2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)試題（全國通用）專題03力和曲線運(yùn)動(dòng)Word版含解析

專題03力與曲線運(yùn)動(dòng)一、單選題1．（2022·湖南·寧鄉(xiāng)市教育研究中心模擬預(yù)測）如圖所示，某次空中投彈的軍事演習(xí)中，戰(zhàn)斗機(jī)以恒定速度沿水平方向飛行，先后釋放兩顆炸彈，分別擊中山坡上的M點(diǎn)和N點(diǎn)。釋放兩顆炸彈的時(shí)間間隔為Δt1，此過程中飛機(jī)飛行的距離為s1；擊中M、N的時(shí)間間隔為Δt2，M、N兩點(diǎn)間水平距離為s2。不計(jì)空氣阻力。下列判斷正確的是（）A．Δt1＞Δt2，s1＞s2B．Δt1＞Δt2，s1＜s2C．Δt1＜Δt2，s1＞s2D．Δt1＜Δt2，s1＜s2【答案】A【詳解】釋放的炸彈做平拋運(yùn)動(dòng)，若落地點(diǎn)在同一水平面上，落地的時(shí)間間隔與釋放的時(shí)間間隔相等，由于N在M點(diǎn)的上方，則擊中M、N的時(shí)間間隔△t2＜△t1同理可知，由于炸彈和飛機(jī)水平方向的速度相同，時(shí)間越小，飛行的距離越小，所以s1＞s2故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2．（2022·浙江·模擬預(yù)測）2020年受“新冠肺炎”的影響，全國人民自愿居家隔離。小豆在家和爸爸玩“套圈”游戲，第一次扔在小黃人正前M點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。第二次扔之前小豆適當(dāng)調(diào)整方案，則小豆可能仍中的措施是（）A．小豆在原處，僅增加扔套圈的水平初速度B．小豆在原處，僅減小水平扔出套圈時(shí)的高度C．小豆沿小黃人與M點(diǎn)連線方向后退，僅增加人和小黃人之間的距離D．小豆在原處，降低扔套圈的高度和扔套圈的水平初速度【答案】A【詳解】ABD．物體做平拋運(yùn)動(dòng)滿足解得第一次扔在小黃人正前M點(diǎn)，因此說明，其中為第一次扔圈時(shí)小豆和小黃人之間的距離。當(dāng)小豆站在原處時(shí)，增加水平初速度、拋出高度都能增加“圈”的水平位移，使其等于，增加套中的幾率，故A正確，BD錯(cuò)誤；C．小豆沿小黃人與M點(diǎn)連線方向后退，僅增加人和小黃人之間的距離，相當(dāng)于進(jìn)一步增大，而保持不變，因此不可能套中小黃人，故C錯(cuò)誤。故選A。3．（2022·浙江·模擬預(yù)測）目前，世界上產(chǎn)量最大，使用范圍最廣的自由落體炸彈是美軍MK80系列低阻力炸彈，其特殊的流線型設(shè)計(jì)使得其下落過程中阻力僅為重力3‰，如圖是某次美軍從距地面500m的水平飛行某轟炸機(jī)上空投該炸彈的照片，下列說法正確的是（）A．空投的炸彈可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)B．空投的炸彈下落過程時(shí)間小于10sC．空投的炸彈在下落過程中僅受重力D．空投的炸彈在下落過程中機(jī)械能不守恒【答案】D【詳解】A．空投的炸彈在下落過程仍受阻力作用，故不可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；BC．假設(shè)空投的炸彈下落過程只受重力作用，則空投的炸彈在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有代入數(shù)據(jù)解得而實(shí)際上空投的炸彈在下落過程中還受阻力作用，則豎直方向的加速度小于重力加速度，故下落的時(shí)間大于10s，故BC錯(cuò)誤；D．由于空投的炸彈在下落過程中受到的阻力會(huì)做負(fù)功，故空投的炸彈在下落過程中機(jī)械能不守恒，故D正確。故選D。4．（2022·重慶·模擬預(yù)測）如圖裝置是由粒子加速器和平移器組成，平移器由兩對水平放置、間距為的相同平行金屬板構(gòu)成，極板間距離和板長均為L。加速電壓為，兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等均為，電場方向相反。質(zhì)量為m，電荷量為＋q的粒子無初速地進(jìn)入加速電場，被加速器加速后，從平移器下板邊緣水平進(jìn)入平移器，最終從平移器上板邊緣水平離開，不計(jì)重力。下列說法正確的是（）A．粒子離開加速器時(shí)速度B．粒子通過左側(cè)平移器時(shí)，豎直方向位移C．與2L相等D．只增加加速電壓，粒子將不能從平移器離開【答案】B【詳解】A．根據(jù)粒子離開加速器時(shí)速度為故A錯(cuò)誤；B．粒子平移器電場中的偏轉(zhuǎn)量為又，得故B正確；C．根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和對稱性，粒子在兩平移器之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)的軌跡延長線分別過平行板中點(diǎn)，根據(jù)幾何關(guān)系可知故C錯(cuò)誤；D．由B選項(xiàng)可得由A選項(xiàng)可知當(dāng)加速電壓增大時(shí)，粒子進(jìn)入平移器的速度增大，粒子在平移器中豎直方向偏轉(zhuǎn)量變小，粒子可以離開平移器，位置比原來靠下，故D錯(cuò)誤。故選B。5．（2022·遼寧·模擬預(yù)測）如圖所示，矩形的四個(gè)頂點(diǎn)、、、為勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，，電場線與矩形所在的平面平行。已知點(diǎn)電勢為，點(diǎn)電勢為，點(diǎn)電勢為。一帶電粒子從點(diǎn)以速度射入電場，與邊的夾角為45°，一段時(shí)間后粒子經(jīng)過邊的中點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力，下列判斷正確的是（）A．d點(diǎn)電勢為B．電場強(qiáng)度的大小為C．粒子從點(diǎn)到點(diǎn)，其電勢能增大D．粒子從點(diǎn)到點(diǎn)所用的時(shí)間為【答案】D【詳解】A．根據(jù)勻強(qiáng)電場中平行等距的兩線段電勢差相等，則有解得所以A錯(cuò)誤；B．