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(yùn)動(dòng)Word版含解析

專題分層突破練3力與曲線運(yùn)動(dòng)A組1.(2021全國(guó)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(xì)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(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后,紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s,此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)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(huì)報(bào)道中利用“AI+8K”技術(shù),把全新的“時(shí)間切片”特技效果首次運(yùn)用在8K直播中,更精準(zhǔn)清晰地抓拍運(yùn)動(dòng)員比賽精彩瞬間,給觀眾帶來全新的視覺體驗(yàn)?！皶r(shí)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(yùn)動(dòng)員在自由式滑雪大跳臺(tái)比賽中某跳的“時(shí)間切片”特技圖。忽略空氣阻力,將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),其軌跡abc段為拋物線。已知起跳點(diǎn)a的速度大小為v,起跳點(diǎn)a與最高點(diǎn)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(yùn)動(dòng)員從a到b的時(shí)間間隔與從b到c的時(shí)間間隔相同B.運(yùn)動(dòng)員從a到b的時(shí)間為2ghC.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度的大小為vD.運(yùn)動(dòng)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(diǎn),兩小球甲、乙分別以初速度v1、v2從位于B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處水平向左、向右拋出,甲球落在水平地面上的C點(diǎn),乙球落在斜面上的D點(diǎn)。甲球落到C點(diǎn)時(shí)速度方向與斜面平行,乙球落到D點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角為θ,不計(jì)空氣阻力,則v1v2A.3B.32C.32D4.(2022浙江溫州二模)如圖所示,場(chǎng)地自行車賽道與水平面成一定傾角,A、B、C三位運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)(不計(jì)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(yùn)動(dòng)的圓心B.自行車(含運(yùn)動(dòng)員)受到重力、支持力、摩擦力、向心力C.A、B、C三位運(yùn)動(dòng)員的角速度ωA<ωB<ωCD.A、B、C三位運(yùn)動(dòng)員的向心加速度aA>aB>aC5.(2022全國(guó)甲卷)將一小球水平拋出,使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光。某次拍攝時(shí),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(gè)小球?yàn)閽伋鏊查g的影像,每相鄰兩個(gè)球之間被刪去了3個(gè)影像,所標(biāo)出的兩個(gè)線段的長(zhǎng)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(jī)投送救援物資時(shí),距離水平地面高度h處,無人機(jī)以速度v0水平勻速飛行并釋放一包裹,不計(jì)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(shí)間為hB.包裹落地時(shí)的速度大小為vC.包裹釋放點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離為vD.包裹下落過程中機(jī)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(jī)正對(duì)著豎直墻面水平發(fā)射,兩個(gè)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(shí)豎直下落的高度之比為9∶16。若不計(jì)阻力,下列對(duì)乒乓球a和b的判斷正確的是()A.碰墻前a和b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為9∶16B.a和b碰墻時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為4∶3C.從發(fā)出到碰墻,a和b的動(dòng)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(diǎn)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(duì)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(diǎn)在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),A、B兩點(diǎn)分別為軌道上的最高、最低點(diǎn)。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(jì)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(yùn)動(dòng)B.鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒C.鐵球在A點(diǎn)的速度一定大于或等于gRD.要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為5mg9.(多選)(2022云南昆明三診一模)跳臺(tái)滑雪是一項(xiàng)勇敢者的滑雪運(yùn)動(dòng),圖甲是2022年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪的主跳臺(tái)“雪如意”,圖乙是其部分賽道及運(yùn)動(dòng)情況簡(jiǎn)化示意圖?