高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題能力訓(xùn)練3力與物體的曲線運(yùn)動

專題能力訓(xùn)練3力與物體的曲線運(yùn)動(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個選項中,1~4題只有一個選項符合題目要求,5~7題有多個選項符合題目要求。全部選對的得8分,選對但不全的得4分,有選錯的得0分)1.(2022·湖北武漢期末)移動靶項目,是對與射擊地線平行方向的移動目標(biāo)在限定的時間和區(qū)域內(nèi)進(jìn)行跟蹤射擊,要求射手具有思維敏捷、反應(yīng)迅速、準(zhǔn)確判斷的能力和良好的心理自控能力。如圖所示,若運(yùn)動員在射擊地線處某點站定不動,靶移動的速度為v1,運(yùn)動員射出的子彈速度為v2,移動目標(biāo)與射擊地線的最近距離為d。則子彈射中靶心的最短時間為(不計空氣阻力和重力影響)()A.dv22C.dv222.(2021·山東高三模擬)環(huán)保人員在一次檢查時發(fā)現(xiàn),某廠的一根水平放置的排污管正在向廠外的河道中滿口排出污水。環(huán)保人員利用手上的卷尺測出這根管道的直徑為10cm,管口中心距離河水水面的高度為80cm,污水入河道處到排污管管口的水平距離為120cm,重力加速度g取10m/s2,則該管道的排污量(即流量——單位時間內(nèi)通過管道某橫截面的流體體積)約為()A.24L/s B.94L/sC.236L/s D.942L/s3.2020年3月3日消息,國網(wǎng)武漢供電公司每天用無人機(jī)對火神山醫(yī)院周邊線路進(jìn)行巡檢,一次最長要飛130分鐘,它們是火神山醫(yī)院的電力“保護(hù)神”。甲、乙兩圖分別是某一無人機(jī)在相互垂直的x方向和y方向運(yùn)動的vt圖像。在0~2s內(nèi),以下判斷正確的是()甲乙A.無人機(jī)的加速度大小為10m/s2,做勻變速直線運(yùn)動B.無人機(jī)的加速度大小為10m/s2,做勻變速曲線運(yùn)動C.無人機(jī)的加速度大小為14m/s2,做勻變速直線運(yùn)動D.無人機(jī)的加速度大小為14m/s2,做勻變速曲線運(yùn)動4.(2020·全國卷Ⅱ)如圖所示,在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑,該坑沿摩托車前進(jìn)方向的水平寬度為3h,其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1,它會落到坑內(nèi)c點,c與a的水平距離和高度差均為h;若經(jīng)過a點時的動能為E2,該摩托車恰能越過坑到達(dá)b點。E2E1A.20B.18C.9.0D.3.05.如圖所示,用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M。長桿的一端放在地面上通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸,其端點恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點處,在桿的中心C處拴一細(xì)繩,通過兩個滑輪后掛上重物M。C點與O點距離為l?，F(xiàn)在桿的另一端用力,使其逆時針勻速轉(zhuǎn)動,從豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)到水平(轉(zhuǎn)過了90°角)。下列有關(guān)此過程的說法正確的是()A.重物M做勻速直線運(yùn)動B.重物M做變速直線運(yùn)動C.重物M的最大速度是ωlD.重物M的速度先減小后增大6.下圖是一固定的半圓形豎直軌道,AB為水平直徑,O為圓心,同時從A點水平拋出甲、乙兩個小球,速度分別為v1、v2,分別落在C、D兩點,OC、OD與豎直方向的夾角均為37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)則()A.甲、乙兩球下落到軌道的時間相等B.甲、乙兩球下落到軌道的速度變化量不相等C.v1∶v2=1∶3D.v1∶v2=1∶47.(2021·廣東佛山高三一模)某運(yùn)動員在練習(xí)跳投,一次投籃出手高度正好與籃筐等高,拋射角為45°,籃球恰好空心命中。下一次投籃時籃球出手點與前一次相同,忽略空氣阻力影響,以下情況可能空心命中的是()A.增加初速度大小將籃球水平拋出B.增加籃球的初速度大小的同時減小投射角度C.只增加籃球的投射角度不改變籃球的初速度大小D.同時增加籃球的初速度大小和投射角度二、非選擇題(本題共3小題,共44分)8.(13分)(2021·山東高三二模)2022年北京冬奧會的跳臺滑雪比賽將在張家口的場館“雪如意”中舉行,賽道有助滑區(qū)、空中飛行區(qū)和著路緩沖區(qū)組成。運(yùn)動員在空中飛行的區(qū)域的示意圖如圖所示,一質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動員(可看作質(zhì)點)自跳臺MN上一點垂直MN水平飛出,從飛出至落到斜面上的時間t=3s,已知斜面傾角θ=37°,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若不計空氣作用力,求運(yùn)動員水平飛出的速度v0。(2)若飛行過程中運(yùn)動員始終受到平行MN的恒定空氣作用力,且測得運(yùn)動員落到斜面上時的位移大小為5634m,求運(yùn)動員受到的空氣作用力大小。