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备考2020高考物理一轮复习《第四单元 曲线运动》单元训练金卷(B)含答案解析

1、第四单元 曲线运动(B)注意事项:1答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、 (本题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,第18题只有一项符合题目要求,第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

2、1如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是()A质点经过C点的速率比D点的大B质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90C质点经过D点时的加速度比B点的大D质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小2如图所示,质量为m的物体随水平传送带一起顺时针匀速运动,A为传送带的终端皮带轮。皮带轮半径为r,要使物体通过右端时能水平抛出,皮带轮的转速至少为()A B C D3一飞机以150 m/s的速度在高空某一水平面上自左向右做匀速直线运动,相隔1 s先后从飞机上落下A、B两个

3、物体,不计空气阻力,在运动过程中它们所在的位置关系是()AA在B左边150 m处 BA在B右边150 m处CA在B的正下方4.9 m处 DA在B 的正下方且与B的距离随时间而增大4如图所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的正上方h处固定细绳的一端,细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长lh,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动,当转动的角速度逐渐增大时,下列说法正确的是()A小球始终受三个力的作用B细绳上的拉力始终保持不变C要使球离开水平面,角速度至少为D若小球飞离了水平面,则线速度为5自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器,变速器通过改变链条的位置,使链条跳到不同的齿轮上而改变速度,

4、自行车的部分构造如图所示。下列有关说法中错误的是()A自行车骑行时,后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等B自行车拐弯时,前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等C自行车上坡时,理论上采用中轴链轮最小挡,飞轮最大挡D自行车骑行时,链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等6甲、乙两位同学在同一地点,从相同的高度水平射箭,箭落地时,插入泥土中的形状如图所示,若空气阻力不计,则()A甲同学射出的箭的运动时间大于乙同学射出的箭的运动时间B甲同学射出的箭的初速度小于乙同学射出的箭的初速度C甲同学所射出的箭的落地点比乙同学的远D欲使两位同学射出的箭一样远,应降低甲同学射箭出射点高度7如图所示,一根细线下

5、端拴一个金属小球A,细线的上端固定在金属块B上,B放在带小孔的水平桌面上,小球A在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球A改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),金属块B在桌面上始终保持静止。后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是()A金属块B受到桌面的静摩擦力变大B金属块B受到桌面的支持力变小C细线的张力变大D小球A运动的角速度减小8如图所示,小球以v0在倾角为的斜面上方水平抛出,垂直落到斜面,最小位移落到斜面,则以下说法正确的是(重力加速度为g)()A垂直落到斜面上则小球空中运动时间为B以最小位移落到斜面则小球空中运动时间C的位移是的位移2倍D抛出速度增加2倍,则水平位

6、移也增加2倍9如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在M、N两点,同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知MOQ60,忽略空气阻力。则下列说法正确的是()A两球抛出的速率之比为13B若仅增大v1,则两球将在落入坑中之前相撞C两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变D若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中10如图,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为

7、g。今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则()A当绳的拉力恰好为0时,小球在最高点的速率为B当绳的拉力恰好为0时,小球在最高点的速率为C若小球在最高点速率为3v时,每根绳的拉力大小为D若小球在最高点速率为3v时,每根绳的拉力大小为11如图,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0,小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上。乙的宽度足够大,速度为v1。则工件从滑上传送带乙至二者相对静止的过程中,下列说法正确的是()A以地面为参考系,工件做类平抛运动B以乙为参考系,工件在乙上滑动的轨迹是直线C工件在乙上滑动时,受到

8、乙的摩擦力方向不变D工件沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v112(2019全国II卷)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其vt图象如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则()A第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大13如图所示,宽为L的竖直障碍物上开有间

9、距d0.6 m的矩形孔,其下沿离地面的高度h1.2 m,离地面的高度H2 m的质点与障碍物的间距为x,在障碍物以速度v04 m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落。忽略空气阻力,g取10 m/s2,则以下说法正确的是()AL1 m,x1 m时小球可以穿过矩形孔BL0.8 m,x0.8 m时小球可以穿过矩形孔CL0.6 m,x1 m时小球可以穿过矩形孔DL0.6 m,x1.2 m时小球可以穿过矩形孔二、(本题共4小题,共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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)14(1

