高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題分層突破練3 力與曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專(zhuān)題分層突破練3力與曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)A組1.某同學(xué)在體育場(chǎng)上拋出鉛球,鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。已知鉛球在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度方向相互垂直,且AB、BC、CD間的高度差之比為1∶1∶2。忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.鉛球在AB與BC間速度的變化量不同B.鉛球在BC間速度的變化量大于在CD間速度的變化量C.從A到D,鉛球的水平分速度先減小后增大D.從A到D,鉛球速度與加速度方向間的夾角先增大后減小2.(2019山東濱州二模)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一曲面,曲面方程為y=x2,在y軸上有一點(diǎn)P,坐標(biāo)為(0,6m)。從P點(diǎn)將一小球水平拋出,初速度為1m/s。則小球第一次打在曲面上的位置為(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)()A.(3m,3m) B.(2m,4m)C.(1m,1m) D.(1m,2m)3.(2019山東德州二模)中國(guó)的面食文化博大精深,種類(lèi)繁多,其中“山西刀削面”堪稱(chēng)天下一絕,傳統(tǒng)的操作手法是一手托面,一手拿刀,直接將面削到圓柱狀開(kāi)水鍋里。示意圖如圖所示,小面圈剛被削離時(shí)距開(kāi)水鍋的高度為h,與鍋沿的水平距離為L(zhǎng),鍋的半徑也為L(zhǎng),將削出的小面圈的運(yùn)動(dòng)視為平拋運(yùn)動(dòng),且小面圈都落入鍋中,重力加速度為g,則下列關(guān)于所有小面圈在空中運(yùn)動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是()A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同B.速度的變化量都相同C.落入鍋中時(shí),最大速度是最小速度的3倍D.若初速度為v0,則Lg2h<v0<34.如圖,從O點(diǎn)以初速度v1、v2拋出兩個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),最終它們分別落在圓弧上的A點(diǎn)和B點(diǎn),已知OA與OB互相垂直,且OA與豎直方向成α角,則兩小球初速度之比v1∶v2為()A.tanα B.cotαC.tanαtanα D.cosα5.(2019四川廣元三模)如圖所示為用絞車(chē)拖物塊的示意圖。連接物塊的細(xì)線(xiàn)被纏繞在輪軸上,輪軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從而拖動(dòng)物塊。已知輪軸的半徑R=0.5m,細(xì)線(xiàn)始終保持水平;被拖動(dòng)物塊質(zhì)量m=1kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,細(xì)線(xiàn)能承受的最大拉力為10N;輪軸的角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系是ω=kt,k=2rad/s2,g取10m/s2,以下判斷正確的是()A.細(xì)線(xiàn)對(duì)物塊的拉力是5NB.當(dāng)物塊的速度增大到某一值后,細(xì)線(xiàn)將被拉斷C.物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度大小是1m/s26.(2019湖北荊州沙市中學(xué)沖刺卷)如圖,兩小球P、Q從同一高度分別以v1和v2的初速度水平拋出,都落在了傾角θ=37°的斜面上的A點(diǎn),其中小球P垂直打到斜面上,則v1、v2大小之比為()A.9∶8 B.8∶9C.3∶2 D.2∶37.(2019遼寧大連二模)游樂(lè)場(chǎng)有一種叫做“快樂(lè)飛機(jī)”的游樂(lè)項(xiàng)目,模型如圖所示。已知模型飛機(jī)質(zhì)量為m固定在長(zhǎng)為L(zhǎng)的旋臂上,旋臂與豎直方向夾角為θ,當(dāng)模型飛機(jī)以角速度ω繞中央軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.模型飛機(jī)受到重力、旋臂的作用力和向心力B.旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定與旋臂垂直C.旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為mgD.若夾角θ增大,則旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力減小8.(多選)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b系于一輕質(zhì)木架上的A點(diǎn)和C點(diǎn),如圖所示。當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩a在豎直方向、繩b在水平方向。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),繩b被燒斷,同時(shí)桿也停止轉(zhuǎn)動(dòng),則()A.