專題08-類平拋模型、斜拋模型和一般勻變速曲線模型(原卷版)

2023年高三物理二輪常見(jiàn)模型與方法強(qiáng)化專訓(xùn)專練專題08類平拋模型、斜拋模型和一般勻變速曲線模型特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1重力場(chǎng)中類平拋模型（1T—4T）目標(biāo)2電磁場(chǎng)中的類平拋模型（5T—8T）目標(biāo)3重力場(chǎng)中斜拋模型（9T—12T）目標(biāo)4電場(chǎng)場(chǎng)中斜拋模型（13T—16T）目標(biāo)5一般勻變速曲線模型（17T—20T）【特訓(xùn)典例】重力場(chǎng)中類平拋模型1．如圖所示，光滑水平桌面上的ABCD為矩形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)，某小球沿AB方向以速度v1自A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球始終受到沿AD方向的恒力F的作用，且恰能經(jīng)過(guò)C點(diǎn)。關(guān)于小球在矩形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．小球由A到C可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．若F足夠大，小球可能經(jīng)過(guò)D點(diǎn)C．若只增大v1,小球自A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到DC所在直線時(shí)的時(shí)間將變短D．若只減小F，小球自A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到DC所在直線時(shí)的時(shí)間將變長(zhǎng)2．如圖所示，一質(zhì)量的小球在5個(gè)力的作用下水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其中力F的方向豎直向下，大小為0.6N，經(jīng)歷時(shí)間，小球從位置O運(yùn)動(dòng)到A，O、A間的距離。當(dāng)小球到達(dá)位置A瞬間，力F方向變?yōu)樨Q直向上而大小不變，又經(jīng)歷1.0s，小球到達(dá)位置B（圖中沒(méi)有畫(huà)出），則下列說(shuō)法正確的是（）A．在小球從O運(yùn)動(dòng)至A的過(guò)程中，力F的沖量為0B．位置A與位置B之間的間距為C．小球在位置B的速度大小為D．在小球從O運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，力F做的功等于1.2J3．如圖所示，在光滑的水平面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小球以某一速度從O點(diǎn)出發(fā)后，受到一平行于y軸方向的恒力作用，恰好通過(guò)A點(diǎn)。已知小球通過(guò)A點(diǎn)的速度大小為v0，方向沿x軸正方向，且OA連線與Ox軸夾角為30°，則（）A．恒力的方向一定沿y軸負(fù)方向B．恒力的方向一定沿y軸正方向C．恒力在這一過(guò)程中所做的功為D．小球從O點(diǎn)出發(fā)時(shí)的動(dòng)能為4．如圖所示，在傾角為的足夠大的光滑斜面上。將小球a、b同時(shí)以相同的速率沿水平面內(nèi)不同方向拋出。已知a球初速度方向垂直豎直平面PQM向外，b球初速度沿著PQ方向。則（）A．若將a球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則a球落到斜面上時(shí)，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍B．a(chǎn)球落到斜面上時(shí)，a、b兩球的位移大小不相等C．若將b球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則在相同時(shí)間內(nèi)，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍D．a(chǎn)球落到斜面上時(shí)，a球的速度大小是b球速度大小的2倍電磁場(chǎng)中的類平拋模型5．如圖所示，三維坐標(biāo)系的軸方向豎直向上，所在空間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為的小球從軸上的A點(diǎn)以速度沿x軸正方向水平拋出，A點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0，L），重力加速度為g，場(chǎng)強(qiáng)。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線B．小球在平面內(nèi)的分運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng)C．小球到達(dá)平面時(shí)的速度大小為D．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡與平面交點(diǎn)的坐標(biāo)為6．如圖所示，正方體空間ABCDA1B1C1D1上、下表面水平，其中有A→D方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．從A點(diǎn)沿AB方向分別以初速度v1、v2、v3水平拋出同一帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，小球分別從D1C1的中點(diǎn)、C1點(diǎn)、BC1的中點(diǎn)射出，且射出時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2、Ek3.下列說(shuō)法正確的有()A．小球帶正電B．小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等C．v1∶v2∶v3＝1∶2∶2D．Ek1∶Ek2∶Ek3＝1∶4∶87．如圖所示，一斜面傾斜角度為53°，斜面末端連接一處于豎直平面的光滑絕緣半圓軌道，O為圓心，A、B為其豎直方向上的直徑的上下兩端點(diǎn)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為0.4kg，帶電荷量q=+1.0×10-5C的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0=10m/s從斜面上某點(diǎn)垂直斜面方向拋出，小球恰好沿切線從半圓軌道的最高點(diǎn)A飛入半圓軌道，已知整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=3×105N/C，重力加速度g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是（）A．小球從開(kāi)始到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng)B．小球在A點(diǎn)處的速度大小為12.5m/sC．小球第一次在半圓軌道上滑行過(guò)程中會(huì)在某處脫離半圓軌道D．小球第一次在半圓軌道上滑行過(guò)程中對(duì)軌道的最大壓力大小為33.5N8．絕緣光滑斜面與平面成角，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球從斜面上高h(yuǎn)處，以初速度為v0、方向與斜面底邊MN平行射入，如圖所示，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向平行于斜面向上，已知斜面足夠大，小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN，則下列判斷正確的是（

