1、绝密启用前2018衡水名师原创专题卷 物理 专题四曲线运动物理试卷考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx学校：_姓名：_班级：_考号：_ 题号一二三总分得分注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 第1卷 评卷人得分一、单选题1、雨滴由静止开始下落,遇到水平吹来的风,下述说法正确的是( )风速越大,雨滴下落时间越长风速越大,雨滴着地时速度越大雨滴下落时间与风速无关雨滴着地速度与风速无关A.B.C.D. 2、关于物体的受力和运动,下列说法中正确的是( )A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变B.物体做曲线运动时,
2、某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用D.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变 3、如图所示,、两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为( )A. B.C.D. 4、如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:16,在用力蹬脚踏板前进的过程中,下列说法正确的是 ( )A.小齿轮和后轮的角速度大小之比为16:1B.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1:4C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:4D.大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大
3、小之比为4:1 5、如图所示,一根细线下端栓一个金属小球,细线的上端固定在金属块上,放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动,现使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动,而金属块始终静止在桌面上的同一位置,则改变高度后与原来相比较,下面的判断中正确的是( )A.细线所受的拉力不变B.小球运动的线速度变大C.小球运动的周期不变D.受到桌面的静摩擦力变小 6、质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车,与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时(如图),下列判断正确的是( )A.的
4、速率为B.的速率为C.绳的拉力等于D.绳的拉力小于 7、 甲同学以速度将铅球水平推出,推出点距地面高度为,乙同学身高较高,将铅球在距地面高度处水平推出,两位同学推出铅球的水平位移恰好一样,不计空气阻力的作用,则乙同学推出铅球的速度为( )A.B.C.D. 8、如图所示,取稍长的细杆,其一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛做一个羽翼,做成两只飞镖,将一软木板挂在竖直墙壁上,作为镖靶.在离墙壁一定距离的同一处,将它们水平掷出,不计空气阻力,两只“飞镖”插在靶上的状态如图所示(侧视图).不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )A.镖掷出时的初速度比镖掷出时的初速度小B.镖的运动时间比镖的运动时间长C.镖的
5、质量一定比镖的质量大D.镖插入靶时的末速度比镖插入靶时的末速度大 9、质量为的石块从半径为的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,如图所示,那么( )A.因为速率不变,所以石块的加速度为零B.石块下滑过程中受的合外力越来越大C.石块下滑过程中的摩擦力大小不变D.石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心 评卷人得分二、多选题10、一只小船在静水中的速度为,它要渡过宽的河,河水的速度为,则下列说法正确的是( )A.船渡河的时间可能为B.船不能垂直到达对岸C.船渡河的速度一定为D.船不能渡过河 11、如图甲所示,物体以速度做平抛运动,落地时水平方向的位
6、移和竖直方向的位移均为,图甲中的虚线是做平抛运动的轨迹。图乙中的曲线是一光滑轨道,轨道的形状与图甲中的虚线相同。让物体从轨道顶端无初速下滑,下滑过程中没有脱离轨道。物体、都可以看作质点。重力加速度为。则下列说法正确的是()A.、两物体落地时的速度方向相同B.、两物体落地时的速度大小相等C.物体落地时水平方向的速度大小为D.物体落地时重力的瞬时功率为 12、将一物体由坐标原点以初速度抛出,在恒力作用下轨迹如图所示,为轨迹最高点,为轨迹与水平轴交点,假设物体到点时速度为,与轴夹角为,与轴夹角为,已知水平距离大于水平距离,则( )A.物体在点的速度大于B.物体从到时间大于从到时间C.物体在点所受合力