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.在繩被燒斷瞬間,a繩中張力突然減小C.若角速度ω較小,小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)D.若角速度ω較大,小球可以在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)9.(多選)如圖所示,質(zhì)量均為m的小木塊A和B(均可看作質(zhì)點(diǎn))用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩連接,置于水平圓盤(pán)的同一半徑上,A與豎直軸的距離為L(zhǎng),此時(shí)繩子恰好伸直無(wú)彈力。現(xiàn)讓木塊A、B隨圓盤(pán)一起以角速度ω繞豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),木塊與圓盤(pán)間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g。則()A.木塊A受到的摩擦力始終指向圓心B.木塊B所受摩擦力大小總等于木塊A所受摩擦力大小的兩倍C.木塊A、B所受的摩擦力始終相等D.若ω=2kg3L,則木塊AB組10.(多選)(2019江蘇四校聯(lián)考)如圖所示,長(zhǎng)為l的輕桿,一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O,輕桿可在豎直面內(nèi)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。質(zhì)量為m的物塊放置在光滑水平面上。開(kāi)始時(shí),使小球靠在物塊的光滑側(cè)面上,輕桿與水平面夾角45°,用手控制物塊靜止。然后釋放物塊,在之后球與物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.球與物塊分離前,球與物塊速度相等B.球與物塊分離前,物塊速度逐漸增大C.球與物塊分離前,桿上彈力逐漸增大D.球與物塊分離瞬間,球加速度等于重力加速度g11.(多選)如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán),小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d?，F(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處),下列說(shuō)法正確的是()A.小環(huán)剛釋放時(shí)輕繩中的張力一定大于2mgB.小環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度也為dC.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于2D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于212.嘉年華上有一種回力球游戲,如圖所示,A、B分別為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B點(diǎn)距水平地面的高度為h,某人在水平地面C點(diǎn)處以某一初速度拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球恰好水平進(jìn)入半圓軌道內(nèi)側(cè)的最低點(diǎn)B,并恰好能過(guò)最高點(diǎn)A后水平拋出,又恰好回到C點(diǎn)拋球人手中。若不計(jì)空氣阻力,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,求:(1)小球剛進(jìn)入半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)軌道對(duì)小球的支持力;(2)半圓形軌道的半徑;(3)小球拋出時(shí)的初速度大小。專(zhuān)題分層突破練3力與曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1.B解析AB與BC間的高度相同,則在AB與BC間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,根據(jù)Δv=gt可知,速度的變化量相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;BC的高度小于CD,BC與CD的高度差之比為1∶2,則在BC之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于CD之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,由Δv=gt可知鉛球在BC間速度的變化量大于在CD間速度的變化量,選項(xiàng)B正確;鉛球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),則從A到D,鉛球的水平分速度不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;鉛球的加速度方向豎直向下,則從A到D,鉛球速度與加速度方向間的夾角一直減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選B。