如圖所示，d與e點(diǎn)的電勢相等，則電場線如圖所示，有所以B錯(cuò)誤；C．粒子從點(diǎn)到點(diǎn)，電場力的方向沿場強(qiáng)方向，則電場力做正功，其電勢能減小，所以C錯(cuò)誤；D．粒子從點(diǎn)到點(diǎn)，電場力的方向沿場強(qiáng)方向，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿de方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有所以D正確；故選D。6．（2022·浙江·模擬預(yù)測）2018年11月珠海航展，國產(chǎn)全向矢量發(fā)動(dòng)機(jī)公開亮相。圖為安裝了中國國產(chǎn)全向矢量技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的殲-10B戰(zhàn)機(jī)飛出“眼鏡蛇”“落葉飄”等超級(jí)機(jī)動(dòng)動(dòng)作。圖為某矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的模型，O點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，A、B為發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的兩點(diǎn)，v表示線速度，表示角速度，T表示周期，a表示向心加速度，下列說法正確的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，故而根據(jù)線速度和角速度關(guān)系可知因?yàn)?，所以圓周運(yùn)動(dòng)周期為因?yàn)榻撬俣认嗤?，所以周期也相同。此外向心加速度因?yàn)?，所以故選B。7．（2022·浙江·模擬預(yù)測）下圖是家庭里常見的廚房水槽，A、B分別是水槽出口上的兩點(diǎn)，當(dāng)出水口繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，如下圖，v代表線速度，代表角速度，a代表向心加速度，T代表周期，則下列說法正確的是（）A．， B．， C．， D．，【答案】C【詳解】當(dāng)出水口繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B的角速度、周期都相等，則，由，又，所以由，，所以故選C。8．（2022·浙江·模擬預(yù)測）今年第10號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“海神”于2020年9月5日8點(diǎn)在西北太平洋洋面形成，上午8點(diǎn)10分到12分，形成階段的臺(tái)風(fēng)以幾乎不變的形狀在原地高速旋轉(zhuǎn)。圖中O點(diǎn)為臺(tái)風(fēng)眼，代表角速度，v代表線速度，T代表周期、a代表向心加速度，下列說法正確的是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】A．A、B兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，即故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)故B正確；C．根據(jù)故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)故D錯(cuò)誤。故選B。9．（2022·浙江·模擬預(yù)測）如圖是某汽車旋轉(zhuǎn)彈出式的車鑰匙，按下O點(diǎn)，車鑰匙將會(huì)以O(shè)點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)彈出，用v表示線速度，表示角速度，T表示周期，a表示向心加速度，下列說法正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】ABC．在車鑰匙旋轉(zhuǎn)中，A、B兩點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此有，由線速度與角速度關(guān)系公式，可知A正確，BC錯(cuò)誤；D．在車鑰匙旋轉(zhuǎn)中，A、B兩點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此有，由向心加速度與角速度關(guān)系公式，可知D錯(cuò)誤。故選A。10．（2022·浙江·模擬預(yù)測）2020年9月21日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功將海洋二號(hào)C衛(wèi)星送入預(yù)定軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已該衛(wèi)星的軌道半徑為7400km，則下列說法中正確的是（）A．可以計(jì)算海洋二號(hào)C衛(wèi)星的線速度 B．可以計(jì)算海洋二號(hào)C衛(wèi)星的動(dòng)能C．可以計(jì)算海洋二號(hào)C衛(wèi)星的機(jī)械能 D．可以計(jì)算海洋二號(hào)C衛(wèi)星的質(zhì)量【答案】A【詳解】A．根據(jù)又由于整理可得由于地球表面的重力加速度g，地球半徑R以及衛(wèi)星的軌道半徑r已知，因此可求出衛(wèi)星的運(yùn)行的線速度，A正確；BCD．由于無法求出衛(wèi)星的質(zhì)量，因此衛(wèi)星的機(jī)械能，動(dòng)能都無法求出，BCD錯(cuò)誤。故選A。11．（2022·湖北·模擬預(yù)測）2022年6月5日，神舟十四號(hào)成功對接于天和核心艙徑向端口，航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次進(jìn)入天和核心艙。航天員們在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，有序開展了載人環(huán)境建立、空間站平臺(tái)維護(hù)與照料、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)等工作。