2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)試題物理（適用于老高考新教材）專題分層突破練3力與曲線運動Word版含解析

專題分層突破練3力與曲線運動A組1.(2021全國甲卷)“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖,先將紐扣繞幾圈,使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起,然后用力反復(fù)拉繩的兩端,紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后,紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達50r/s,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為()A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s22.(多選)北京冬奧會報道中利用“AI+8K”技術(shù),把全新的“時間切片”特技效果首次運用在8K直播中,更精準清晰地抓拍運動員比賽精彩瞬間,給觀眾帶來全新的視覺體驗?！皶r間切片”是一種類似于多次“曝光”的呈現(xiàn)手法。如圖所示為某運動員在自由式滑雪大跳臺比賽中某跳的“時間切片”特技圖。忽略空氣阻力,將運動員看作質(zhì)點,其軌跡abc段為拋物線。已知起跳點a的速度大小為v,起跳點a與最高點b之間的高度差為h,重力加速度大小為g,下列說法正確的是()A.運動員從a到b的時間間隔與從b到c的時間間隔相同B.運動員從a到b的時間為2ghC.運動員到達最高點時速度的大小為vD.運動員從a到b的過程中速度變化的大小為2gh3.如圖所示,傾角為θ的斜面與水平地面相接于B點,兩小球甲、乙分別以初速度v1、v2從位于B點正上方的A點處水平向左、向右拋出,甲球落在水平地面上的C點,乙球落在斜面上的D點。甲球落到C點時速度方向與斜面平行,乙球落到D點時速度方向與水平方向的夾角為θ,不計空氣阻力,則v1v2A.3B.32C.32D4.(2022浙江溫州二模)如圖所示,場地自行車賽道與水平面成一定傾角,A、B、C三位運動員騎自行車在賽道轉(zhuǎn)彎處以相同大小的線速度做勻速圓周運動(不計空氣阻力)。則下列說法正確的是()A.自行車受到地面的摩擦力指向圓周運動的圓心B.自行車(含運動員)受到重力、支持力、摩擦力、向心力C.A、B、C三位運動員的角速度ωA<ωB<ωCD.A、B、C三位運動員的向心加速度aA>aB>aC5.(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。B組6.在一次利用無人機投送救援物資時,距離水平地面高度h處,無人機以速度v0水平勻速飛行并釋放一包裹,不計空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.包裹在空中飛行的時間為hB.包裹落地時的速度大小為vC.包裹釋放點到落地點的水平距離為vD.包裹下落過程中機械能不斷增大7.(2022廣東廣州三模)如圖所示,某同學(xué)將乒乓球發(fā)球機正對著豎直墻面水平發(fā)射,兩個完全相同的乒乓球a和b各自以不同的速度水平射出,碰到墻面時豎直下落的高度之比為9∶16。若不計阻力,下列對乒乓球a和b的判斷正確的是()A.碰墻前a和b的運動時間之比為9∶16B.a和b碰墻時重力的瞬時功率之比為4∶3C.從發(fā)出到碰墻,a和b的動量變化量之比為4∶3D.a和b的初速度之比為4∶38.(多選)(2022湖北重點中學(xué)聯(lián)考)如圖甲所示的陀螺可在圓軌道的外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落,好像軌道對它施加了魔法一樣,被稱為“魔力陀螺”。其物理原理可等效為如圖乙所示的模型:半徑為R的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為m的小鐵球視為質(zhì)點在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動,A、B兩點分別為軌道上的最高、最低點。鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,重力加速度為g,不計摩擦和空氣阻力。下列說法正確的是()甲乙A.鐵球可能做勻速圓周運動B.鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動時機械能守恒C.鐵球在A點的速度一定大于或等于gRD.要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的磁性引力至少為5mg9.(多選)(2022云南昆明三診一模)跳臺滑雪是一項勇敢者的滑雪運動,圖甲是2022年北京冬奧會跳臺滑雪的主跳臺“雪如意”,圖乙是其部分賽道及運動情況簡化示意圖。現(xiàn)有一運動員在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺a處沿水平方向飛出,在斜坡上b處著陸,測得ab間的距離為40m,斜坡與水平方向的夾角為30°,運動員(包括裝備)質(zhì)量為60kg,且可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則運動員(包括裝備)()A.