

10、)如果汽车顶部放置的行李捆绑不够牢固，在急刹车等特殊情况下，行李可能被甩出而造成危险，下面是简化情境：如图所示，平顶小车顶部距离地面的高度为h1.25m，车顶的长度为L2.0m，物块与车顶之间的动摩擦因数为0.4.物块放在车顶正中央，但是没有被固定，物块可视为质点，开始时小车带着物块一起在平直的路面上向右匀速行驶，某时刻小车突然以大小为a6m/s2的加速度急刹车直到停下，物块从车顶右侧滑落，落地后不再发生运动测出小车刹车后滑行的痕迹长度为d112m，重力加速度取g10m/s2，不计空气阻力(1)求小车匀速行驶时的速度大小v0.(2)物块和小车都静止后，求物块到小车右侧的水平距离d2.(3)若小

11、车刹车的加速度不变，要使物块不从车顶滑落，则小车刹车前的速度大小，应满足什么条件？单元素养评价（四）1解析：由于库仑力与点电荷电荷量和点电荷之间的距离都有关，所以库仑研究电荷间的作用力采用控制变量法；由于向心力大小与小球质量、小球轨道半径、小球做圆周运动的角速度都有关，所以探究向心力大小的影响因素采用控制变量法；探究合运动与分运动的关系采用的是等效替代法；伽利略通过斜面实验研究自由落体运动，把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来选项A正确答案：A2解析：小明在荡秋千经过最低点时，绳子拉力、重力提供向心力，设在最高点绳子与竖直方向的夹角为，最高点速度为零，所以向心力为零，则Fmgcos0

12、，选项A正确，B错误；在最高点速度为零，但沿圆周运动切线方向重力分力为Gxmgsin，所以合外力不为零，选项C、D错误答案：A3解析：设汽车的质量为m，汽车过圆弧形凹桥时，有FNmgm，解得FN12m（N），根据牛顿第三定律可得，在凹桥的最低处，汽车对桥面的压力大小为12m（N）；汽车过圆弧形凸桥时，有mgFNm，解得FN8m（N），根据牛顿第三定律可得，在凸桥的最高处，汽车对桥面的压力大小为8m（N）.故在凹桥的最低处和凸桥的最高处汽车对桥面的压力大小之比为32，B、C、D错误，A正确答案：A4解析：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度v合方向已知，大小未

13、知，顺水流而下的分运动v水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则），如图，当v合与v船垂直时，v船最小，由几何关系得到v船的最小值为：v船v水sin372.4m/s，故B正确，A、C、D错误答案：B5解析：设细绳长度为L，小球做匀速圆周运动时，细绳与竖直方向间的夹角为，细绳拉力为F，则有Fsinm2Lsin，得Fm2L，A正确；又mgtanm2Lsin，得hLcos，B错误；小球的向心加速度a2Lsin，小球的线速度vLsin，因随着的变化，也在变化，故选项C、D错误答案：A6解析：设板长为L，当板的倾角为45时，水平

14、方向上有Lcos45v0t，竖直方向上有Lsin45gt2，所以L；当板的倾角为30时，水平方向上有Lcos30v0t，竖直方向上有Lsin30gt2，所以v0，代入得v0v0，故A正确答案：A7解析：摩托车从a到c做平抛运动，水平方向：hv1t，竖直方向：hgt2，又知E1mv，联立以上各式得E1；摩托车从a到b做平抛运动，水平方向：3hv2t，竖直方向：0.5hgt2，又知E2mv，联立以上各式得E2，所以18，B正确，A、C、D错误答案：B8解析：由v2nR可知，B的线速度大小为vB2nrB，B、C线速度大小相同，即C的线速度大小为vCvB2nrB，B、C角速度与半径成反比，A正确，D错

15、误；A、B为主动轮，且同轴，角速度大小相等且为2n，C为从动轮，A、B沿顺时针方向转动，C沿逆时针方向转动，B正确，C错误答案：AB9解析：由题给条件可知伤员B在水平方向上做匀速直线运动，可见伤员B在水平方向所受合力为0，则悬索在水平方向所受合力为0，故悬索始终保持竖直，A正确；由直升机A和伤员B之间的距离l与时间t的关系为lHbt2可知，伤员B在竖直方向上的位移y与时间t的关系为ybt2，类比匀变速直线运动位移与时间的关系式xv0tat2可知，伤员B在竖直方向上向上做初速度为0、加速度为2b的匀加速直线运动，根据运动的合成可知伤员B做曲线运动，加速度为2b，B错误，C、D正确答案：ACD10