已知天和核心艙距離地面的高度約為380km，地球半徑為6400km。下列說法正確的是（）A．航天員可以漂浮在空間站中，所以加速度為零B．天和核心艙在軌運(yùn)行的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度C．神舟十四號(hào)的發(fā)射速度大于7.9km/sD．天和核心艙繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為8h【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意，航天員可以漂浮在空間站中，萬有引力提供向心力有解得故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力有可得由于天和核心艙在軌運(yùn)行的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則天和核心艙在軌運(yùn)行的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度，故B錯(cuò)誤；C．是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度，則神舟十四號(hào)的發(fā)射速度大于，故C正確；D．根據(jù)題意可知，天和核心艙繞地球的運(yùn)動(dòng)為近地飛行，則飛行速度約為，由公式可得，天和核心艙繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為故D錯(cuò)誤。故選C。12．（2022·黑龍江·哈爾濱三中模擬預(yù)測）一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，bc為半徑為r的半圓，ab、cd與直徑bc共線，ab間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)從a點(diǎn)垂直于ab射入磁場，這些粒子具有各種速率。不計(jì)粒子之間的相互作用。從abcd邊界射出磁場所用時(shí)間最短的粒子的速度大小為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，則有假設(shè)粒子出射的點(diǎn)為點(diǎn)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為，則粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間表示為初速度與的夾角為，由幾何關(guān)系可知，，即只要達(dá)到最小值，取到最小值，運(yùn)動(dòng)時(shí)間取到最小值，如圖所示當(dāng)與圓弧相切時(shí)，達(dá)到最小值，根據(jù)幾何關(guān)系可得則帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為根據(jù)牛頓第二定律可得解得從abcd邊界射出磁場所用時(shí)間最短的粒子的速度大小為A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。二、多選題13．（2022·河南·模擬預(yù)測）如圖所示，AB是圓的直徑，長為m，O為圓心。有一勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），電場方向與圓周在同一平面內(nèi)，從圓周上A點(diǎn)向圓面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射出動(dòng)能相同的電子，電子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)和經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能均為4eV，電子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為2eV，∠COA=60°，取O點(diǎn)電勢為零，電子電荷量的絕對值為e，不計(jì)電子重力，則（）A．B點(diǎn)的電勢為2V B．電子從A點(diǎn)射出的初動(dòng)能為6eVC．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為3V/m D．圓周上電勢最高點(diǎn)的電勢為V【答案】BD【詳解】A．根據(jù)題意可知，電子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)和經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能均為4eV，根據(jù)動(dòng)能定理-eUOB=2eV-4eV解得UOB=2V取O點(diǎn)電勢為零因此B點(diǎn)電勢為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)勻強(qiáng)電場電勢分布特點(diǎn)，可知在任意方向上電勢降落都是均勻的，則得=2V根據(jù)動(dòng)能定理解得故B正確；C．根據(jù)題意可知，電子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)和經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能均為4eV，所以O(shè)、C兩點(diǎn)電勢相等，過B點(diǎn)作CO延長線的垂線，則垂線長為因此勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為故C錯(cuò)誤；D．圓周上電勢最高點(diǎn)的電勢故D正確。故選BD。14．（2022·湖南·長沙一中模擬預(yù)測）帶電量為的球P內(nèi)含有一彈射裝置，其質(zhì)量為M含其內(nèi)部彈射裝置，一質(zhì)量為m、不帶電的物體C（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于球P內(nèi)部的彈射裝置中。整個(gè)裝置處于真空中水平正對放置的平行金屬板A、B之間，A、B間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，如圖所示，開始時(shí)，球P和C恰好靜止在距A板H的位置。