2023高考物理二輪專題復習與測試專題強化練四曲線運動

專題強化練(四)曲線運動1．為了抗擊“新冠”疫情，保障百姓基本生活，許多快遞公司推出了“無接觸配送”．快遞小哥想到了用無人機配送快遞的方法．某次配送快遞的無人機起飛，在飛行過程中，水平方向的速度vx及豎直方向的速度vy與飛行時間t的關系圖像如圖甲、乙所示．下列關于無人機運動的說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，無人機做曲線運動B．t2時刻，無人機運動到最高點C．t3～t4時間內(nèi)，無人機做勻變速直線運動D．t2時刻，無人機的速度大小為eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))解析：本題考查通過v-t圖像判斷物體的運動.0～t1時間內(nèi)，無人機在水平方向做初速度為零的勻加速運動，在豎直方向也做初速度為零的勻加速運動，則合運動為勻加速直線運動，選項A錯誤；0～t4時間內(nèi)，無人機在豎直方向的速度一直為正，即一直向上運動，則t2時刻，無人機還沒有運動到最高點，選項B錯誤；t3～t4時間內(nèi)，無人機水平方向做速度為v0的勻速運動，豎直方向做勻減速運動，則合運動為勻變速曲線運動，選項C錯誤；t2時刻，無人機水平方向的速度為v0，豎直方向的速度為v2，則合速度大小為eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))，選項D正確．答案：D2．發(fā)高遠球是羽毛球運動中的一項基本技能．某同學發(fā)高遠球，球的運動軌跡如圖所示，假設此過程中羽毛球豎直方向所受空氣阻力大小保持不變，以豎直向上為正方向，則下列關于羽毛球豎直方向的位移—時間圖像中，可能正確的是()ABCD解析：羽毛球上升階段，豎直方向的速度逐漸減小，圖像的斜率逐漸減小，在最高點，豎直方向的速度為零，即圖像的斜率為零；羽毛球下落階段，豎直方向的速度逐漸增大，圖像的斜率逐漸增大．羽毛球上升階段豎直方向的合力較大，加速度較大，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，羽毛球上升階段豎直方向的初速度大于下降階段豎直方向的末速度，即羽毛球上升階段豎直方向的平均速度較大，上升時間較短．綜上所述，只有選項A正確．故選A.答案：A3．質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻，下列說法正確的是()A．秋千對小明的作用力小于mgB．秋千對小明的作用力大于mgC．小明的速度為零，所受合力為零D．小明的加速度為零，所受合力為零解析：在最高點，小明的速度為0，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，秋千對小明的作用力為F，則對人，沿擺繩方向受力分析有F－mgcosθ＝meq\f(v2,l)，由于小明的速度為0，則有F＝mgcosθ<mg，沿垂直擺繩方向有mgsinθ＝ma，解得小明在最高點的加速度為a＝gsinθ，所以A正確；B、C、D錯誤；故選A.答案：A4.如圖是某電力機車雨刷器的示意圖．雨刮器由刮水片和雨刮臂鏈接而成，M、N為刮水片的兩個端點，P為刮水片與雨刮臂的鏈接點，雨刮臂繞O軸轉(zhuǎn)動的過程中，刮水片始終保持豎直，下列說法正確的是()A．P點的線速度始終不變B．P點的向心加速度不變C．M、N兩點的線速度相同D．M、N兩點的運動周期不同解析：P點以O為圓心做圓周運動，所以線速度與向心加速度方向變化，故A、B錯誤；由于刮水片始終保持豎直，所以刮水片各點的線速度與P點的相同，所以M、N兩點的線速度相同，故C正確；刮水器上各點的周期相同，所以M、N兩點的周期相同，故D錯誤．故選C.答案：C5．一小球從空中以一定的初速度水平拋出，不計空氣阻力，則小球動量改變量Δp與運動時間t和下落高度h的關系圖像中，可能正確的是()ABCD解析：平拋運動只受重力，動量的變化等于重力的沖量，也是豎直方向的動量變化，有IG＝Δp＝m·Δv＝mvy＝mgt，則Δp與時間t成正比，故Δpt圖像是過原點的傾斜直線，故A正確，B錯誤；平拋的豎直分運動為自由落體運動，則有veq\o\al(2,y)＝2gh，故有Δp＝mvy＝meq\r(2gh)，則Δph圖像為一種冪函數(shù)曲線，其傾斜程度應逐漸減小，故C、D錯誤；故選A.答案：A6．1935年5月，紅軍為突破“圍剿”決定強渡大渡河．首支共產(chǎn)黨員突擊隊冒著槍林彈雨依托僅有的一條小木船堅決強突．若河面寬300m，水流速度3m/s，木船相對靜水速度1m/s，則突擊隊渡河所需的最短時間為()A．75s B．95sC．100s D．300s解析：河寬d＝300m一定，當木船船頭垂直河岸時，在河寬方向上的速度最大，渡河用時最短，即木船相對靜水的速度v＝1m/s，渡河時間最短為tmin＝eq\f(d,v)＝eq\f(300,1)s＝300s．故選D.答案：D7．如圖所示，水車轉(zhuǎn)輪的半徑為R，轉(zhuǎn)軸離地面的高度為2R，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，輪緣上最高點和最低點分別有質(zhì)量相同的水滴A、B同時被甩出，并且都落到水平地面上，假設水滴被甩出的瞬時速度大小與其在輪上運動時相等，速度方向沿轉(zhuǎn)輪的切線方向，重力加速度為g，不計空氣阻力．下列判斷中正確的有()A．兩水滴落到水平地面上的速度大小相等B．兩水滴在空中飛行過程中重力做的功相等C．兩水滴在空中飛行的時間差Δt＝2eq\r(\f(R,g))D．