7、方向指向第四象限D.可能等于 13、如图甲所示,轻杆一端固定在点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为的圆周运动.小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为,小球在最高点的速度大小为,其图象如图乙所示.则( )A.小球的质量为B.当地的重力加速度大小为C.时,小球对杆的弹力方向向上D.时,小球受到的弹力的大小大于重力的大小 14、质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点,如图所示,当轻杆绕轴以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳与水平方向成角,绳在水平方向伸直且长为,则下列说法正确的有( )A.绳的拉力一定大于绳的拉力B.绳的拉力随角速度的增大而增大C.若角速度,绳
8、将出现拉力D.若绳突然被剪断,绳的弹力大小可能不变 15、如图所示,某人从高出水平地面的坡上水平击出一个质量为的高尔夫球由于受恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为的穴,不计洞穴的深度,则下列说法正确的是( )A.球被击出后做平抛运动B.该球从被击出到落入穴所用的时间为C.球被击出时的初速度大小为D.球被击出后受到的水平风力的大小为 16、在竖直杆上安装一个光滑小导向槽,使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动,不计经导向槽时小球的能量损失.设小球从地面沿杆竖直上抛的初速度大小为,重力加速度为,那么当小球有最大水平位移时,下列说法正确的是( )A.导向槽位置应在高为的位置B.最
9、大水平距离为C.小球在上、下两过程中,在经过某相同高度时,合速度的大小总有D.当小球落地时,速度方向与水平方向成45角 17、 如图所示,水平转台上有一质量为的小物块,用长为的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上,细线与转轴间的夹角为;系统静止时,细线绷直但绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中( )A.物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B.至转台对物块的支持力为零时,物块的角速度大小为C.至转台对物块的支持力为零时转台对物块做的功D.细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零 评卷人得分三、计算题18、如图所示,在倾
10、角为37的斜坡上有一人,前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑,速度,在二者相距时,此人以速度水平抛出一石块,打击动物,人和动物都可看成质点.(已知,)1.若动物在斜坡上被石块击中,求的大小;2.若动物在斜坡末端时,动物离人的高度,此人以速度水平抛出一石块打击动物,同时动物开始沿水平面运动,动物速度,动物在水平面上被石块击中的情况下,求速度的大小。 19、如图所示,半径为的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合,转台以一定角速度匀速旋转,一质量为的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和点的连线与之间的夹角为60.已知重力加速
11、度大小为,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为.1.若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度;2.若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的取值范围. 20、如图所示一质量的小球静止于桌子边缘点,其右方有底面半径的转筒,转筒顶端与等高,筒底端左侧有一小孔,距顶端.开始时、小孔以及转筒的竖直轴线处于同一竖直平面内.现使小球以速度从点水平飞出,同时转筒立刻以某一角速度做匀速转动,最终小球恰好进入小孔.取,不计空气阻力.1.求转筒轴线与点的距离;2.求转筒转动的角速度. 参考答案： 一、单选题 1.答案： B 解析： 、将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向,两个分运动相互独立,雨滴下落时间与
