2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：專題一 力與運(yùn)動 第3講 力與曲線運(yùn)動(A) -專項(xiàng)訓(xùn)練 【含答案】

2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題一力與運(yùn)動第3講力與曲線運(yùn)動(A)-專項(xiàng)訓(xùn)練1.[2024·溫州模擬]如圖所示為某段河流,河水沿著河床做曲線運(yùn)動.圖中A、B、C、D四處中,受河水沖擊最嚴(yán)重的是 ()A.A處 B.B處 C.C處 D.D處2.[2024·金華模擬]如圖所示為“玉兔二號”巡視器在月球上從O處行走到B處的照片.軌跡OA段是直線,AB段是曲線,巡視器質(zhì)量為135kg,則巡視器 ()A.受到月球的引力為1350NB.在AB段運(yùn)動時(shí)一定有加速度C.在OA段與AB段的平均速度方向相同D.從O到B的位移大小等于OAB的軌跡長度3.(不定項(xiàng))[2024·桐鄉(xiāng)一中模擬]芬蘭小將拉林托以兩跳240.9分的成績在跳臺滑雪世界杯芬蘭站中獲得冠軍.如圖所示是簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖,拉林托從助滑雪道AB上由靜止開始滑下,到達(dá)C點(diǎn)后水平飛出,落到傾斜直滑道上的D點(diǎn),E是運(yùn)動軌跡上的某一點(diǎn),在該點(diǎn)拉林托的速度方向與直滑道CD平行.設(shè)拉林托從C到E與從E到D的運(yùn)動時(shí)間分別為t1、t2,EF垂直于CD,忽略空氣阻力,則()A.t1=t2B.t1>t2C.CFFD=D.CFFD>4.鋼架雪車是一項(xiàng)精彩刺激的冬奧會比賽項(xiàng)目,運(yùn)動員從起跑區(qū)推動雪車起跑后俯臥在雪車上,再經(jīng)出發(fā)區(qū)、滑行區(qū)和減速區(qū)的一系列直道、彎道后到達(dá)終點(diǎn),用時(shí)少者獲勝.圖甲是比賽中一運(yùn)動員在滑行區(qū)某彎道上的照片.假設(shè)可視為質(zhì)點(diǎn)的人和車的總質(zhì)量m=90kg,其在彎道上P處做水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動的模型如圖乙所示,車在P處既無側(cè)移也無切向加速度,速率v=30m/s,彎道表面與水平面成θ=53°角,不計(jì)摩擦力和空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,則在P處 ()A.車對彎道的壓力大小為900NB.人對車的壓力大小為1500NC.人和車做圓周運(yùn)動的半徑為67.5mD.人和車的加速度大小為7.5m/s25.[2024·舟山模擬]由于空氣阻力的影響,炮彈的實(shí)際飛行軌跡不是拋物線,而是“彈道曲線”,如圖中實(shí)線所示.圖中虛線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動軌跡,O、a、b、c、d為彈道曲線上的五點(diǎn),其中O點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn),d點(diǎn)為落地點(diǎn),b點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn),a、c為運(yùn)動過程中經(jīng)過的離地面高度相等的兩點(diǎn).下列說法正確的是 ()A.到達(dá)b點(diǎn)時(shí),炮彈的速度為零B.到達(dá)b點(diǎn)時(shí),炮彈的加速度為零C.炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度D.炮彈由O點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的時(shí)間大于由b點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的時(shí)間6.[2024·余姚模擬]如圖所示為西湖音樂噴泉某時(shí)刻的照片,水從噴口傾斜射出,空中呈現(xiàn)不同的拋物線,取其中4條拋物線,分別記作①②③④.空氣阻力不計(jì),下列說法正確的是 ()A.4條水柱中,①中的水上升最高,其出射速度最大B.②中的水比③中的水在空中運(yùn)動的時(shí)間長C.在最高點(diǎn)時(shí),②中的水比③中的水速度大D.噴口的傾角越小,則水的射程越遠(yuǎn)7.[2022·北京卷]我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實(shí)驗(yàn),提高了青少年科學(xué)探索的興趣.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):細(xì)繩一端固定,另一端系一小球,給小球一初速度使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動.無論在“天宮”還是在地面做此實(shí)驗(yàn) ()A.小球的速度大小均發(fā)生變化B.小球的向心加速度大小均發(fā)生變化C.細(xì)繩的拉力對小球均不做功D.細(xì)繩的拉力大小均發(fā)生變化8.