浙江專(zhuān)版2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)單元評(píng)估檢測(cè)四曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)含解析

PAGE13-單元評(píng)估檢測(cè)(四)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(90分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)1.一只小船在靜水中的速度為v2,河水自西向東流淌,流速為v1,且v2>v1,用小箭頭表示船頭的指向及小船在不同時(shí)刻的位置,虛線(xiàn)表示小船過(guò)河的路徑,則圖中可能的是 ()A.①③B.②③C.③④D.①④【解析】選C。若靜水速度的方向垂直河岸,水流速度自西向東,依據(jù)平行四邊形定則,則合速度的方向偏向下游,渡河的軌跡為傾斜的直線(xiàn)。故①錯(cuò)誤,③正確。靜水速度斜向下游,依據(jù)平行四邊形定則知,合速度的方向不行能與靜水速度的方向重合,故②錯(cuò)誤。依據(jù)平行四邊形定則知,合速度的方向夾在靜水速度和水流速度之間,因v2>v1,可以垂直河岸,故④正確。由以上分析可知,A、B、D錯(cuò)誤,C正確。2.一水平固定的水管,水從管口以不變的速度源源不斷地噴出。水管距地面高h(yuǎn)=1.8m,水落地的位置到管口的水平距離x=1.2m。不計(jì)空氣及摩擦阻力,水從管口噴出的初速度大小是 ()A.1.2m/s B.2.0m/sC.3.0m/s D.4.0m/s【解析】選B。水平噴出的水,運(yùn)動(dòng)規(guī)律為平拋運(yùn)動(dòng),依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=12gt2可知,水在空中的時(shí)間為0.6s,依據(jù)x=v0t可知水平速度為v0=2.0m/s。因此選項(xiàng)B3.(2024·溫州模擬)嘉興某中學(xué)開(kāi)設(shè)了糕點(diǎn)制作的選修課,小明同學(xué)在體驗(yàn)糕點(diǎn)制作“裱花”環(huán)節(jié)時(shí),他在繞中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)上放了一塊直徑8英寸(20cm)的蛋糕,在蛋糕上每隔4s勻稱(chēng)“點(diǎn)”一次奶油,蛋糕一周勻稱(chēng)“點(diǎn)”上15個(gè)奶油,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速約為2πr/minB.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為π30C.蛋糕邊緣的奶油線(xiàn)速度大小約為π3D.蛋糕邊緣的奶油向心加速度約為90m/s2【解析】選B。蛋糕上每隔4s勻稱(chēng)“點(diǎn)”一次奶油,蛋糕一周勻稱(chēng)“點(diǎn)”上15個(gè)奶油,則圓盤(pán)轉(zhuǎn)一圈的周期T=60s,故轉(zhuǎn)速為1r/min,故A錯(cuò)誤;由角速度ω=2πT=π30rad/s,故B正確;蛋糕邊緣的奶油線(xiàn)速度大小,v=ωr=π300m/s,故C錯(cuò)誤;蛋糕邊緣的奶油向心加速度,a=ω2r=π2302π29000m/s24.(2024·寧波模擬)如圖所示,假如把鐘表上的時(shí)針、分針、秒針的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么,從它的分針與秒針第一次重合至其次次重合,中間經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為 ()A.5960min B.6059min C.6160min 【解析】選B。分針的周期為1h,秒針的周期為1min,兩者的周期比為T(mén)1∶T2=60∶1,分針與秒針從第1次重合到第2次重合有:ω1t+2π=ω2t,即2πT1t+2π=2πT2t,又T1=60T2=60min,所以t=6059min。故B5.在一次空地演習(xí)中,離地H高處的飛機(jī)以水平速度v1放射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以速度v2豎直向上放射炮彈攔截。設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s,不計(jì)空氣阻力。若攔截勝利,則v1、v2的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)意 ()A.v1=v2 B.v1=HsvC.v1=Hsv2 D.v1=sH【解析】選D。設(shè)經(jīng)t時(shí)間攔截勝利,則平拋的炮彈h=12gt2,s=v1t;豎直上拋的炮彈H-h=v2t-12gt2,由以上各式得v1=sHv2,由此可知選項(xiàng)D正確,A、B6.共享單車(chē)是指企業(yè)在校內(nèi)、地鐵站點(diǎn)、公交站點(diǎn)等公共服務(wù)區(qū)供應(yīng)自行車(chē)共享服務(wù),是一種新型、便捷的公共交通方式。如圖甲所示是某共享單車(chē)采納的無(wú)鏈傳動(dòng)系統(tǒng),利用圓錐齒輪90°軸交,將動(dòng)力傳至后軸,驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。杜絕了傳統(tǒng)自行車(chē)“掉鏈子”問(wèn)題。