9.(14分)(2022·全國甲卷)將一小球水平拋出,使用頻閃儀和照相機(jī)對運(yùn)動的小球進(jìn)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(biāo)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.(17分)如圖甲所示,固定的光滑半圓軌道的直徑PQ沿豎直方向,其半徑R的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié),軌道N處裝有壓力傳感器,其位置始終與圓心O等高。質(zhì)量m車=1kg、長度l=3m的小車靜置在光滑水平地面上,小車上表面與P點等高,小車右端與P點的距離s=2m。一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以v0=6m/s的水平初速度從左端滑上小車,當(dāng)小車與墻壁碰撞后小車立即停止運(yùn)動。在R取不同值時,壓力傳感器讀數(shù)F與1R的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2(1)小滑塊到達(dá)P點時的速度v1的大小;(2)圖乙中a和b的值。

專題能力訓(xùn)練3力與物體的曲線運(yùn)動1.B解析:當(dāng)子彈的速度v2的方向與兩虛線方向垂直時,擊中靶的時間最短,最短時間為tmin=dv2.A解析:根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有x=vt0,h=12gt02,解得v=3m/s,根據(jù)流量的定義有Q=Vt,其中V=SL=πd22·vt,解得3.A解析:0~2s內(nèi),x方向,初速度為v0x=0,加速度為ax=12-02m/s2=6m/s2;y方向,初速度為v0y=0,加速度為ay=16-02m/s2=8m/s2,根據(jù)平行四邊形定則合成可以得到合初速度為v0=0,合加速度為a=64.B解析:摩托車做平拋運(yùn)動,從a到c,h=12gt12,h=v1t1,聯(lián)立可求出v1=gh2;從a到b,0.5h=12gt22,3h=v2t2,聯(lián)立可求出v2=9gh。動能E5.BC解析:設(shè)C點線速度方向與和C點相連的繩子沿長線的夾角為θ(銳角或直角),由題知C點的線速度為vC=ωl,該線速度在繩子方向上的分速度就為v繩=ωlcosθ。θ的變化規(guī)律是開始最大(90°),然后逐漸變小,所以,v繩=ωlcosθ逐漸變大,直至繩子和桿垂直,θ變?yōu)榱愣?繩子的速度變?yōu)樽畲?為ωl;然后,θ又逐漸增大,v繩=ωlcosθ逐漸變小,繩子的速度變慢。所以重物的速度先增大后減小,最大速度為ωl。故B、C正確,A、D錯誤。6.AD解析:由題圖可知,兩個物體下落的高度是相等的,根據(jù)h=12gt2可知,甲、乙兩球下落到軌道的時間相等,速度變化量Δv=gt相同,故A正確,B錯誤;設(shè)圓形軌道的半徑為R,則A到C的水平位移分別為x1=RRsin37°=0.4R,x2=R+Rsin37°=1.6R,則x2=4x1;由v=xt可知,v2=4v7.BD解析:設(shè)第一次投籃時的初速度為v0,其拋射角為θ,籃球恰好空心命中,根據(jù)拋體運(yùn)動規(guī)律可知,其運(yùn)動時間t=2v0sinθg,其水平射程為x=v0tcosθ=2v02sinθcosθg=v02sin2θg。增加初速度大小,將籃球水平拋出,籃球做平拋運(yùn)動,不可能空心命中,故A錯誤;增加籃球的初速度大小,減小投射角度,由水平射程的表達(dá)式x=v8.答案:(1)20m/s(2)40N解析:(1)運(yùn)動員的水平位移x=v0t豎直位移y=12gt2,tanθ=聯(lián)立并代入數(shù)據(jù),解得x=60m,y=45m,v0=20m/s。(2)運(yùn)動員落在斜面上的時間不變,t1=t=3s運(yùn)動員沿MN方向的位移z=12at運(yùn)動員的位移s滿足s2=x2+y2+z2解得沿MN方向的加速度a=23m/s空氣作用力F=ma解得F=40N。9.答案:25解析:因為每相鄰兩個小球之間被刪去了3個影像,所以每相鄰兩個小球之間有4個閃光間隔,即相鄰兩個小球之間的時間為t=4×0.05s=0.2s因為第一個小球為拋出點,所以第一段運(yùn)動對應(yīng)的豎直位移大小為h1=12gt2=12×10×0.22m=0第二段運(yùn)動對應(yīng)的豎直位移大小為h2=12g·(2t)2h1=12×10×0.42m0.2m=0設(shè)小球拋出時的初速度大小為v,則s1可以表示為s1=(vt同理s2可以表示為s2=(vt因為s1∶s2=3∶7,聯(lián)立解得v=2510.答案:(1)4m/s(2)a=1.25,b=40解析:(1)小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運(yùn)動,小車將做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)小滑塊的加速度大小為a1,小車加速度的大小為a2,由牛頓第二定律得對小滑塊有μmg=ma1,則a1=2m/s2對小車有μmg=m車a2,則a2=4m/s2設(shè)小車與滑塊經(jīng)時間t速度相等,則v0a1t=a2t滑塊的位移x1=v0t12a1t小車的位移x2=12a2t代入數(shù)