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1、专题4.6 曲线运动 万有引力定律单元测试【满分：100分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共18小题，每小题3分，共54分)1（2019年江苏省扬州中学高三5月模拟）扬州某游乐场有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示模型飞机固定在旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为，当模型飞机以恒定的角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）A模型飞机受重力、旋臂的作用力和向心力 B旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直C增大，模型飞机线速度大小不变 D增大，旋臂对模型飞机的作用力变大【答案】D【解析】当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，模型飞机受到重力和支持力的
2、作用，而向心力属于效果力，由重力和支持力的合力产生，故模型飞机受到的力为重力和旋臂的作用力，故A错误；旋臂对模型飞机的作用力方向可以与旋臂不垂直，但以后再竖直方向和水平方向有分力，且竖直方向的分力等于重力，故B错误；增大，飞机的圆周半径r=Lsin增大，根据v=r知飞机线速度增大，故C错误；根据旋臂对模型飞机的作用力大小的表达式，若夹角增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大，故D正确。2（北京市顺义区2019年高考物理一模）根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，从赤道上方20m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处。这一现象可解释为，除重力外，由于地球自
3、转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比。现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球（）A上升过程相对抛出点向西运动，下落过程相对抛出点向东运动B到最高点时，水平方向的加速度为零，水平速度达到最大C到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零D小球在水平方向上先做匀加速后做匀减速运动【答案】B【解析】将此物体的运动分解成水平方向与竖直方向，在上抛过程中，水平方向速度不断增大，当下降时，因加速度方向与水平速度方向相反，做减速运动，但在落回到抛出点时，水平方向有向西的位移，因此落地点在抛出点西侧，故A错误；在刚竖直上抛时，因竖直方向
4、有速度，则受到水平向西的一个力，导致物体水平向西有个加速度，加速度会随着竖直方向速度减小而减小，因此在水平方向不是匀变速运动；因此物体到最高点时，水平方向有速度，竖直方向速度为零；水平方向加速度为零，故CD错误，B正确。3（江苏省盐城市2019届高三模拟）洗衣机的脱水筒如图所示，设其半径为R并绕竖直轴线OO以角速度匀速转动质量不同的小物件A、B随脱水筒转动且相对筒壁静止则()A转速减小，质量大的物件先下落 B转速增加，物件对筒壁的压力均增加C转速增加，物件受到的摩擦力均增加 D转动过程中两物件的向心加速度总是相同【答案】B【解析】衣物恰不下落时，对衣物来说水平方向：；竖直方向：，即，则与衣物的
5、质量无关，即转速减小，物件一起下落，A错误；由可知，转速增加，物件对筒壁的压力均增加，B正确；物件所受的摩擦力等于重力，可知转速增加，物件受到的摩擦力不变，C错误；转动过程中两物件的向心加速度大小相同，但是方向不同，D错误。4（山东省菏泽市第一中学2019年高三一模）滑雪运动深受人民群众喜爱某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道EF，从滑道的E点滑行到最低点F的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿EF下滑过程中（ ）A所受支持力大小不变 B所受摩擦力大小不变C合外力对运动员做功为零 D机械能始终保持不变【答案】C【解析】滑雪运动员沿圆弧轨道运动的速率不变，则
6、运动做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，支持力，随着角度减小，N增大，故A错误；运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从E到F的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，根据f=mgsin知滑动摩擦力也逐渐减小。故B错误；滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，故C正确；运动员从E到F下滑过程中的动能不变而重力势能减小，所以机械能减小，故D错误。5（广东省深圳市2019届高三调研）2018珠海航展，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场。表演中，战机
7、先水平向右，再沿曲线ab向上（如图），最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿ab段曲线飞行时，战机（ ）A所受合外力大小为零 B所受合外力方向竖直向上C竖直方向的分速度逐渐增大 D水平方向的分速度不变【答案】C【解析】战机在同一竖直面内做曲线运动，且运动速率不变，由于速度方向是变化的，则速度是变化的，故战机的加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，战机所受的合外力不为零，故A错误；战机在同一竖直平面内做匀速率曲线运动，所受合外力与速度方向垂直，由于速度方向时刻在变，则合外力的方向也时刻在变化，并非始终都竖直向上，故B错误；由以上分析可知，战机所受合外力始终都与速度方向垂