某時(shí)刻，物體C相對于金屬板以速度v水平彈出，球P和C同時(shí)到達(dá)金屬板。若兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，球P運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變且不影響原電場分布，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．從小物體C彈出至到達(dá)金屬板，球P的電勢能增加B．小物體C剛彈出瞬間，球P的速度為大小為C．兩金屬板間的距離為D．兩金屬板長度至少為【答案】BD【詳解】A．依題意，可知當(dāng)小物體C彈出后，球P將向上做類平拋運(yùn)動(dòng)，則電場力做正功，電勢能減小，故A錯(cuò)誤；B．原來球P靜止時(shí)，有小球彈出時(shí)，設(shè)P瞬間速率為v1，由動(dòng)量守恒有得球P的速度為大小為故B正確；C．物體C彈出后，設(shè)經(jīng)時(shí)間t到達(dá)下板，設(shè)兩板間距為d，對小球豎直方向，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律同理，對P豎直方向聯(lián)立以上各式可得故C錯(cuò)誤；D．小球和球P自彈出到落板，水平位移大小分別為，則兩金屬板長度至少為聯(lián)立各式可得故D正確。故選BD。15．（2022·新疆·博樂市高級(jí)中學(xué)（華中師大一附中博樂分校）模擬預(yù)測）雙星的運(yùn)動(dòng)是引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成，這兩顆星繞它們連線上的某一點(diǎn)在二者之間萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測得P星的角速度為，P、Q兩顆星之間的距離為L，P，Q兩顆星的軌道半徑之差為（P星的質(zhì)量大于Q星的質(zhì)量），引力常量為G，則（）A．P、Q兩顆星的向心力大小相等B．P、Q兩顆星的向心加速度大小相等C．P、Q兩顆星的線速度大小之差為D．P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為【答案】ACD【詳解】A．P、Q兩顆星的向心力都等于兩者之間的萬有引力，因此P、Q兩星的向心力大小相等，故A正確；B．根據(jù)萬有引力提供向心力可知，因?yàn)橄蛐牧Υ笮∠嗟?，而兩星的質(zhì)量不相等，因此兩星的向心加速度不相等，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)公式可知故C正確；D．對于兩星存在所以又因?yàn)?，所以根?jù)題意解得故D正確。故選ACD。16．（2022·青?！つM預(yù)測）如圖所示，acd是半徑為r的半圓，圓心為O，dfh是半徑為2r的四分之一圓弧，兩圓孤相切于d點(diǎn)，空間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場B。從粒子源a射出的質(zhì)量為m的粒子x沿圓弧acd運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t1與靜置于d點(diǎn)的質(zhì)量為4m的靶粒子y發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間很短，碰撞后結(jié)合成一個(gè)粒子z，粒子z沿圓弧dfh經(jīng)過時(shí)間t2第一次到達(dá)h點(diǎn)。不計(jì)其他作用，則（）A．y帶負(fù)電 B．x和z的速率之比為5：2C．x和z的電荷量之比為2：1 D．t1：t2=2：5【答案】AC【詳解】B．粒子碰撞過程滿足動(dòng)量守恒，可得故B錯(cuò)誤；AC．由洛倫茲力作為向心力可得解得碰撞前后動(dòng)量不變，可知粒子x與z的電荷量與軌跡半徑成反比，半徑之比為1：2，解得根據(jù)左手定則及粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的偏轉(zhuǎn)方向可知，x與z均帶正電，由于z的電荷量較小，可知y帶負(fù)電，AC正確；D．粒子的運(yùn)動(dòng)周期為軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)間為粒子x與z的質(zhì)量比為1：5，電荷量之比為2：1，可知周期比為1：10，x粒子運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)圓心角為180°（用時(shí)周期），z粒子運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)圓心角為90°（用時(shí)周期），聯(lián)立解得t1：t2=1：5D錯(cuò)誤。故選AC。三、解答題17．（2022·遼寧·高考真題）2022年北京冬奧會(huì)短道速滑混合團(tuán)體2000米接力決賽中，我國短道速滑隊(duì)奪得中國隊(duì)在本屆冬奧會(huì)的首金。（1）如果把運(yùn)動(dòng)員起跑后進(jìn)入彎道前的過程看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)員加速到速度時(shí)，滑過的距離，求加速度的大?。唬?）如果把運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行的過程看作軌道為半圓的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員同時(shí)進(jìn)入彎道，滑行半徑分別為，滑行速率分別為，求甲、乙過彎道時(shí)的向心加速度大小之比，并通過計(jì)算判斷哪位運(yùn)動(dòng)員先出彎道?！敬鸢浮浚?）；（2），甲【詳解】（1）根據(jù)速度位移公式有代入數(shù)據(jù)可得（2）根據(jù)向心加速度的表達(dá)式可得甲、乙的向心加速度之比為甲、乙兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為代入數(shù)據(jù)可