10、0分)如图所示,装甲车在水平地面上以速度v020 m/s沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高h1.8 m。在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触。枪口与靶距离为L时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度v800 m/s。在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s90 m后停下。装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹。(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g取10 m/s2)(1)当L410 m时,求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离;(2)若靶上只有一个弹孔,求L的范围。15(10分)如图所示,底端切线水平且竖直放置的光滑圆

11、弧轨道的半径为L,其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离均为L,Q为圆弧轨道上的一点,它和圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60。现将一质量为m、可视为质点的小球从Q点由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g。试求:(1)小球在P点时受到的支持力大小;(2)在以后的运动过程中,小球第一次与墙壁的碰撞点离墙角B点的距离。16(12分)如图所示,半径为R的圆盘的转轴OO与竖直方向OO1的夹角30,O为圆盘中心,O1为O的投影点,OO1的长度Hm。小物块A放置在圆盘的边缘,小物块A与圆盘间的动摩擦因数,它们间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现使圆盘绕轴OO从静止开始转动起来,逐渐增大转速,小物块

12、恰好在最低点离开圆盘,g取10 m/s2。(1)若Rm,则小物块A落地后的落点到O1的距离为多大?(结果可保留根式)(2)若R大小可调节(Rm),求小物块A离开圆盘过程中的最大水平距离。17(16分)如图所示,一根长L1 m的刚性轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m0.5 kg的小球(可视为质点),将小球提至O点正上方的A点处,此时绳刚好伸直且无张力。不计空气阻力,取g10 m/s2。(1)在小球以速度v14 m/s水平向右抛出的瞬间,绳中的张力大小为多少?(2)在小球以速度v21 m/s水平向右抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小;若无张力,试求绳子再次伸直时所经历的时间。(3)接(2)问

13、,当小球摆到最低点时,绳子拉力的大小是多少?第四单元 答 案一、 (本题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,第18题只有一项符合题目要求,第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1【答案】A【解析】质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变,C错误;由于在D点速度方向与加速度方向垂直,则在A、B、C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,所以质点由A到B到C到D速率减小,所以C点速率比D点的大,A正确,B错误;质点由A到E的过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直减小,D错误。2【答案】A【解析】要使物体通过右端时能水平抛出,则有mg,

14、物体飞出时速度至少为,由vr2nr可得皮带轮的转速至少为n,选项A正确。3【答案】D【解析】因为飞机的速度是不变的,所以两个球的在水平方向上的运动始终是一样的,所以A、B两个球都在同一个竖直线上,A、B两项错误;A在竖直方向上的位移h12gt2,B在竖直方向上的位移h12g(t-1)2,所以A、B之间的距离为h-hgt-12g,D项正确。4【答案】C【解析】当小球角速度较小时,小球受重力、支持力和拉力三个力作用,当小球角速度较大时,小球会脱离水平面,小球受重力和拉力两个力作用,A项错误;小球在水平面内做匀速圆周运动,竖直方向上的合力为零,当小球脱离水平面后,角速度增大时,绳子与竖直方向的夹角变

15、大,拉力变大,B项错误;当小球刚好离开水平面时,受重力和拉力作用,根据牛顿第二定律得,Tcos mg,Tsin mlsin 2,联立解得gh,C项正确,D项错误。5【答案】B【解析】自行车骑行时,后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等,A项正确;自行车拐弯时,由于前后轮的转弯半径不同,故前轮边缘与后轮边缘的线速度大小不相等,B项错误;自行车上坡时,理论上采用中轴链轮最小挡,飞轮最大挡,线速度最小,最省力,C项正确;自行车骑行时,链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘属于链条传动,故线速度大小相等,D项正确。6【答案】B【解析】两支箭做平抛运动,从图中可知甲同学射出的箭落地后速度方向与水平方向的夹角大,设

16、为,则tan vyv0gtv0,又知道两者是从同一高度处抛出,所以根据t2hg可知两者运动时间相同,夹角越大,正切值越大,初速度越小,A项错误,B项正确;箭在水平方向上做匀速直线运动,根据xv0t,又甲的初速度小,可知甲的水平位移小,即乙同学所射出的箭的落地点比甲同学的远,C项错误;根据xv0tv0g2h,可知初速度大的,应降低高度,初速度小的,应提高射出高度,D项错误。7【答案】D【解析】设A、B质量分别为m、M, A做匀速圆周运动的向心加速度为a,细线与竖直方向的夹角为,对B研究,B受到的摩擦力fTsin ,对A,有Tsin ma,Tcos mg,解得agtan ,变小,a减小,则静摩擦力