16、解析：运动员在空中做平抛运动，运动员落到斜坡上的位移偏转角的正切值为tan，由推论做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻、任一位置处，其速度方向与水平方向的夹角和位移方向与水平方向的夹角的关系为tan2tan，选项A正确；由tan得运动员在空中经历的时间为t，选项B错误；运动员落到斜坡上时在竖直方向的分速度大小为vygt2v0tan，v0、已知，根据运动的合成可以求出运动员落到斜坡上B处时的速度大小，选项C正确；因运动员的质量未知，故无法求出运动员落到斜坡上B处时重力的功率，选项D错误答案：AC11解析：（1）小球做平抛运动时，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，故摄像头A所拍摄的

17、频闪照片为（b）.（2）竖直方向上ygt2得ts0.30s水平方向上v0m/s1m/sP点小球在竖直方向的速度vgt100.3m/s3m/s则vPm/s.答案：（1）（b）（2）112解析：（1）为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制金属块转动半径和金属块质量两个变量保持不变金属块的拉力可由力传感器直接测量，根据题意知；（2）由向心力公式Fm2r可得，保持m和r不变，力F与2成正比，F2图线为过原点的一条倾斜直线，所以横坐标表示的物理量是2，单位是rad2/s2；（3）还需要用到天平测金属块的质量，刻度尺测量不同转速下金属块转动的半径答案：（1）金属块转动半径金属块质量力传感器（2）2rad2

18、/s2（3）刻度尺天平13解析：小球受力情况、滑块受力情况如图所示（1）小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳的拉力和小球的重力的合力提供向心力，根据几何关系可得小球做圆周运动的半径RLsin根据牛顿第二定律有mgtanm2R解得10rad/s.（2）对小球，在竖直方向有FTcosmg对滑块，在水平方向有FTsinFN，FTFT在竖直方向有FNMgFTcos解得答案：（1）10rad/s（2）14解析：（1）设到B点时竖直分速度为v1，则：tan30解得v112m/s其中在竖直方向h1m7.2m又h2Rcos1.5mA距C点的高度Hh1Rh28.7m（2）设滑板运动员到达D点时速度为vD，则mvm

19、gHmg2Rmv解得vDm/s由于滑板运动员通过圆周运动的最高点应满足mg，即v因为v102m2/s2gR103m2/s230m2/s2，所以滑板运动员能顺利通过最高点设运动员在最高点时轨道对运动员的压力为FN，则mgFNm解得FN1440N，方向竖直向下，由牛顿第三定律可得FNFN1440N，方向竖直向上答案：（1）8.7m（2）1440N，方向竖直向上15解析：（1）在刹车过程中，对小车有v2ad1，解得v012m/s.（2）设物块滑到车顶右侧边缘处时的速度大小为v1，在车顶滑行时所用时间为t1，物块在小车顶部滑行的加速度大小为a1，此过程中，由牛顿第二定律有mgma1假设物块滑到车顶右侧

20、边缘处时，小车的速度还未减小到0，此时物块对地的位移大小为s1v0t1a1t小车对地的位移大小为s2v0t1at则物块相对小车的位移大小为Ls1s2此时小车的速度大小为vv0at1，解得v6m/s小车速度大于0，说明物块滑到车顶右侧边缘处时，小车的速度还未减小到0，假设成立则物块离开车顶边缘处时的速度大小为v1v0a1t1物块离开车顶后做平抛运动，设运动时间为t2，在竖直方向上有hgt则物块做平抛运动的水平位移大小为s3v1t24m故物块和小车都静止后，物块到小车右侧的水平距离为d2s1s3d1联立解得d21m.（3）设小车刹车前的速度大小为vm时，物块恰好不会从车顶滑落，作出物块和小车运动的vt图像如图所示物块从开始一直做匀减速直线运动，到车顶右侧边缘处时速度减为0，此过程中物块的位移大小为s4，则有v2a1s4设小车在该过程中的位移大小为s5，有v2as5物块相对小车的位移大小为Ls4s5解得vm2m/s要使物块不从车顶滑落，小车刹车前的速度大小应小于等于2m/s.答案：（1）12m/s（2）1m（3）应小于等于2m/s