如圖乙所示是圓錐齒輪90°軸交示意圖,其中A是圓錐齒輪轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn),B、C分別是兩個(gè)圓錐齒輪邊緣上的點(diǎn),兩個(gè)圓錐齒輪中心軸到A、B、C三點(diǎn)的距離分別記為rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列說(shuō)法正確的是 ()A.B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度:ωB=ωCB.C點(diǎn)與A點(diǎn)的線(xiàn)速度:vC=rBrC.B點(diǎn)與A點(diǎn)的角速度:ωB=rArD.A點(diǎn)和C點(diǎn)的線(xiàn)速度:vA=rAr【解析】選B。由圓錐齒輪的特點(diǎn),得vB=vC,依據(jù)v=ωr可知ωB≠ωC,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;vC=vB=rBrAvA,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;A、B同軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;7.2017年4月22日,我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”空間試驗(yàn)室完成交會(huì)對(duì)接。若飛船繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),距離地面的高度為h,地球半徑為R,地球表面的重力加速度為A.依據(jù)題中條件可以估算飛船的質(zhì)量B.“天舟一號(hào)”飛船內(nèi)的貨物處于平衡狀態(tài)C.飛船在圓軌道上運(yùn)行的加速度為gRD.飛船在圓軌道上運(yùn)行的速度大小為Rg【解析】選D。飛船的質(zhì)量在計(jì)算過(guò)程中抵消,所以無(wú)法計(jì)算飛船的質(zhì)量,飛船內(nèi)的貨物跟飛船一塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力指向地心,不為零,不是平衡狀態(tài),A、B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,故有GMm(R+h)GM,可得a=gR2(R+h)2,C錯(cuò)誤;依據(jù)公式GMmr2=mv2r,解得8.(2024·嘉興模擬)2018年3月30日我國(guó)勝利放射第三十顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,這顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星,在軌高度約為21500km,該高度處重力加速度為g1,該衛(wèi)星的線(xiàn)速度為v1,角速度為ω1,周期為T(mén)1。2017年9月17日天舟一號(hào)在高度約400km的圓軌道上起先獨(dú)立運(yùn)行,該高度處重力加速度為g2,天舟一號(hào)的線(xiàn)速度為v2A.g1>g2 B.v1>v2C.ω1<ω2 D.T1<T2【解析】選C。由公式g=GMr2可知,高度越高,重力加速度越小,所以g1<g2,故A錯(cuò)誤;由公式v=GMr可知,高度越高,線(xiàn)速度越小,所以v1<v2,故B錯(cuò)誤;由公式ω=GMr3可知,高度越高,角速度越小,所以ω1<ω2,故C正確;由公式T=4π2r3GM可知,高度越高,周期越大9.利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星,可使地球赤道上隨意兩點(diǎn)之間保持無(wú)線(xiàn)電通訊。目前,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍,假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小,若仍?xún)H用三顆同步衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的,則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為 ()A.1hB.4hC.8hD.16h【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)明確地球同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。(2)衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期隨軌道半徑減小而變小。(3)用三顆同步衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電通訊直線(xiàn)傳播,臨界幾何關(guān)系是直線(xiàn)與圓相切?！窘馕觥窟xB。由于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小,則同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期變小,軌道半徑變小,由幾何關(guān)系可知軌道半徑最小值為2R,據(jù)GMmr2=m4π2T2r可得T最小=2R610.如圖所示,小球以v0正對(duì)傾角為θ的斜面水平拋出,若小球到達(dá)斜面的位移最小,則飛行時(shí)間t為(重力加速度為g) ()A.v0tanθ B.2C.v0gtan【解析】選D。