12、竖直高度有关,与水平方向的风速度无关.故错误,正确.、风速越大,落地时,雨滴水平方向分速度越大,合速度也越大.故正确,错误.故选B.考点:运动的合成, 2.答案： C 解析： 物体在垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一座不变,故A错误;物体做曲线运动时, 某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,而不是加速度方向,故B错误;曲线运动的物体的条件,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用,C正确;物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故D错误。考点:考查曲线运动【名师点睛】力是改变物体运动状态的原因,物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方
13、向与该点曲线的切线方向相同.匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线运动,对于它们的特点要摹握住. 3.答案： C 解析： 设第一次抛出时球速度为,球速度为,则、间水平距离,第二次两球速度为第一次的2倍,但水平距离不变,则,联立得,所以C正确。 4.答案： B 解析： 【命题意图】本题考查共轴转动、皮带传动中线速度、角速度、向心加速度的关系.【解题思路】小齿轮和后轮是共轴转动装置,角速度大小相同,A错误;大齿轮与小齿轮晶皮带传动装置.线速度大小相同,根据得出,B正确;大齿轮与小齿轮的线速度大小相同, ,而小齿轮和后轮是共轴转动装置,角速度大小相同,得出,C错误;向心加速度,则,D错误.【知识拓展】共轴
14、转动是角速度大小相同,皮带传动和齿轮转动线速度大小相同. 5.答案： B 解析： 设细线与竖直方向的夹角为,细线的拉力大小为,细线的长度为. 球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图, 则有:,得线速度,角速度,使小球改到一个更高的水平面上作匀速圆周运动时,增大,减小,增大,则得到细线拉力增大,角速度增大,线速度增大,根据公式可得周期减小,故B正确,AC错误;对金属块,由平衡条件得知,受到桌面的静摩擦力等于细线的拉力大小,故静摩擦力增大,D错误. 考点:考查了圆周运动规律的应用 6.答案： B 解析： 将小车速度沿绳子和垂直绳子方向分解为、, 的速率等于,A错误、B正确;小
15、车向右做句速直线运动,减小,的速率增大,绳的拉力大于,C、D锗误;故选B.考点:速度的分解 7.答案： B 解析： 由得:;物体飞行的水平距离为:; 由于两位同学推出铅球的水平位移恰好一样,则:,即:.故B正确,ACD错误.故选B. 考点:平抛运动 【名师点睛】解决本题的关键知道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,平抛运动的时间由高度决定,时间和水平初速度共同决定水平位移. 8.答案： B 解析： 由于两个飞镖从同一个点抛出,水平位移相同,但是在的下面,说明在竖直方向上的位移比的大,由得,的运动的时间要比的长,所以初速度要比的大,故A错误,B正确;平抛运动的规律与物
16、体的质量无关,所以不能判断质量的关系,故C错误;两个镖的末速度为,镖初速度大,而下降的高度小,而的初速度小,下降的高度大,所以不能比较末速度的大小,故D错误.故选B. 考点:平抛运动 【名师点睛】两个飞镖都做平抛运动,并且从同一个点抛出,抓住它们速度的合成研究末速度的关系。 9.答案： D 解析： 石块做匀速圆周运动,合外力提供向心力,大小不变,根捤牛顿第二定律知,加速度大小不变,方向始终指向圆心,而石块受到重力、支持力、摩擦力作用,其中重力不变,所受支持力在变化,则摩擦力变化,故ABC错误,D正确。考点:圆周运动;牛顿第二定律 二、多选题 10.答案： AB 解析： 因为静水速小于水流速,根
17、据平行四边形定则知:合速度的方向不可能与河岸垂直,则船不可能垂直到对岸,但能渡过河,故B正确,D错误;根据平行四边形定则知,船的实际速度随静水速方向的改变而改变,不一定为,故C错误;当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间,所以船渡河的时间可能为,故A正确;故选AB. 考点:运动的合成和分解 【名师点睛】解决本题的关键将船的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,知道当静水速与河岸垂直,渡河时间最短,当合速度与河岸垂直,则垂直到对岸。 11.答案： AC 解析： 因为轨迹相同,所以在落地时的速度方向一致,故A正确;由动能定理得,的都是重力做功,且大小相同,物体以速度做平抛运动,物体从轨道顶端无
18、初速下滑,所以的末速度小于的末速度,故B错误;根据平抛运动的知识,沿水平方向,竖直方向,所以,落地时的速度,落地时速度的方向,重力对做功,的末速度,因为与的落地速度方向相同,所以的水平分速度,故C正确;因为的落地速度为,则竖直方向的分速度,所以物体落地时重力的瞬时功率为,故D错误.考点:考查了平抛运动规律的应用 12.答案： AC 解析： 从图中可知物体在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做初速度不为零的匀加速直线运动,故到点合外力做正功,物体在点的速度大于,A正确;由于合运动和分运动具有等时性,根据竖直上抛运动的对称性可知物体从到时间等于从到时间,B错误;物体受到竖直向下的重力,水平向右
