2020-2021學(xué)年高中物理 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練一 曲線運(yùn)動(dòng)的典型問(wèn)題新人教版必修2

1、2020-2021學(xué)年高中物理 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練一 曲線運(yùn)動(dòng)的典型問(wèn)題新人教版必修22020-2021學(xué)年高中物理 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練一 曲線運(yùn)動(dòng)的典型問(wèn)題新人教版必修2年級(jí)：姓名：- 9 -曲線運(yùn)動(dòng)的典型問(wèn)題(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.(2020煙臺(tái)高一檢測(cè))游泳作為一項(xiàng)有氧運(yùn)動(dòng),長(zhǎng)期堅(jiān)持有利于身心健康,因此已被越來(lái)越多的人所喜愛(ài)。若某人在靜水中的速度大小為v1,某時(shí)刻從河邊以v1垂直河岸向?qū)Π队稳?設(shè)水流運(yùn)動(dòng)是勻速的,其大小為v2,則下列說(shuō)法中正確的是()a.若人的速度v1保持不變,水流速度v2增大,人到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間不變,路程變長(zhǎng)b.若人的速度v1保持不變

2、,水流速度v2減小,人到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間變長(zhǎng),路程不變c.若水流速度v2保持不變,人的速度v1增大,人到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間變短,路程變長(zhǎng)d.若水流速度v2保持不變,人的速度v1減小,人到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間不變,路程不變【解析】選a。若人的速度v1保持不變,則過(guò)河時(shí)間不變,根據(jù)分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性,則平行河岸方向的時(shí)間不變,水流速度v2增大,則路程變長(zhǎng),故a正確,b錯(cuò)誤;若人的速度v1增大,河寬保持不變,則過(guò)河時(shí)間變短;此時(shí)水流速度v2保持不變,平行河岸方向的路程變短,人到達(dá)對(duì)岸的路程變短,故c錯(cuò)誤;若人的速度v1減小,河寬保持不變,則過(guò)河時(shí)間變長(zhǎng),故d錯(cuò)誤。2.(2020紹興高一檢測(cè))一小船在靜水中的速度為

3、2v,要渡過(guò)一條寬度為d的河流,已知河水流速為v,則小船渡河()a.最小位移為db.最小位移為2dc.相對(duì)河岸最小速度為vd.相對(duì)河岸最大速度為v【解析】選a。由于小船在靜水中的速度為2v大于水的速度v,故小船過(guò)河最小位移為d,故a正確,b錯(cuò)誤;兩速度的合速度是相對(duì)河岸的速度,當(dāng)兩速度方向相反時(shí),合速度最小,等于v,即相對(duì)河岸最小速度為v,故c錯(cuò)誤;當(dāng)兩速度方向一致時(shí),合速度最大,為3v,即相對(duì)河岸最大速度為3v,故d錯(cuò)誤。3.如圖所示,小船過(guò)河時(shí),船頭偏向上游與水流方向成角,船相對(duì)于靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸?，F(xiàn)水流速度稍有減小,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,下列措施中可行的是(

4、)a.增大角,增大vb.減小角,減小vc.減小角,保持v不變d.增大角,保持v不變【解析】選b。由題意可知,船相對(duì)靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸,當(dāng)水流速度稍有減小,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,則如題干圖所示,可知減小角,減小v,故b正確,a、c、d錯(cuò)誤。4.如圖所示,中間有孔的物塊a套在光滑的豎直桿上,通過(guò)滑輪用不可伸長(zhǎng)的輕繩將物塊拉著勻速向上運(yùn)動(dòng),力f作用在繩自由端b點(diǎn),則()a.繩對(duì)a的拉力增大b.繩對(duì)a的拉力減小c.桿對(duì)a的彈力減小d.繩子自由端b的速率增大【解析】選a。繩子與豎直方向上的夾角為,因?yàn)閍做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上合力為零,有:fcos=mg,因?yàn)樵龃?cos