如圖所示,要小球到達(dá)斜面的位移最小,則要求落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的連線(xiàn)與斜面垂直,所以有tanθ=xy,而x=v0t,y=12gt2,解得t=2v0【加固訓(xùn)練】如圖所示是簡(jiǎn)化后的跳臺(tái)滑雪的雪道示意圖,運(yùn)動(dòng)員從助滑雪道AB上由靜止起先滑下,到達(dá)C點(diǎn)后水平飛出,落到滑道上的D點(diǎn),E是運(yùn)動(dòng)軌跡上的某一點(diǎn),在該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的速度方向與軌道CD平行,設(shè)運(yùn)動(dòng)員從C到E與從E到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2,EF垂直于CD,則 ()A.t1=t2,CF=FDB.t1=t2,CF<FDC.t1>t2,CF=FD D.t1>t2,CF<FD【解析】選B。將運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)分解為平行于滑道CD的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和垂直于滑道CD方向的類(lèi)似豎直上拋運(yùn)動(dòng),則由類(lèi)似豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知t1=t2,因在平行CD方向運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),所以CF<FD,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。二、試驗(yàn)題(本題共2小題,共16分)11.(8分)如圖所示,探討平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的試驗(yàn)裝置放置在水平桌面上,利用光電門(mén)傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間,底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移。保持水平槽口距底板高度h=0.420m不變。變更小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置,測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0、飛行時(shí)間t和水平位移d,記錄在表中。v0/(m·s-1)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)由表中數(shù)據(jù)可知,在h肯定時(shí),小球水平位移d與其初速度v0成________關(guān)系,與________無(wú)關(guān)。

(2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值t理=2hg=2×0.42010s=289.8ms,發(fā)覺(jué)理論值與測(cè)量值之差約為3ms。經(jīng)檢查(3)另一位同學(xué)分析并訂正了上述偏差后,另做了這個(gè)試驗(yàn),竟發(fā)覺(jué)測(cè)量值t′依舊大于自己得到的理論值t′理,但二者之差在3～7ms之間,且初速度越大差值越小。對(duì)試驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查,確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平,則導(dǎo)致偏差的緣由是__。

【解析】(1)由題表中數(shù)據(jù)可知,h肯定時(shí),小球的水平位移d與初速度v0成正比關(guān)系,與時(shí)間t無(wú)關(guān)。(2)該同學(xué)計(jì)算時(shí)重力加速度取的是10m/s2,一般狀況下應(yīng)取9.8m/s2,從而導(dǎo)致約3ms的偏差。(3)小球直徑過(guò)大,小球飛過(guò)光電門(mén)須要時(shí)間或光電門(mén)傳感器置于槽口的內(nèi)側(cè),使測(cè)量值大于理論值。答案:(1)正比飛行時(shí)間t(2)計(jì)算時(shí)重力加速度取值(10m/s2)大于實(shí)際值(3)見(jiàn)解析12.(8分)如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分,圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm,假如g取10m/s2,那么: (1)照相機(jī)的閃光頻率是________Hz。

(2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是______m/s。

(3)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小是______m/s。