2.C解析設(shè)小球經(jīng)過(guò)時(shí)間t打在斜面上M(x,y)點(diǎn),則水平方向:x=v0t,豎直方向上:6-y=12gt2,又因?yàn)閥=x2,可解得x=1m,y=3.C解析運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定,所有小面圈在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同,故選項(xiàng)A正確;根據(jù)Δv=gΔt可得所有小面圈的速度的變化量都相同,故選項(xiàng)B正確;因?yàn)樗轿灰频姆秶鸀長(zhǎng)<x<L+2R=3L,則水平最小初速度為vmin=Lt=Lg2h,水平最大初速度為:vmax=3Lt=3Lg2h,則水平初速度的范圍為:Lg2h<v0<3Lg2h4.C解析兩小球被拋出后都做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)容器半徑為R,兩小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2。對(duì)球1:Rsinα=v1t1,Rcosα=12gt12,對(duì)球2:Rcosα=v2t2,Rsinα=12g5.D解析由題意知,物塊的速度v=ωR=2t×0.5=1t;又v=at,故可得a=1m/s2,故C錯(cuò)誤,D正確;由牛頓第二定律可得:T-f=ma,地面摩擦阻力f=μmg=0.5×1×10N=5N,故可得物塊受繩子拉力T=6N<Tm=10N,則細(xì)線(xiàn)不會(huì)被拉斷,故A、B錯(cuò)誤。6.A解析兩球拋出后都做平拋運(yùn)動(dòng),兩球從同一高度拋出落到同一點(diǎn),它們?cè)谪Q直方向的位移相等,小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),由于豎直位移h相等,它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2hg相等;對(duì)球Q:tan37°=yx=12gt2v1=vytanθ=gttan37°=34則:v17.C解析向心力是效果力,是合力作用,物體實(shí)際不受向心力作用,A錯(cuò)誤;飛機(jī)在水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng),豎直方向平衡,所以桿的一個(gè)分力平衡了飛機(jī)的重力,另一個(gè)分力提供了飛機(jī)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,所以旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向不一定與旋臂垂直,B錯(cuò)誤;根據(jù)B選項(xiàng)分析旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小:F=(mg)2+(8.CD解析小球原來(lái)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩b被燒斷后,小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)或做圓周運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;繩b被燒斷前,小球在豎直方向沒(méi)有位移,加速度為零,a繩中張力等于重力,在繩b被燒斷瞬間,a繩中張力與重力的合力提供小球的向心力,而向心力豎直向上,繩a的張力將大于重力,即張力突然增大,故B錯(cuò)誤;若角速度ω較小,小球原來(lái)的速度較小,小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng),故C正確;若角速度ω較大,小球原來(lái)的速度較大,小球可能在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),故D正確。9.AD解析當(dāng)角速度較小時(shí),AB均靠靜摩擦力提供向心力,由于B轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑較大,則B先達(dá)到最大靜摩擦力,角速度繼續(xù)增大,則繩子出現(xiàn)拉力,當(dāng)A的靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),角速度增大,AB開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng),可知木塊A受到的靜摩擦力方向一直指向圓心,故A正確。在繩子出現(xiàn)張力前,木塊A、B的角速度相等,半徑之比為1∶2,則靜摩擦力之比為1∶2,當(dāng)繩子出現(xiàn)張力后,木塊A、B的靜摩擦力之比不是1∶2,故B、C錯(cuò)誤。當(dāng)木塊A的摩擦力達(dá)到最大時(shí),木塊A、B開(kāi)始滑動(dòng),對(duì)木塊A有:kmg-T=mLω'2,對(duì)木塊B有:T+kmg=m·2lω'2,解得ω'=2kg10.BD解析設(shè)球的速度為v,輕桿與地面夾角為θ,因?yàn)槲飰K與球的水平速度相等,由運(yùn)動(dòng)的分解:vx=vsinθ,所以分離前,球與物塊速度不相等,A錯(cuò)誤;由于地面光滑,球水平方向只受到桿對(duì)球的彈力,所以分離前,物塊受力即加速度始終向左,一直加速,B正確;當(dāng)恰好分離時(shí),水平加速度為零,彈力為零,球只受重力,加速度為g,C錯(cuò)誤,D正確。11.AC解析由題意,釋放時(shí)小環(huán)向下加速運(yùn)動(dòng),則重物將加速上升,對(duì)重物由牛頓第二定律可知繩中張力一定大于重力2mg,所以A正確;小環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度應(yīng)為繩子豎直部分縮短的長(zhǎng)度,即Δh=2d-d,所以B錯(cuò)誤;根據(jù)題意,沿繩子方向的速度大小相等,將小環(huán)在B處的速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解有vBcosθ=v重,即vB12.答案(1)6mg,方向?yàn)樨Q直向上(2)2h(3)23解析(1)設(shè)半圓形軌道的半徑為R,