19、的恒力,故合力在点指向第四象限,C正确;只有在只受重力作用下,由于水平方向上合力不为零,故两者不可能相等,D错误. 13.答案： BC 解析： 在最高点,若,则;若,由图知:,则有,解得,故A错误,B正确;由图可知:当时,杆对小球弹力方向向上,当时,杆对小球弹力反向向下所以当时,杆对小球弹力方向向下,小球对杆的弹力方向向上,故C正确;若.则,解得,即小球受到的弹力与重力大小相等,故D错误.故选BC. 考点:圆周运动;牛顿第二定律 【名师点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用,要求同学们能根据图象获取有效信息,难度适中。 14.答案： CD 解析： 小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合
20、力为零,水平方向上的合力提供向心力,所以绳在竖直方向上的分力与重力相等,有:,水平方向上有:,可知绳的拉力不一定大于绳的拉力,故A错误;根据竖直方向上平衡得,解得: ,知绳的拉力不变,故B错误;当绳拉力为零时,有:,解得: ,可知当角速度,绳将出现拉力,故C正确;由于绳可能没有弹力,故绳突然被剪断,绳的弹力可能不变,故D正确。所以CD正确,AB错误。 15.答案： CD 解析： 由于水平方向受到空气阻力,不是平抛运动,故A错误;竖直方向为自由落体运动,由,得到,因水平方向不是匀速直线运动,因此从被击出到落入穴所用时间不能为,故B错误;由于球竖直地落入穴,故水平方向为末速度为零的匀减速直线运动,
21、根据运动学公式,有,;解得,因此:,由牛顿第二定律,可解得,故C正确、D正确.故选CD. 考点:匀变速直线运动的规律;牛顿第二定律 【名师点睛】本题关键将实际运动分解为水平方向的匀减速直线运动和竖直方向的自由落体运动,根据运动学公式和牛顿第二定律列式求解,注意水平方向不是匀速直线运动,与平抛运动的水平方向运动区别开来。 16.答案： AD 解析： 设平抛时的速度为,根据机械能守恒定律可得: ,解得:;根据平抛运动的知识可得下落时间:,则水平位移,所以当时水平位移最大,解得,A正确;最大的水平位移为:,B错误;根据机械能守恒定律可知,在某高度处时上升的速率和下落的速率相等,C错误;设速度与水平方
22、向成,位移与水平方向的夹角为为,根据平抛运动的规律可知,则,所以D正确. 考点:平抛运动 【名师点睛】本题主要是考查了平抛运动的规律,知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,知道平抛运动的时间由高度决定;与初速度、物体的质量等无关。 17.答案： CD 解析： 由题可知,物体做加速圆周运动,所以开始时物体受到的摩擦力必定有一部分的分力沿轨迹的切线方向.故A错误;对物体受力分析知物块离开圆盘前,沿轴线方向的合力:;当,由知,所以当物块的角速度增大到时,物块与转台间恰好无相互作用;此时,故B错误,C正确;由几何关系可知,物体
23、在做圆周运动的过程中受到的绳子的拉力方向与物体运动的方向始终垂直,所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零,故D正确;故选CD。考点:圆周运动;牛顿定律的应用【名师点睛】此题考查牛顿运动定律和功能关系在圆周运动中的应用,注意临界条件的分析,至绳中出现拉力时,摩擦力为最大静摩擦力;转台对物块支持力为零时,。题目较难,计算也比较麻烦。 三、计算题 18.答案： 1. 2. 解析： 1.设过程中石块运动所需时间为 对于动物:运动的位移:对于石块:竖直方向:水平方向:代入数据,由以上三式可得:2.对动物,动物做匀速直线运动: 对于石块:竖直方向:水平方向:代入数据,由以上三式可得:考点:平抛运动 19.答
24、案： 1.2. 解析： 1.当摩擦力为零,支持力和重力的合力提供向心力,有: 解得:。2.当时,重力和支持力的合力不够提供向心力,当角速度最大时,摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值,设此最大角速度为,由牛顿第二定律得,联立以上三式解得:;当时,重力和支持力的合力大于所需向心力,摩擦力方向沿罐壁切线向上,当角速度最小时,摩擦力向上达到最大值,设此最小角速度为,由牛顿第二定律得, 联立三式解得:综述,陶罐旋转的角速度范围为:考点:向心力、牛顿第二定律【名师点睛】解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律,抓住竖直方向上合力为零,水平方向上的合力提供向心力进行求解. 20.答案： 1.1.82. 解析： 1.滑块从点到进入小孔的时间解得2.在小球平抛的时间内,圆桶必须恰好转整数转,小球才能进入小孔,即解得考点:平抛运动;圆周运动
