高考二輪復習物理試題（新高考新教材）專題分層突破練3　力與曲線運動

專題分層突破練3力與曲線運動

A組基礎鞏固練1.(2023上海青浦區(qū)一模)質量為m的小張坐在秋千上擺動,如果空氣阻力忽略不計,則下列說法正確的是()A.運動到最低點時,秋千對小張的作用力等于mgB.運動到最低點時,小張的加速度為零,所受合力為零C.運動到最高點時,秋千對小張的作用力小于mgD.運動到最高點時,小張的加速度不為零,所受合力方向豎直向下2.(2023福建福州二模)如圖所示,某次小明同學在家中對著豎直墻壁打乒乓球,將球從A點斜向上擊出,球垂直打在墻上的O點后反向彈回,正好落在A點正下方的B點。忽略球的旋轉及空氣阻力,則下列說法正確的是()A.球在上升階段和下降階段的加速度不同B.球從A點到O點的運動時間等于從O點到B點的運動時間C.球剛離開A點時的水平速度大小大于剛到達B點時的水平速度大小D.球剛離開A點時的速度大小一定大于剛到達B點時的速度大小3.(2023黑龍江牡丹江一中模擬)如圖所示,將一小球從M點以速度v水平拋出,小球恰好沿著坑的上沿入坑并打在坑的底角。已知坑的形狀為圓柱體,忽略空氣阻力,若要讓小球進入坑中并直接擊中坑底的正中間,下列做法可行的是()A.在M點將小球以小于v的速度水平拋出B.在M點將小球以大于v的速度水平拋出C.在M點正上方某位置將小球以小于v的速度水平拋出D.在M點正下方某位置將小球以小于v的速度水平拋出4.(2023湖南三湘模擬)如圖所示,半徑為R的半球形陶罐和陶罐內(nèi)可視為質點的物塊繞豎直軸OO'從靜止開始緩慢加速轉動,當達到某一角速度時,物塊受到的摩擦力減為零,此時物塊和陶罐球心O點的連線與OO'之間的夾角為θ,此后保持該角速度做勻速圓周運動,重力加速度大小為g,下列說法正確的是()A.物塊勻速轉動的周期為2B.物塊勻速轉動的線速度大小為gC.物塊勻速轉動的角速度大小為gD.若繼續(xù)增大轉動的速度,物塊有下滑的趨勢5.(2023河南洛陽聯(lián)考)如圖甲所示,傾角為45°的斜面置于粗糙的水平地面上,有一滑塊通過輕繩繞過定滑輪與質量為m的小球相連(繩與斜面平行),滑塊質量為2m,靜止在粗糙斜面上,滑塊和斜面間的動摩擦因數(shù)μ=22。在圖乙中,讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,輕繩與豎直方向的夾角為θ,且θ≤60°。兩幅圖中,滑塊、斜面都靜止,則以下說法正確的是(A.圖甲中滑塊受到斜面的摩擦力大小為mgB.圖甲中斜面受到地面的摩擦力為2mgC.圖乙中θ=45°時,滑塊恰好不受摩擦力D.圖乙中,隨小球轉動角速度增大,滑塊受到的摩擦力一定變小6.(2023浙江杭州二中聯(lián)考)如圖所示,甲、乙兩名滑板運動員在水平U形賽道上比賽,甲、乙先后從賽道邊緣上的A點滑出,一段時間后再次滑入賽道,觀察發(fā)現(xiàn)甲的滯空時間比乙長,運動過程中乙的最小速度比甲的最小速度大。不計空氣阻力,可將運動員視為質點,則下列說法正確的是()A.甲、乙的最大騰空高度相同B.甲從A點滑出時的初速度一定大于乙的初速度C.甲、乙從A點滑出時的初速度方向可能相同D.甲、乙再次滑入賽道的位置可能相同B組素能提升練7.(2023廣東華僑中學調研)如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面頂端M處,將質點a以大小為v0的初速度水平向左拋出,經(jīng)時間t,質點a恰好落在斜面底端N處?，F(xiàn)使另一質點b自M處沿斜面下滑,經(jīng)過時間t也滑到N處,則質點b的初速度大小應為()A.33v0 B.32v0 C.v0 D.28.(多選)(2022河北卷)如圖所示,廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以O為圓心、R1和R2為半徑的同心圓上,圓心處裝有豎直細水管,其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉動的角速度均可調節(jié),以保障噴出的水全部落入相應的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時,噴水嘴的高度、出水速度及轉動的角速度分別用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,忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力。下列說法正確的是()A.若h1=h2,則v1∶v2=R2∶R1B.若v1=v2,則h1∶h2=RC.若ω1=ω2,v1=v2,噴水嘴各轉動一周,則落入每個花盆的水量相同D.若h1=h2,噴水嘴各轉動一周且落入每個花盆的水量相同,則ω1=ω29.(2022全國甲卷)將一小球水平拋出,使用頻閃儀和照相機對運動的小球進行拍攝,頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光。某次拍攝時,小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光,拍攝的照片編輯后如圖所示。圖中的第一個小球為拋出瞬間的影像,每相鄰兩個球之間被刪去了3個影像,所標出的兩個線段的長度s1和s2之比為3∶7。重力加速度g取10m/s2,忽略空氣阻力。