，F(xiàn)有一運(yùn)動(dòng)員在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺(tái)a處沿水平方向飛出,在斜坡上b處著陸,測(cè)得ab間的距離為40m,斜坡與水平方向的夾角為30°,運(yùn)動(dòng)員(包括裝備)質(zhì)量為60kg,且可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則運(yùn)動(dòng)員(包括裝備)()A.從a處運(yùn)動(dòng)到b處的時(shí)間為2sB.落到b處前瞬間動(dòng)能為2.1×103JC.從a處運(yùn)動(dòng)到b處過程中動(dòng)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(zhǎng)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(gè)彈射裝置,把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球水平彈射出來做平拋運(yùn)動(dòng)。調(diào)整初速度大小,使小球剛好落在木板底端。使用手機(jī)連續(xù)拍照功能,拍出多張照片記錄小球運(yùn)動(dòng)過程。通過分析照片,小明得出:小球的飛行時(shí)間為0.4s,小球與其影子距離最大時(shí),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(duì)小球做的功。(2)簡(jiǎn)要說明,小球與影子距離最大時(shí),剛好是飛行的中間時(shí)刻。(3)估算木板長(zhǎng)度。答案：專題分層突破練3力與曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員做斜拋運(yùn)動(dòng),從最高點(diǎn)到等高位置時(shí)間相等,a、c兩點(diǎn)到b點(diǎn)的豎直高度不同,因此時(shí)間間隔不同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)h=12gt2,解得t=2ghg,故B正確;從a到b根據(jù)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員騎自行車做勻速圓周運(yùn)動(dòng),自行車(含運(yùn)動(dòng)員)所受合力指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,摩擦力不指向圓心,故A錯(cuò)誤;向心力是效果力,可以由單個(gè)力充當(dāng),也可以由其他力的合力或分力提供,因此將運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤;三位運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的角速度ωA<ωB<ωC,故C正確;三位運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的向心加速度aA<aB<aC,5.答案25解析因?yàn)轭l閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光,每相鄰兩個(gè)球之間被刪去3個(gè)影像,故相鄰兩球的時(shí)間間隔為t=4T=0.05×4s=0.2s設(shè)s1對(duì)應(yīng)的水平位移為x,對(duì)應(yīng)的豎直位移為y,則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)得,s2對(duì)應(yīng)的水平位移為x,對(duì)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(jī)后做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),則有h=12gt2,得t=2hg,A錯(cuò)誤。包裹落地時(shí),豎直方向速度為vy=gt=g2hg=2gh,落地時(shí)速度為v=v02+vy2=7.D解析球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)h=12gt2,可得tatb=34,A錯(cuò)誤;a和b碰墻時(shí),小球豎直方向的速度vy=gt,重力的瞬時(shí)功率PG=mgvy,求得a和b碰墻時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比PGaPGb=34,B錯(cuò)誤;根據(jù)mgt=mv-mv0=Δ(mv),從發(fā)出到碰墻,a和b的動(dòng)量變化量之比為8.BD解析鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng),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(duì)鐵球做功,鐵球做變速圓周運(yùn)動(dòng),繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;鐵球在A點(diǎn)時(shí),有mg+F吸-FNA=mvA2R,當(dāng)FNA=mg+F吸時(shí),vA=0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;鐵球從A到B的過程中,由動(dòng)能定理得2mgR=12mvB2-12mvA2,當(dāng)vA=0時(shí),鐵球在B點(diǎn)的速度最小,解得vBmin=2gR,鐵球在B點(diǎn)時(shí),有F吸-mg-FNB=mvB2R,當(dāng)vB=vBmin=2gR,FNB=0時(shí)9.ACD解析由a到b的過程運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)員在b點(diǎn)處的豎直速度為vy=gt=10×2m/s=20m/s,運(yùn)動(dòng)員在b點(diǎn)處的速度大小為v=v02+vy2=107m/s,落到b處前瞬間動(dòng)能Ek=12mv2=12×60×(107)2J=2.1×104J,B錯(cuò)誤;從a處運(yùn)動(dòng)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(biāo)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式,可得h=12gt2=12×10×0.42m=0.所以飛行過程中,重力對(duì)小球做的功為WG=mgh=0.1×10×0.8J=0.8J。(2)當(dāng)小球與影子距離最大時(shí),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(shí)豎直方向的速度為vy=v0tanθ當(dāng)小球落到斜面底端時(shí),小球位移與水平方向的夾角為θ,設(shè)此時(shí)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