新高考物理二輪復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)練習(xí)第3部分 考前特訓(xùn) 熱點(diǎn)3　平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng) (含解析)

熱點(diǎn)3平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)1.(2022·山東青島市一模)如圖，一直角斜劈ABC繞其豎直邊BC做圓周運(yùn)動(dòng)，斜面上小物塊始終與斜劈保持相對(duì)靜止．若斜劈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω緩慢增大，下列說(shuō)法正確的是()A．斜劈對(duì)物塊的作用力逐漸增大B．斜劈對(duì)物塊的支持力保持不變C．斜劈對(duì)物塊的支持力逐漸增大D．斜劈對(duì)物塊的摩擦力逐漸減小答案A解析物塊的向心加速度沿水平方向，加速度大小為a＝ω2r，設(shè)斜劈傾角為θ，對(duì)物塊沿AB方向有Ff－mgsinθ＝macosθ，垂直AB方向有mgcosθ－FN＝masinθ，可得Ff＝mgsinθ＋macosθ，F(xiàn)N＝mgcosθ－masinθ，斜劈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω緩慢增大，加速度a增大，故摩擦力增大，支持力減小，故B、C、D錯(cuò)誤；斜劈對(duì)物塊的作用力在豎直方向的分力Fy＝mg保持不變，在水平方向分力為Fx＝ma，當(dāng)角速度ω增大，加速度a增大，可得水平方向分力增大，則合力增大，故A正確．2．(2022·浙江嘉興市二模)如圖所示，質(zhì)量忽略不計(jì)、長(zhǎng)度分別為l1和l2的不可伸長(zhǎng)的輕繩，分別系質(zhì)量為5m和m的小球，它們以相同的轉(zhuǎn)速繞中心軸線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．穩(wěn)定時(shí)輕繩與豎直方向夾角的正切值分別為eq\f(1,\r(5))及eq\f(2,\r(5))，圓周運(yùn)動(dòng)半徑分別為r1和r2，兩輕繩中的張力大小分別為FT1和FT2，則()A．r1∶r2＝2∶5 B．FT1∶FT2＝5∶2C．l1∶l2＝1∶1 D．l1∶l2＝3∶2eq\r(6)答案A解析設(shè)輕繩與豎直方向夾角分別為α、β，對(duì)下面小球受力分析，豎直方向有mg＝FT2cosβ，把兩個(gè)小球看作整體，豎直方向上有5mg＋mg＝FT1cosα，穩(wěn)定時(shí)輕繩與豎直方向夾角的正切值分別為eq\f(1,\r(5))及eq\f(2,\r(5))，聯(lián)立解得FT1∶FT2＝2eq\r(6)∶1，B錯(cuò)誤；對(duì)下面小球受力分析，水平方向有FT2sinβ＝mω2r2，對(duì)上面小球受力分析，水平方向有FT1sinα－FT2sinβ＝5mω2r1，聯(lián)立解得r1∶r2＝2∶5，A正確；根據(jù)幾何關(guān)系有r1＝l1sinα，r2＝l1sinα＋l2sinβ，聯(lián)立解得l1∶l2＝4eq\r(6)∶9，C、D錯(cuò)誤．3.(2022·安徽馬鞍山市質(zhì)檢)如圖所示，將一小球從固定斜面頂端A點(diǎn)以某一初速度水平向右拋出，恰好落到斜面底端B點(diǎn)．若以同一初速度仍從A點(diǎn)拋出，同時(shí)對(duì)小球施加水平向左的恒力F，小球落到AB連線之間的某點(diǎn)C.不計(jì)空氣阻力，則()A．C點(diǎn)的位置與F大小無(wú)關(guān)B．小球落到B點(diǎn)與落到C點(diǎn)的速度方向一定相同C．小球落到C點(diǎn)時(shí)的速度方向可能豎直向下D．若力F變大，小球落到斜面的時(shí)間可能會(huì)變長(zhǎng)答案C解析對(duì)小球施加不為零的水平向左的恒力F時(shí)，小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)不變，仍做自由落體運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝eq\f(F,m)，小球落在斜面上，設(shè)斜面與水平面的夾角為θ，則位移關(guān)系有tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t－\f(1,2)at2)＝eq\f(g,\f(2v0,t)－\f(F,m))，解得t＝eq\f(2v0tanθ,g＋\f(Ftanθ,m))，可知力F越大，小球落到斜面的時(shí)間t越短，即下落的時(shí)間不同，C點(diǎn)的位置不同，故A、D錯(cuò)誤；小球在水平方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，若到達(dá)C點(diǎn)時(shí)水平速度恰好減為零，則落到C點(diǎn)的速度方向豎直向下，而落到B點(diǎn)的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)的速度方向不可能豎直向下，故B錯(cuò)誤，C正確．4．(多選)(2022·遼寧省遼南協(xié)作校三模)如圖所示，傾斜放置的擋板OM與豎直方向的夾角為θ＝60°，從O點(diǎn)正下方的A點(diǎn)以v0＝10eq\r(3)m/s的水平初速度向右拋出一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，若小球的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與擋板上的B點(diǎn)相切(B點(diǎn)未畫(huà)出)，重力加速度g取10m/s2，不考慮空氣阻力，則()A．小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為10m/sB．從A到B過(guò)程中，小球的動(dòng)量變化量為10kg·m/sC．O、A兩點(diǎn)間的距離為10mD．從A到B過(guò)程中，小球的動(dòng)能增加量為50J答案BD解析依題意，運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與擋板上的B點(diǎn)相切，則小球在B點(diǎn)的實(shí)際速度與水平方向夾角為30°，如圖所示，由圖可知vB＝eq\f(v0,cos30°)＝20m/s，vy＝v0tan30°＝10m/s，故A錯(cuò)誤；小球從A到B過(guò)程，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有vy＝gt，y＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝1s，y＝5m，小球的動(dòng)量變化量為Δp＝mgt＝10kg·m/s，故B正確；設(shè)O、A兩點(diǎn)間的距離為s，小球從A到B過(guò)程，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有x＝v0t，由幾何關(guān)系可得tanθ＝eq\f(x,s＋y)，聯(lián)立可得O、A兩點(diǎn)間的距離為s＝5m，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，從A到B過(guò)程中，小球的動(dòng)能增加量為ΔEk＝mgy＝50J，故D正確．