[2024·鎮(zhèn)海中學(xué)模擬]如圖所示,輕桿兩端分別固定著可以視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B,放置在光滑水平桌面上,桿上O點(diǎn)處穿過一豎直轉(zhuǎn)動軸,A、B的質(zhì)量之比mA∶mB=4∶1,A、B到O點(diǎn)的距離之比rA∶rB=1∶2.當(dāng)輕桿繞軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí),下列說法正確的是 ()A.A對桿的作用力大小等于B對桿的作用力大小B.A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小C.A的動能等于B的動能D.A的周期小于B的周期9.(不定項(xiàng))如圖所示,在地面上方的水平勻強(qiáng)電場中,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球系在一根長為d的絕緣細(xì)線一端,可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動.AB為圓周的水平直徑,CD為豎直直徑.已知重力加速度為g,電場強(qiáng)度E=3mg3q,下列說法正確的是A.若小球恰能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動,則它運(yùn)動的最小速度為2B.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動,則小球運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最小C.若將小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放,則小球沿ACB做圓周運(yùn)動,到B點(diǎn)會有一定的速度D.若將細(xì)線剪斷,再將小球在A點(diǎn)以大小為gd的速度豎直向上拋出,則小球?qū)⒉荒艿竭_(dá)B點(diǎn)10.如圖甲所示為一種測量帶電微粒速率分布的實(shí)驗(yàn)裝置.圖中直徑為D的豎直圓筒壁上有一豎直狹縫S,高度為h,寬度忽略不計(jì).緊貼圓筒內(nèi)壁固定有高度為HH>43?的半圓柱面收集板,用于收集帶電微粒;板的一豎直邊緊貼狹縫S,上邊與狹縫S上端對齊,上邊緣遠(yuǎn)離狹縫的頂點(diǎn)為P點(diǎn),另有一距P點(diǎn)弧長為l的點(diǎn)Q,俯視圖如圖乙所示.圓筒內(nèi)存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E.令圓筒以角速度ω繞中心軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動,同時(shí)由微粒源產(chǎn)生的微粒沿水平方向、以不同的速率射入圓筒,微粒質(zhì)量均為m,電荷量均為q(1)求Q點(diǎn)所在豎直線上收集到的微粒中,入射速率最大的微粒下落的距離;(2)為了確保收集板任一豎直線上收集到的微粒速率相同,并且能收集到所有該速率的微粒,求圓筒轉(zhuǎn)動角速度ω的取值范圍.參考答案與詳細(xì)解析1.B[解析]河水在A、D兩處近似做直線運(yùn)動,在B、C處拐彎,河水所受的作用力指向軌跡凹側(cè),所以河水將受到B處河床對其的作用力,由牛頓第三定律知河水沖擊最嚴(yán)重的是B處.2.B[解析]忽略月球自轉(zhuǎn)的情況下,在月球表面行走時(shí),巡視器受到的重力大小等于其受到的月球引力,而月球表面的重力加速度小于在地球表面的重力加速度,所以巡視器受到月球的引力小于1350N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;巡視器在AB段做曲線運(yùn)動,即其速度方向發(fā)生變化,一定有加速度,選項(xiàng)B正確;根據(jù)平均速度公式v=xt可知,平均速度方向與位移方向相同,由于在OA段、AB段的位移方向不同,則平均速度方向不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由圖可知OAB的軌跡長度大于從O到B的位移大小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤3.AD[解析]將運(yùn)動員從C到D的運(yùn)動沿傾斜直滑道方向和垂直于傾斜直滑道方向分解,運(yùn)動員在垂直于傾斜直滑道方向上做加速度與初速度方向相反的勻變速直線運(yùn)動,在沿傾斜滑道方向上做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)對稱性可知,運(yùn)動員運(yùn)動至相對斜面最高點(diǎn)E所用的時(shí)間恰好為運(yùn)動全程所用時(shí)間的一半,所以t1=t2,A正確,B錯(cuò)誤;由于從C到E的時(shí)間和從E到D的時(shí)間相等,則CF和FD相當(dāng)于連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的兩段位移,但因沿斜面方向的初速度不為零,所以CFFD>13,C錯(cuò)誤,D4.C[解析]對人和車受力分析,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系有FN=mgcosθ=1500N,根據(jù)牛頓第三定律可知,車對彎道的壓力大小為1500N,故A錯(cuò)誤;由于不知道人的質(