求在拋出瞬間小球速度的大小。10.(2023福建三校協(xié)作聯(lián)考)如圖所示,豎直平面內(nèi)的34光滑圓弧軌道的半徑R=5m,A端與圓心O等高,AD為與水平方向成45°角的斜面,B端在O的正上方,一個質量為0.1kg的小球在A點正上方某處由靜止開始釋放,自由下落至A點后進入圓弧軌道并能沿軌道到達B點,到達B點時小球對圓弧軌道頂端的壓力大小為1N。隨后小球做平拋運動,最后落到斜面上的C點。小球運動過程空氣阻力不計,g取10m/s2,求(1)小球到達B點時速度的大小;(2)小球離開B點后到離斜面AD所在直線最遠處所用的時間;(3)C點到A點的距離。專題分層突破練3力與曲線運動1.C運動到最低點時,由于做圓周運動,秋千對小張的作用力提供向心力,則有Fmg=mv2l,因為在最低點的速度不為零,所以秋千對小張的作用力大于mg,小張的加速度不為零,所受合力不為零,A、B錯誤;運動到最高點時,小張的速度為零,設秋千的擺長為l,擺到最高點時擺繩與豎直方向的夾角為θ,秋千對小張的作用力為F1,則對小張,沿擺繩方向受力分析有F1mgcosθ=mv2l。由于小張的速度為零,則有F1=mgcosθ<mg,沿垂直擺繩方向有mgsinθ=ma,解得小張在最高點的加速度為a=gsinθ,所受合力方向垂直擺繩向下,D2.C球在上升階段和下降階段的加速度均為重力加速度,選項A錯誤;球從A點到O點的逆過程是平拋運動,則根據(jù)t=2hg可知,球從A點到O點的運動時間小于從O點到B點的運動時間,選項B錯誤;因反彈后的水平位移等于反彈之前的水平位移,根據(jù)v0=xt可知,反彈之前的水平速度大于反彈后的水平速度,即球剛離開A點時的水平速度大小大于剛到達B點時的水平速度大小,選項C正確;根據(jù)vy=2gh可知,球剛離開A點的豎直速度大小小于剛到達B點時的豎直速度大小,則球剛離開A點時的速度大小不一定大于剛到達B點時的速度大小3.C小球拋出后做平拋運動,豎直方向有h=12gt2,可知小球飛行的時間由下落高度決定,如果仍由M點拋出小球,則小球落到坑底的時間不變,若速度小于v,則不能落入坑中,若速度大于v,則不能直接打到坑底,故A、B錯誤;當拋出位置比M點高時,小球下落時間變長,由于要落到坑底正中間,水平距離相對于第一次要變短,所以水平拋出速度要變小,故C正確;當拋出位置比M點低時,小球下落高度變小,所用時間變短,若水平拋出速度小于v,則小球將不能落入坑中,故D4.C物塊做勻速圓周運動的半徑為r=Rsinθ,由題意可知此時物塊所受支持力和重力的合力恰好提供向心力,如圖所示。設物塊勻速轉動的角速度為ω,則有mω2r=mgtanθ,解得ω=gRcosθ,則物塊勻速轉動的周期為T=2πω=2πgRcosθ,線速度大小為v=ωr=gRtanθsinθ,故A、5.C題圖甲中,輕繩拉力等于小球重力,對滑塊受力分析有2mgsin45°=mg+Ff,解得Ff=(21)mg,A錯誤;題圖甲中,對斜面和滑塊整體受力分析,水平方向上有Ff地=mgcos45°=22mg,B錯誤;題圖乙中,輕繩拉力為F=mgcosθ,當滑塊不受摩擦力時,對滑塊受力分析有2mgsin45°=mgcosθ,得θ=45°,C正確;小球轉動角速度越大,θ越大,可知θ由零增大時,滑塊受到的摩擦力先向上減小,θ=45°時,摩擦力為零,當θ>45°6.D豎直方向上,運動員先做豎直上拋運動,再做自由落體運動,運動時間具有對稱性,甲的滯空時間t比乙長,根據(jù)h=12gt22可知,甲的最大騰空高度更大,A錯誤。運動員滑出后做斜拋運動,則豎直方向的分速度vy=2gh,說明甲初速度的豎直分速度更大;水平分速度vx即最小速度,乙的最小速度比甲的最小速度大;因為v=vx2+vy2,則無法確定二者初速度大小,B錯誤。設滑出的速度與水平方向夾角為θ,則tanθ=vyvx,結合選項7.B設M、N間距離為l,質點a做平拋運動,豎直方向上有l(wèi)sin30°=12gt2,根據(jù)平拋運動在水平方向為勻速直線運動,可得運動時間t=lcos30°v0;質點b自M處沿斜面下滑的加速度a=gsin30°,根據(jù)位移—時間關系可得l=vt+12at2,聯(lián)立各式解得v=32v0,故B8.BD根據(jù)平拋運動的規(guī)律h=12gt2,R=vt,解得R=v2hg,可知若h1=h2,則v1∶v2=R1∶R2,若v1=v2,則h1∶h2=R12∶R22,選項A錯誤,B正確;若ω1=ω2,則噴水嘴各轉動一周的時間相同,因v1=v2,出水口的截面積不變,可知單位時間噴出水的質量相同,則噴水嘴轉動一周噴出的水量相同,但因內(nèi)圈上的花盆數(shù)量較小,可知得到的水量較多,選項C錯誤;設出水口橫截面積為S0,噴水速度為v,因h相等,則水落地的時間相等,即t=Rv相等,在圓周上單位長度的水量為Q=vΔtS9.答案25解析因為頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光,每相鄰兩個球之間被刪去3個影像,故相鄰兩球的時間間隔為t=4T=0.05×4s=0.2s設s1對應的水平位移為x,對應的豎直位移為y,則根據(jù)平拋運動的特點得,s2對應的水平位移為x,對應的豎直位移為3y,y=12g(4T)2=0.2s1=xs2=xs拋出瞬間小球速度大小為v0=x解得v0=25510.答案(1)10m/s(2)1.0s(3)152m解析(1)在B點,由重力和軌道的支持力提供向