兩水滴落地點間的距離Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))解析：對AB，由機械能守恒定律mg·3R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,Ay)，mg·R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,By)；得兩水滴落到水平地面上時在豎直方向的分速度分別vAy＝eq\r(6gR)、vBy＝eq\r(2gR)，選項A錯誤；兩水滴在空中飛行過程中重力做的功分別為WA＝3mgR、WB＝mgR，選項B錯誤；由平拋運動規(guī)律：h＝eq\f(1,2)gt2，得A在空中飛行的時間tA＝eq\r(\f(6R,g))，B在空中飛行的時間tB＝eq\r(\f(2R,g))，兩水滴在空中飛行的時間差Δt＝(eq\r(6)－eq\r(2))eq\r(\f(R,g))，選項C錯誤；兩水滴飛行的水平距離分別為xA＝vtA＝ωReq\r(\f(6R,g))，xB＝vtB＝ωReq\r(\f(2R,g))，兩水滴落地點間的距離Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))，選項D正確．答案：D8．(多選)滾筒洗衣機里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運動，以達到脫水的效果．滾筒截面如圖所示，下列說法正確的是()A．衣物運動到最低點B點時處于超重狀態(tài)B．衣物和水都做離心運動C．衣物運動到最高點A點時脫水效果更好D．衣物運動到最低點B點時脫水效果更好解析：衣物運動到最低點B點時，加速度指向圓心，豎直向上，處于超重狀態(tài)，故A正確；衣物受到筒的支持力和重力，作向心運動，水所受合力不足以提供向心力，做離心運動，故B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律，在最低點有FN1－mg＝meq\f(v2,R)，在最高點有FN2＋mg＝meq\f(v2,R)，則FN1>FN2，衣物運動到最低點B點時脫水效果更好，故C錯誤，D正確．故選AD.答案：AD9．(多選)如圖所示，乒乓球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的距離為L.某人在乒乓球訓練中，從左側(cè)eq\f(L,2)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到右側(cè)桌邊緣．設乒乓球的運動為平拋運動，則乒乓球()A．在空中做勻變速運動B．在水平方向做勻加速直線運動C．在網(wǎng)的右側(cè)運動的時間是左側(cè)的2倍D．擊球點的高度是網(wǎng)高的2倍解析：乒乓球擊出后只受恒定的重力，在重力作用下做平拋運動，其運動可分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，A正確，B錯誤；球在網(wǎng)的左側(cè)和右側(cè)通過的水平距離之比eq\f(\f(1,2)L,L)＝eq\f(v水平t1,v水平t2)＝eq\f(t1,t2)＝eq\f(1,2)，C正確；設擊球點到桌面的高度為h，則擊球點到網(wǎng)上沿的高度與擊球點到桌面的高度之比為eq\f(h－H,h)＝eq\f(\f(1,2)gteq\o\al(2,1),\f(1,2)g（t1＋t2）2)＝eq\f(1,9)，所以擊球點的高度與網(wǎng)高度之比為eq\f(h,H)＝eq\f(9,8)，D錯誤．答案：AC10．如圖所示，籃球在1.6m的高度擲出，在2.5m的高度垂直擊中籃板，反彈后恰好落在擲出點的正下方．不計空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2.求該籃球：(1)從擊中籃板反彈后到落回地面的時間t；(2)擊中籃板前后的動能之比．解析：(1)籃球反彈后做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，則有h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2h,g))，代入數(shù)據(jù)解得t≈0.7s.(2)擲出到擊中籃板的運動過程等效為逆向的平拋運動，設籃球質(zhì)量為m，平拋運動的初速度為v，則在水平方向上做勻速直線運動，有x＝vt，籃球做平拋運動的初動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2，解得Ek＝eq\f(mgx2,4h)，則擊中籃板前后的動能之比eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(h2,h2－h(huán)1)，其中h1＝1.6m，h2＝2.5m，代入數(shù)據(jù)得eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(25,9).答案：(1)0.7s(2)25∶911.一輛質(zhì)量為m＝1000kg的賽車以某一速度進入一個水平圓弧形賽道，已知賽道半徑為R＝50m，(g取10m/s2)問：(1)晴天時，賽車和路面間的動摩擦因數(shù)是0.50，若賽車的速度為15m/s，則比賽過程中賽車能否能順利通過彎道(即不發(fā)生側(cè)滑)；(2)雨天時，賽車和路面間的動摩擦因數(shù)是0.20，若賽車能順利通過彎道，則賽車的最大速度為多少．解析：(1)賽車轉(zhuǎn)彎的向心力為Fn＝eq\f(mv2,R)，若賽車的速度為15m/s，則Fn1＝eq\f(1000×152,50)N＝4500N，晴天時，賽車所受的最大靜摩擦力