zhì)量,所以無法確定人對車的壓力大小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanθ=mv2r=ma,解得r=67.5m,a=13.33m/s2,故C5.C[解析]炮彈在最高點(diǎn)時(shí),豎直方向的分速度為零,水平方向的分速度不為零,故炮彈在最高點(diǎn)時(shí)的速度不為零,A錯(cuò)誤;在最高點(diǎn)時(shí),炮彈受到空氣阻力和重力作用,二力合力不為零,故加速度不為零,B錯(cuò)誤;由于空氣阻力恒做負(fù)功,所以炮彈飛行過程中機(jī)械能減少,因炮彈經(jīng)過a、c兩點(diǎn)時(shí)的重力勢能相同,故炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動能大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的動能,則經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度,C正確;炮彈從O點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中,在豎直方向上,受到重力和阻力沿豎直方向向下的分力,即mg+Ff1=may,解得ay=mg+Ff1m,從b點(diǎn)到d點(diǎn)的過程中,在豎直方向上,受到重力和阻力沿豎直方向向上的分力,即mg-Ff2=may',解得ay'=mg-Ff2m,故ay>ay',兩個(gè)階段的豎直位移大小相同,加速度越大,則所用時(shí)間越短,所以炮彈由O點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的時(shí)間小于由b6.B[解析]4條水柱中,①中的水上升最高,則水在空中的運(yùn)動時(shí)間最大,出射時(shí)的豎直分速度最大,但出射速度不一定最大,故A錯(cuò)誤;②中的水的高度大于③中的水的高度,所以②中的水在空中運(yùn)動的時(shí)間比③中的長,故B正確;在最高點(diǎn)時(shí),水的速度只有水平方向的分量,而②中的水比③中的水水平速度小,所以在最高點(diǎn)時(shí),②中的水比③中的水速度小,故C錯(cuò)誤;水的射程為x=v0cosθ·t=v0cosθ·2v0sinθg=v02sin2θg,當(dāng)噴口的傾角為7.C[解析]在地面上做此實(shí)驗(yàn),忽略空氣阻力,小球受到重力和細(xì)繩拉力的作用,拉力始終和小球的速度垂直,不做功,重力會改變小球的速度大小;在“天宮”上,小球處于完全失重的狀態(tài),小球僅在細(xì)繩拉力作用下做勻速圓周運(yùn)動,細(xì)繩拉力仍然不做功,A錯(cuò)誤,C正確.在地面上,小球運(yùn)動的速度大小改變,可知小球的向心加速度大小和細(xì)繩的拉力大小均發(fā)生改變;在“天宮”上,小球的向心加速度大小和細(xì)繩的拉力大小均不發(fā)生改變,B、D錯(cuò)誤.8.C[解析]A、B有相同的角速度,根據(jù)ω=2πT,可得TA=TB,即A的周期等于B的周期,D錯(cuò)誤;水平桌面光滑,所以桿對A的作用力提供了A做圓周運(yùn)動的向心力,即FA=mAω2rA,桿對B的作用力提供了B做圓周運(yùn)動的向心力,即FB=mBω2rB,聯(lián)立解得FA=2FB,由牛頓第三定律可知,A對桿的作用力大小不等于B對桿的作用力大小,A錯(cuò)誤;根據(jù)a=ω2r,可得aA∶aB=rA∶rB=1∶2,即A的向心加速度大小小于B的向心加速度大小,B錯(cuò)誤;根據(jù)Ek=12mv2=12mω2r2,可得EkA∶EkB=(mArA2)∶(mBrB2)=1∶1,即9.BD[解析]小球受到豎直向下的重力mg和水平向右的電場力F=Eq=3mg3,小球所受的合力為F合=mg2+F2=23mg3,設(shè)合力方向與電場線方向夾角為θ,有tanθ=mgF=3,解得θ=60°,若將小球從A點(diǎn)由靜止開始釋放,則小球?qū)⒀睾狭Ψ较蜃鰟蚣铀僦本€運(yùn)動,C錯(cuò)誤;若小球恰能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)它運(yùn)動的最小速度為v,則由牛頓第二定律有F合=mv2d,解得v=23gd3,A錯(cuò)誤;小球運(yùn)動過程中機(jī)械能的增加量等于除重力、彈力外其他力做的功,要想使機(jī)械能最小,電場力應(yīng)做負(fù)功且做功最多,所以若小球在豎直平面內(nèi)繞過O點(diǎn)做圓周運(yùn)動,則小球運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí),電場力做的負(fù)功最多,機(jī)械能最小,B正確;若將細(xì)線剪斷,再將小球在A點(diǎn)以大小為gd的速度豎直向上拋出,在豎直方向上小球做豎直上拋運(yùn)動,在水平方向上小球做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)豎直方向上的位移為0時(shí),所用時(shí)間t=2gdg,此過程的水平位移x=12at2,其中a=Fm=310.(1)2qEl2mD2ω[解析](1)Q點(diǎn)所在豎直線上收集到的微粒中,入射速率最大的微粒下落的過程中,圓筒轉(zhuǎn)過的角度為θ=lR=對應(yīng)的時(shí)間為t=θ微粒下落的加速度為a=qE下落的高度為y0=12at聯(lián)立解得