5、減小,可知f增大,故選項(xiàng)a正確,b錯(cuò)誤;物塊a水平方向合力為零,有:fn=fsin,f增大,sin增大,fn增大,故選項(xiàng)c錯(cuò)誤;物塊a沿繩子方向上的分速度v=vacos,該速度等于自由端b的速度,則增大,自由端b的速度v減小,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。5.固定在豎直平面內(nèi)的半圓形剛性鐵環(huán),半徑為r,鐵環(huán)上穿著小球,鐵環(huán)圓心o的正上方固定一個(gè)小定滑輪。用一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩,通過(guò)定滑輪以一定速度拉著小球從a點(diǎn)開(kāi)始沿鐵環(huán)運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻角度關(guān)系如圖所示,若繩末端速度為v,則小球此時(shí)的速度為()a.vb.vc.vd.2v【解析】選a。小球的速度沿圓弧的切線方向,將小球的速度分解為沿繩子方向和垂直繩子方向的分量,沿繩子

6、方向的速度為v,則:vcos30=v,解得v=v,故選a。6.如圖,套在豎直細(xì)桿上的環(huán)a由跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕繩與重物b相連。由于b的質(zhì)量較大,故在釋放b后,a將沿桿上升,當(dāng)a環(huán)上升至與定滑輪的連線水平時(shí),其上升速度v10,若這時(shí)b的速度為v2,則()a.v2=0b.v2v1c.v20d.v2=v1【解析】選a。環(huán)a在虛線位置時(shí),環(huán)a的速度沿虛線方向的分速度為零,故重物b的速度v2=0,故選項(xiàng)a正確。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)如圖所示,一艘輪船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河,河中各處水流速度都相同

7、,其大小為v1=3 m/s,行駛中,輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火,輪船牽引力隨之消失,輪船相對(duì)于水的速度逐漸減小,但船頭方向始終未發(fā)生變化。求:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí),輪船相對(duì)于靜水行駛的速度大小;(2)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,輪船相對(duì)于河岸速度的最小值?！窘馕觥?1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí),輪船運(yùn)動(dòng)速度v與水流速度v1方向垂直,如圖所示:故得此時(shí)輪船相對(duì)于靜水的速度v2的大小為:v2= m/s=5 m/s。又設(shè)v與v2的夾角為,則cos=0.8(2)熄火前,船的牽引力沿v2的方向,水的阻力與v2的方向相反,熄火后,牽引力消失,在阻力作用下,v2逐漸減小,但其方向不變,當(dāng)v2減小到

8、與v1的矢量和與v2方向垂直時(shí),輪船的合速度最小,則有:vmin=v1cos=30.8 m/s=2.4 m/s。答案:(1)5 m/s(2)2.4 m/s8.(12分)某直升機(jī)空投物資時(shí),可以停留在空中不動(dòng),設(shè)投出的物資離開(kāi)飛機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落,無(wú)風(fēng)時(shí)落地速度為5 m/s。若飛機(jī)停留在離地面100 m高處空投物資,由于風(fēng)的作用,使降落傘和物資以1 m/s的速度勻速水平向北運(yùn)動(dòng),求:(1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(2)物資落地時(shí)速度的大小;(3)物資在下落過(guò)程中水平方向移動(dòng)的距離?！窘馕觥课镔Y的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看作是豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。(

9、1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。所以t= s=20 s(2)物資落地時(shí)vy=5 m/s,vx=1 m/s,由平行四邊形定則得v= m/s= m/s(3)物資在下落過(guò)程中水平方向移動(dòng)的距離:x=vxt=120 m=20 m。答案:(1)20 s(2) m/s(3)20 m(15分鐘40分)9.(6分)(2020嘉興高一檢測(cè))一船要渡過(guò)寬為150 m的河流。已知船開(kāi)始渡河時(shí)在靜水中的速度圖像如圖甲所示,水流的速度圖像如圖乙所示,為避免船撞擊河岸,某時(shí)刻開(kāi)始減速,使船到達(dá)河對(duì)岸時(shí)垂直河岸的速度剛好為零,已知船減速的加速度大小為1 m/s2,則()a.船的