【解析】(1)因?yàn)閤AB=xBC,所以tAB=tBC。在豎直方向上,由Δy=gT2得5L-3L=gT2,解得T=0.1s,故閃光頻率為10Hz。(2)水平分速度v=xT=3×0.05(3)vBy=yAC2T=(5+3又知vBx=1.5m/s,所以vB=vBx2+vBy2=答案:(1)10(2)1.5(3)2.5三、計(jì)算題(本題共4小題,共44分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(10分)(2024·浙江11月選考真題)在豎直平面內(nèi),某一嬉戲軌道由直軌道AB和彎曲的細(xì)管道BCD平滑連接組成,如圖所示。小滑塊以某一初速度從A點(diǎn)滑上傾角為θ=37°的直軌道AB,到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為2m/s,然后進(jìn)入細(xì)管道BCD,從細(xì)管道出口D點(diǎn)水平飛出,落到水平面上的G點(diǎn)。已知B點(diǎn)的高度h1=1.2m,D點(diǎn)的高度h2=0.8m,D點(diǎn)與G點(diǎn)間的水平距離L=0.4m,滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求小滑塊在軌道AB上的加速度大小和在A點(diǎn)的初速度大小。(2)求小滑塊從D點(diǎn)飛出的速度。(3)推斷細(xì)管道BCD的內(nèi)壁是否光滑?！窘馕觥?1)取AB段探討,物體在AB上做勻減速運(yùn)動(dòng)設(shè)初速度為vA,則vB2-vAa=-mgsinθ+x=h1sinθ聯(lián)立上式得vA=6m/s(1分)a=-8m/s2 (1分)(2)取DG段探討,物體做平拋運(yùn)動(dòng),h2=12gt2、L=v則vD1=1m/s(2分)(3)取BD段探討,假設(shè)細(xì)管道光滑,依據(jù)機(jī)械能守恒定律12mvD22-12mvB2則vD2=23m/s>vD1 (1分)因此是有阻力的。 (1分)答案:(1)8m/s26m/s(2)1m/s(3)不光滑14.(12分)如圖所示,質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放在粗糙水平面上,它與水平面表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,且與水平面邊緣O點(diǎn)的距離s=8m。在臺(tái)階右側(cè)固定了一個(gè)12圓弧擋板,半徑R=3m,圓心與桌面同高。今以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系?，F(xiàn)用F=8N的水平恒力拉動(dòng)小物塊,一段時(shí)間后撤去拉力,小物塊最終水平拋出并擊中擋板。(g取10m/s2(1)若小物塊恰能擊中圓弧最低點(diǎn),求其離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大小。(2)在第(1)問(wèn)中拉力F作用的時(shí)間。(3)若小物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.6s,求拉力F作用的距離?！窘馕觥?1)小物塊離開(kāi)O點(diǎn)后起先做平拋運(yùn)動(dòng),故:R=v0t0R=12gt02EkO=12mv02解得EkO=7.5J(2分)(2)由起先運(yùn)動(dòng)到小物塊到達(dá)O點(diǎn),由動(dòng)能定理得:Fx-μmgs=12mv027916m(2分由牛頓其次定律得F-μmg=maa=4m/s2,12at12=x,t1=7932(3)小物塊離開(kāi)O點(diǎn)后起先做平拋運(yùn)動(dòng),由下落時(shí)間可知下落距離y=12gt2=1.8①若小物塊落到半圓的左半邊,則平拋運(yùn)動(dòng)水平位移x1=R-R2-yv1=x1t=1m/s,FL1-μmgs=1解得L1=6516m (1分②若小物塊落到半圓的右半邊,同理可得v2=9m/s,L2=14516m>8m(舍去) (1分答案:(1)7.5J(2)7932s(3)651615.(10分)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出,恰好沿光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線(xiàn)方向進(jìn)入圓弧(不計(jì)空氣阻力,進(jìn)入圓弧時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3m,OA與豎直方向的夾角θ=60°,小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度vA=4m/s。(g取10m/s2)求: (1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0。(2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離和豎直高度。(3)小球到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力?！窘馕觥?1)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度如圖所示。由圖可知v0=vx=vAcos60°=2m/s(2分)(2)vy=vAsin60°=23m/s由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:vy2=2gh, (1可得P點(diǎn)與A點(diǎn)的豎直高度h=0.6m,又vy=gt (1分)可得所求水平距離x=vxt=235m≈0.69m(1(3)取A點(diǎn)所在水平面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面,由機(jī)械能守恒定律得:12mvA2=mg(R+Rcos60°)+12m由牛頓其次定律得:FNC+mg=m解得:FNC=8N(2分)由牛頓第三定律得:小球?qū)壍赖膲毫Υ笮′N(xiāo)C=FNC=8N,方向豎直向上 (2分)答案:(1)2m/s(2)0.69m0.6m(3)8N,方向豎直向上16.(12分)(2024·杭州模擬)三維彈球(3DPinball)是Window里面附帶的一款運(yùn)用鍵盤(pán)操作的