5．(多選)(2022·河北卷·10)如圖，廣場(chǎng)水平地面上同種盆栽緊密排列在以O(shè)為圓心、R1和R2為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均可調(diào)節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中．依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度分別用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示．花盆大小相同，半徑遠(yuǎn)小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長(zhǎng)度和空氣阻力．下列說(shuō)法正確的是()A．若h1＝h2，則v1∶v2＝R2∶R1B．若v1＝v2，則h1∶h2＝R12∶R22C．若ω1＝ω2，v1＝v2，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則落入每個(gè)花盆的水量相同D．若h1＝h2，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周且落入每個(gè)花盆的水量相同，則ω1＝ω2答案BD解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h＝eq\f(1,2)gt2，R＝vt，解得R＝veq\r(\f(2h,g))，可知若h1＝h2，則v1∶v2＝R1∶R2，若v1＝v2，則h1∶h2＝R12∶R22，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若ω1＝ω2，則噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相同，因v1＝v2，出水口的截面積相同，可知單位時(shí)間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動(dòng)一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小，可知得到的水量較多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)出水口橫截面積為S0，噴水速度為v，若ω1＝ω2，則噴水管轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相等，因h相等，則水落入花盆中的時(shí)間相等，則t＝eq\f(R,v)相等，故在圓周上單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度的水量Q0＝eq\f(vΔtS0,ωRΔt)＝eq\f(RS0,ωRt)＝eq\f(S0,ωt)＝eq\f(S0,ω\r(\f(2h,g)))相等，即一周中每個(gè)花盆中的水量相同，選項(xiàng)D正確．6．(多選)(2022·河南鄭州市二模)中國(guó)運(yùn)動(dòng)員谷愛(ài)凌在北京冬奧會(huì)自由式滑雪女子大跳臺(tái)項(xiàng)目中獲得金牌．如圖所示為賽道的簡(jiǎn)化模型，ab為助滑道，bc為帶有跳臺(tái)的起跳區(qū)，cd為著陸坡，de為停止區(qū)．運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)頂端M點(diǎn)以速度v0斜向上飛出，速度方向與水平方向夾角為θ，落地點(diǎn)為著陸坡上的P點(diǎn)．已知運(yùn)動(dòng)員在空中的最高點(diǎn)到P點(diǎn)的高度差為h，假設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受重力作用，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)落地速度大小為eq\r(v02cos2θ＋2gh)B．運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)落地速度與水平方向的夾角正切值為eq\r(\f(2gh,v02cos2θ)＋tan2θ)C．運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為eq\f(v0sinθ＋\r(2gh),g)D．M點(diǎn)與P點(diǎn)的高度差為eq\f(v02sin2θ,2g)答案AC解析根據(jù)題意可知，運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)的水平分速度為vPx＝v0cosθ，運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上從空中的最高點(diǎn)到P點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v2＝2gh可知，運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)的豎直分速度為vPy＝eq\r(2gh)，則運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)落地速度大小為vP＝eq\r(v02cos2θ＋2gh)，故A正確；設(shè)運(yùn)動(dòng)員在P點(diǎn)落地速度與水平方向的夾角為α，根據(jù)幾何關(guān)系有tanα＝eq\f(vPy,vPx)＝eq\f(\r(2gh),v0cosθ)，故B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員從M點(diǎn)到最高點(diǎn)，在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v＝gt可得，上升時(shí)的時(shí)間為t1＝eq\f(v0sinθ,g)，從空中的最高點(diǎn)到P點(diǎn)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)h＝eq\f(1