10、運(yùn)動(dòng)軌跡可能為曲線,也可能為直線b.8 s末船速度大小為4 m/sc.船最快到達(dá)對(duì)岸的位移一定大于150 md.船到達(dá)對(duì)岸所用的時(shí)間可能為28 s【解析】選c。減速前船沿水流方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),船在靜水中做勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以船做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故a錯(cuò)誤;當(dāng)船頭垂直于河岸過(guò)河時(shí),時(shí)間最短,當(dāng)?shù)竭_(dá)對(duì)岸時(shí)船已到下游,位移肯定大于150 m,故c正確;設(shè)船加速的時(shí)間為t1,減速的時(shí)間為t2,可得a1t1=a2t2,加速的加速度大小為a1=0. 5 m/s2,減速的加速度大小為a2=1 m/s2,所以t2=,由a1+a2=d可得,t1=20 s,t2=10 s,即渡河的最短時(shí)間為30 s,故d錯(cuò)誤。由

11、圖可知,8 s末船在靜水中速度大小為4 m/s,合速度不為4 m/s,故b錯(cuò)誤。10.(6分)如圖所示,a、b兩物體系在跨過(guò)光滑定滑輪的一根輕繩的兩端,當(dāng)a物體以速度v向左運(yùn)動(dòng)時(shí),系a、b的繩分別與水平方向成30、60角,此時(shí)b物體的速度大小為()a.vb.vc.vd.v【解析】選a。對(duì)a物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為vcos30;對(duì)b物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為vbcos60,由于沿著繩子方向速度大小相等,所以則有vcos30=vbcos60,因此vb=v,故選項(xiàng)a正確。11.(6分)如圖所示,有一豎直

12、放置的“t”形架,表面光滑,滑塊a、b分別套在水平桿與豎直桿上,a、b用一不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩相連,a、b質(zhì)量相等,且可看作質(zhì)點(diǎn),開(kāi)始時(shí)細(xì)繩水平伸直,a、b靜止。由靜止釋放b后,已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60時(shí),滑塊b沿著豎直桿下滑的速度大小為v,則a的速度大小為()a.vb.vc.vd.v【解析】選b。將a、b的速度分解為沿繩的方向和垂直于繩子的方向,兩滑塊沿繩子方向的速度相等,有:vcos60=vacos30,所以a的速度大小為:va=v,故選項(xiàng)b正確,a、c、d錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】(多選)如圖所示,一鐵球用細(xì)線懸掛于天花板上,靜止垂在桌子的邊緣,細(xì)線穿過(guò)一光盤的中間孔,手推光盤在桌面上平移,

13、光盤帶動(dòng)細(xì)線緊貼著桌子的邊緣以水平速度v勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)光盤由a位置運(yùn)動(dòng)到圖中虛線所示的b位置時(shí),懸線與豎直方向的夾角為,此時(shí)鐵球()a.豎直方向速度大小為vcosb.豎直方向速度大小為vsinc.豎直方向速度大小為vtand.相對(duì)于地面的速度大小為 【解析】選b、d。由題意可知,線與光盤交點(diǎn)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),一是逆著線的方向運(yùn)動(dòng),二是垂直線的方向運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,由數(shù)學(xué)三角函數(shù)關(guān)系,則有:v線=vsin,而線的速度的大小,即為鐵球上升的速度大小,故b正確,a錯(cuò)誤;由上述分析可知,鐵球相對(duì)于地面速度大小為v=,故c錯(cuò)誤,d正確。12.(22分)小船勻速橫渡一條河流,當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí),在出發(fā)后10 min到達(dá)對(duì)岸下游120 m處