17、变小,故A错误;以整体为研究对象知,B受到桌面的支持力大小不变,应等于(Mm)g,故B错误;细线的拉力T,变小,T变小,故C错误;设细线长为l,则agtan 2lsin ,变小,变小,故D正确。8【答案】B【解析】垂直落到斜面上则,vygt,解得,故A错误;以最小位移落到斜面运动分析如图所示,过抛出点作斜面的垂线,当小球落在斜面上的B点时,位移最小,设运动的时间为t,则水平方向:xv0t;竖直方向:;根据几何关系有;则有;解得,B正确;两种运动状况如图所示,由图结合几何关系知,故C错误;根据水平位移xv0t,当落地面为水平面时,抛出速度增大2倍,水平位移增大2倍,但是此落地面为斜面,故D错误。

18、9【答案】AB【解析】根据几何关系知,Q到O点的水平方向的距离等于05R,所以M的水平位移xMR-R2R2,N的水平位移xNR+R23R2,则落在Q点的水平位移之比为13,运动时间相等,则初速度之比为13,A项正确;若只增大v1,而v2不变,则M运动的轨迹的落点将向右一些,两球可在空中相遇,B项正确;要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为2R,(v1+v2)t2R,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以v1+v2也不是一个定值,C项错误;根据平抛运动的推论,速度的反向延长线交水平位移的中点,因为球心O并不是水平位移的中点,所以不可能使小球沿半径方向落在圆弧轨道内,D项错误。10【答

19、案】BC【解析】当绳的拉力恰好为0时,小球在最高点的速率满足:mgmv2Lsin60,则vg32L,选项B正确,A错误;当小球在最高点的速率为3v时,根据牛顿第二定律有:mg+2Tcos30m(3v)2Lsin60,解得:T833mg,故选项C正确,D错误。11【答案】BCD【解析】在地面参考系中,沿甲运动的方向滑动摩擦力分力向左,沿乙运动的方向滑动摩擦力沿乙运动的方向,则摩擦力的合力如图。合初速度沿甲运动的方向,则合力与初速度不垂直,所以工件做的不是类平抛运动,故A错误;在乙参考系中,如图所示,摩擦力的合力与合初速度方向相反,故工件在乙上滑动的轨迹是直线,做匀减速直线运动,故B正确;工件在乙

20、上滑动时,在x轴方向上做匀减速直线运动,在y轴方向上做匀加速直线运动,可知两个方向上摩擦力的分力不变,受到乙的摩擦力方向不变,当工件沿垂直于乙的速度减小为0时,不受摩擦力,故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力方向不变,故C正确;设t0时刻摩擦力与纵向的夹角为,侧向(x轴方向)、纵向(y轴方向)加速度的大小分别为ax、ay,则axaytan,很短的时间t内,侧向、纵向的速度增量大小分别为vxaxt,vyayt,解得:vxvytan,由题意可知,tanvxvyv0v1,则vxvyv0v1,则当vxv0,vyv1,所以工件沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1,故D正确。12【答案】BD【解析

21、】由vt图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,A错误;由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,B正确;由于vt斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由 易知a1a2,C错误;由图象斜率,速度为v1时,第一次图象陡峭,第二次图象相对平缓,故a1a2,由Gfyma,可知fy1v临界,所以绳子有拉力且满足:mgT1m (1分)解得:T13 N。(1分)(2)因为v2v临界,所以绳子无拉力,小球以v2的初速度做平抛运动,设经过时间t后绳子再次伸直,则满足方程:x2(yL)2L2 (2分)其中:xv2t,ygt2 (2分)解得:t0.6 s。 (1分)(3)当t0.6 s时,可得x0.6 m,y1.8 m,小球在O点右下方位置,且O点和小球的连线与竖直方向的夹角满足:tan (1分)此时速度的水平分量与竖直分量分别为:vxv21 m/s,vygt6 m/s (1分)绳伸直的一瞬间,小球的速度沿绳方向的分量突变为零,只剩下垂直于绳子方向的速度:v3vysin vxcos m/s (1分)接着小球以v3为初速度绕着O点做圆周运动摆到最低点,设在最低点速度为v,则由动能定理得:mgL(1cos )mv2mv32 (1分)又Tmgm (1分)解得:T N。(1分)