8、直，斜向左上方，对合外力和速度进行分解可知，竖直方向上做加速运动，水平方向上做减速运动，故竖直方向分速度逐渐增大，水平方向分速度逐渐减小，故C正确，D错误。6（北京市海淀区2019届高三模拟）质量为m的石块从半径为R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,加速度大小不变，方向在变化D石块下滑过程中，摩擦力大小不变，方向时刻在变化【答案】C【解析】石块的速率不变，做匀速圆周运动，根据可知，加速度大小恒定，方向时刻变化，A错误，C正确；石块做匀速圆周
9、运动，合力，可知合外力大小不变，B错误；物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，如图所示：支持力与重力沿半径方向的分力，一起充当向心力，在物块下滑过程中，速度大小不变，则在切向上摩擦力与重力沿切线方向的分力大小相等，方向相反，因重力沿切线方向的分力变小，故摩擦力也会越来越小，D错误。7（2019年广东省仲元中学等七校联合体高三模拟）如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C在同一直线上。t=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0t10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所
10、示，则下列说法中正确的有（）A小球的速率越来越大B细绳第三次到第四次撞击钉子经历的时间是4sC在时，绳子的拉力为D细线每撞击一次钉子，小球运动的半径减小绳长的【答案】C【解析】小球在水平方向只受垂直于速度方向的绳子的拉力作用，小球速度大小不变，故A错误；06s内绳子的拉力不变，知，610s内拉力大小不变，知，因为F2=F1，则l=l，两钉子之间的间距，第一个半圈经历的时间为6s，则，则第二个半圈的时间，细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少，则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔t=6-31=3s。根据上述分析可知：6-11s时，小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为6N，不发生变化，根据F=
11、m2r可知，球在t=10s时的角速度等于t=10.5s时的角速度，故BD错误，C正确。8（山东省德州市2019届高三第二次模拟）中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（）A运动的时间都相同 B速度的变化量都相同C落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍 D若初速度为v0，则【答案】C【解析】根据可得运动的时间，所有小面圈
12、在空中运动的时间都相同，故选项A正确；根据可得所有小面圈的速度的变化量都相同，故选项B正确；因为水平位移的范围为，则水平最小初速度为，水平最大初速度为：，则水平初速度速度的范围为：；落入锅中时，最大速度，最小速度为，故D正确，C错误。9（福建省莆田市2019届高三第二次质量检测）如图，抛球游戏中，某人将小球水平抛向地面的小桶，结果球落在小桶的前方。不计空气阻力，为了把小球抛进小桶中，则原地再次水平抛球时，他可以（ ）A增大抛出点高度，同时增大初速度 B减小抛出点高度，同时减小初速度C保持抛出点高度不变，增大初速度 D保持初速度不变，增大抛出点高度【答案】B【解析】设小球平抛运动的初速度为v0，
13、抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，则有：hgt2，平抛运动的时间为：，水平位移为：x=v0t=v0；增大抛出点高度，同时增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，故A错误。减小抛出点高度，同时减小初速度，则水平位移x减小，会抛进小桶中，故B正确。保持抛出点高度不变，增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，故C错误。保持初速度不变，增大抛出点高度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，D错误。10（四川省遂宁市2019届高三模拟）如图所示、如图是甲汽车在水平路面转弯行驶，如图是乙汽车在倾斜路面上转弯行驶。关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是（ ）A两车都受到路面竖直向上的支持力作用
14、B两车都一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 C甲车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 D乙车可能受平行路面指向弯道外侧的摩擦力【答案】D【解析】图1中路面对汽车的支持力竖直向上；图2中路面的支持力垂直路面斜向上，选项A错误；图1中路面汽车受到路面指向圆心的摩擦力作为向心力；图2中若路面的支持力与重力的合力提供向心力，即,即，则此时路面对车没有摩擦力作用；若，则乙车受平行路面指向弯道外侧的摩擦力，选项BC错误，D正确。11（山西大学附属中学2019届高三模拟）如图甲所示的“襄阳砲”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图乙是其工作原理的简化图。将质量m = 10kg的石块，装在与
15、转轴O相距L=5m的长臂末 端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块靠惯性被水平抛出，落在水平地面上。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=20 m,不计空气阻力，取g=l0 m/s2。以下判断正确的是（ ）A石块抛出后运动时间为 B石块被抛出瞬间的速度大小C石块即将落地时重力的瞬时功率为 D石块落地的瞬时速度大小为15m/s【答案】C【解析】石块被抛出后做平抛运动：hL+Lsina，竖直方向：hgt2，可得：ts，故A错误；石块被抛出后做平抛运动，水平方向：sv0t，可得：v0m/s，故B错误；石块即将落地时重力的瞬时功率为：Pmgvymggt500W，故C正确；石块落地的瞬时速度大小为：vm/s，故D错误。12（北京市通州区2019届高三一模）某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。如图所示，在水平桌面上固定放置一个斜面，把桌子搬