從a處運動到b處的時間為2sB.落到b處前瞬間動能為2.1×103JC.從a處運動到b處過程中動量變化率不變D.在空中距離斜坡的最大距離為5310.(2022北京延慶一模)陽光明媚的中午,小明同學(xué)把一塊長木板放在院子里,調(diào)整傾斜角度,使陽光剛好和木板垂直。在斜面頂端固定一個彈射裝置,把一個質(zhì)量為0.1kg的小球水平彈射出來做平拋運動。調(diào)整初速度大小,使小球剛好落在木板底端。使用手機連續(xù)拍照功能,拍出多張照片記錄小球運動過程。通過分析照片,小明得出:小球的飛行時間為0.4s,小球與其影子距離最大時,影子A距木板頂端和底端的距離之比約為7∶9,如圖所示。g取10m/s2。(1)求飛行過程中,重力對小球做的功。(2)簡要說明,小球與影子距離最大時,剛好是飛行的中間時刻。(3)估算木板長度。答案：專題分層突破練3力與曲線運動1.C解析根據(jù)向心加速度公式a=ω2r=(2πn)2r=1000m/s2,故選C。2.BCD解析運動員做斜拋運動,從最高點到等高位置時間相等,a、c兩點到b點的豎直高度不同,因此時間間隔不同,故A錯誤;根據(jù)h=12gt2,解得t=2ghg,故B正確;從a到b根據(jù)動能定理得-mgh=12mvb2-12mv2,解得vb=v2-2gh,故3.A解析設(shè)A、B之間的高度差為h1,根據(jù)速度的分解有v甲y=v1tanθ,根據(jù)速度位移關(guān)系可得h1=v甲y22g;設(shè)A、D間的高度差為h2、水平距離為x,根據(jù)速度的分解有v乙y=v2tanθ,根據(jù)速度位移關(guān)系可得h2=v乙y22g,其中v乙y=gt,x=v2t,由幾何關(guān)系有h1-h24.C解析運動員騎自行車做勻速圓周運動,自行車(含運動員)所受合力指向圓周運動的圓心,摩擦力不指向圓心,故A錯誤;向心力是效果力,可以由單個力充當,也可以由其他力的合力或分力提供,因此將運動員和自行車看成整體后,整體受重力、支持力和摩擦力,故B錯誤;三位運動員的線速度大小相等,根據(jù)ω=vr可知,半徑大的角速度小,A、B、C三位運動員的角速度ωA<ωB<ωC,故C正確;三位運動員的線速度大小相等,根據(jù)a=v2r可知,半徑大的向心加速度小,A、B、C三位運動員的向心加速度aA<aB<aC,5.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(shè)s1對應(yīng)的水平位移為x,對應(yīng)的豎直位移為y,則根據(jù)平拋運動的特點得,s2對應(yīng)的水平位移為x,對應(yīng)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=2556.B解析包裹脫離無人機后做平拋運動,在豎直方向做自由落體運動,則有h=12gt2,得t=2hg,A錯誤。包裹落地時,豎直方向速度為vy=gt=g2hg=2gh,落地時速度為v=v02+vy2=7.D解析球在豎直方向上做自由落體運動,根據(jù)h=12gt2,可得tatb=34,A錯誤;a和b碰墻時,小球豎直方向的速度vy=gt,重力的瞬時功率PG=mgvy,求得a和b碰墻時重力的瞬時功率之比PGaPGb=34,B錯誤;根據(jù)mgt=mv-mv0=Δ(mv),從發(fā)出到碰墻,a和b的動量變化量之比為8.BD解析鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動,受重力、軌道的磁性引力和軌道的彈力作用,而軌道的磁性引力和彈力總是與速度垂直,故只有重力對鐵球做功,鐵球做變速圓周運動,繞軌道轉(zhuǎn)動時機械能守恒,選項B正確,A錯誤;鐵球在A點時,有mg+F吸-FNA=mvA2R,當FNA=mg+F吸時,vA=0,選項C錯誤;鐵球從A到B的過程中,由動能定理得2mgR=12mvB2-12mvA2,當vA=0時,鐵球在B點的速度最小,解得vBmin=2gR,鐵球在B點時,有F吸-mg-FNB=mvB2R,當vB=vBmin=2gR,FNB=0時9.ACD解析由a到b的過程運動員做平拋運動,在豎直方向有h=12gt2,且h=labsin30°,解得t=2s,A正確;在水平方向有x=v0t,且x=labcos30°,解得v0=103m/s,運動員在b點處的豎直速度為vy=gt=10×2m/s=20m/s,運動員在b點處的速度大小為v=v02+vy2=107m/s,落到b處前瞬間動能Ek=12mv2=12×60×(107)2J=2.1×104J,B錯誤;從a處運動到b處過程中,有Δp=mgt,解得Δpt=mg,C正確;沿斜面方向和垂直斜面方向建立直角坐標系,垂直斜面方向初速度的分量為v0sin30°,重力加速度g垂直斜面的分量為gcos30°,設(shè)所求最大距離為H,在垂直斜面方向,根據(jù)運動學(xué)公式得(-2gcos30°)H=0-(v010.答案(1)0.8J(2)見解析(3)1.6m解析(1)小球做平拋運動,豎直方向做自由落體運動,根據(jù)勻變速直線運動位移時間公式,可得h=12gt2=12×10×0.42m=0.所以飛行過程中,重力對小球做的功為WG=mgh=0.1×10×0.8J=0.8J。(2)當小球與影子距離最大時,小球的速度方向與斜面平行,即速度方向與水平方向的夾角為θ,此時豎直方向的速度為vy=v0tanθ當小球落到斜面底端時,小球位移與水平方向的夾角為θ,設(shè)此時速度方向與水平方向的夾角為α,根據(jù)位移夾角與速度夾角的關(guān)系可知tanα=2tanθ此