）A．小球在斜面上做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．小球到達(dá)底邊MN的時(shí)間t=C．勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為BD．勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為B重力場(chǎng)中斜拋模型9．如圖，質(zhì)量相同的甲、乙兩名滑雪運(yùn)動(dòng)員在水平U型賽道上訓(xùn)練，甲、乙先后從賽道邊緣上的P點(diǎn)滑出、騰空，在空中完成技巧動(dòng)作后，最后都從賽道邊緣上的Q點(diǎn)再次滑入賽道，觀察發(fā)現(xiàn)甲的滯空時(shí)間比乙長(zhǎng)。不計(jì)空氣阻力，甲、乙在從P到Q的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲從P點(diǎn)滑出時(shí)的初速度大小必定大于乙從P點(diǎn)滑出時(shí)的初速度大小B．甲、乙從P點(diǎn)滑出時(shí)的初速度方向相同C．甲的動(dòng)量變化量大于乙的動(dòng)量變化量D．甲、乙的最大騰空高度相同10．如圖所示，一小球（視為質(zhì)點(diǎn)）以速度v從傾角為的斜面底端斜向上拋出，落到斜面上的M點(diǎn)，且速度水平向右.現(xiàn)將該小球以2v的速度從斜面底端朝同樣方向拋出，落在斜面上的N點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（

）A．落到M和N兩點(diǎn)時(shí)間之比等于1:4B．落到M和N兩點(diǎn)速度之比等于1:4C．M和N兩點(diǎn)距離斜面底端的高度之比為1:2D．飛行過(guò)程中小球離斜面最遠(yuǎn)的垂直距離之比1:411．大型風(fēng)洞是研發(fā)飛行器不可缺的重要設(shè)施，我國(guó)的風(fēng)洞技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。如圖所示，某次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中，風(fēng)力大小和方向均恒定，一質(zhì)量為m的輕質(zhì)小球先后經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)，其中在a點(diǎn)的速度大小為v，方向與a、b連線成α=45°角；在b點(diǎn)的速度大小也為v，方向與a、b連線成β=45°角。已知a、b連線長(zhǎng)為d，小球只受風(fēng)力的作用，小球的重力忽略不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是（

）A．風(fēng)力方向垂直于a、b連線 B．從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所用的時(shí)間為C．小球的最小速度為1.8v D．風(fēng)力大小為12．如圖所示，某同學(xué)將離地的網(wǎng)球以的速度斜向上擊出，擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí)，擊中墻壁上離地高度為的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰撞后，垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍。平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取，網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為（）A． B． C． D．電場(chǎng)場(chǎng)中斜拋模型13．如圖所示，xOy坐標(biāo)系內(nèi)存在平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為的帶電粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y軸擊中C點(diǎn)。已知A、B、C三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、、。若不計(jì)粒子重力與空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．粒子從A到C的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為C．帶電粒子由A到C過(guò)程中最小速度一定為D．帶電粒子由A到C過(guò)程中電勢(shì)能先減小后增大14．豎直平面內(nèi)有水平放置的兩金屬板AB、CD，相距為d，兩極板加上恒定電壓U，如圖所示。質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，從O點(diǎn)以初動(dòng)能進(jìn)入電場(chǎng)，O點(diǎn)在AC連線上，且，初速度與水平方向夾角為=45°，粒子沿著OMB的軌跡恰好運(yùn)動(dòng)到下極板右邊緣的B點(diǎn)，M為運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)，MN與極板垂直。不計(jì)粒子重力，則關(guān)于粒子的說(shuō)法正確的是（）A．粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB=qUB．運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)到下極板的距離MN=dC．水平方向運(yùn)動(dòng)的位移之比為AN：NB=：D．若將上極板向下移一小段距離，則粒子將在B點(diǎn)上方飛出15．如圖所示，在足夠高的豎直墻面上A點(diǎn)，以垂直墻面的水平速度v0=1m/s向左拋出一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的帶電小球，小球拋出后始終受到水平向右的恒定電場(chǎng)力的作用，電場(chǎng)力大小F=5N，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球?qū)⒃俅蔚竭_(dá)墻面上的B點(diǎn)處，重力加速度為g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)，求在此過(guò)程中：（計(jì)算結(jié)果可用根式表示）（1）小球距墻面最遠(yuǎn)的水平距離；（2）墻面上A、B兩點(diǎn)間的距離；（3）小球速度的最小值。16．中性粒子分析器是核聚變研究中的重要設(shè)備，通過(guò)對(duì)高能中性原子能量或動(dòng)量的測(cè)量，可診斷曾與這些中性原子充分碰撞過(guò)的離子的性質(zhì)。如圖所示，為了測(cè)量某中性原子的動(dòng)能，首先讓中性原子電離，然后讓電荷量為的離子經(jīng)孔A與下邊界成角入射到間距為d、電勢(shì)差為U的平行有界勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域中，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域。不計(jì)離子的重力，不考慮相對(duì)論效應(yīng)及場(chǎng)的邊界效應(yīng)。（1）為保證離子不碰到上邊界，入射離子的最大動(dòng)能是多少？（2）若該離子離開(kāi)電場(chǎng)后，經(jīng)無(wú)場(chǎng)區(qū)沿直線運(yùn)動(dòng)至孔P出射，已知孔P與下邊界的垂直距離為h，孔A和孔P間平行于下邊界的距離為l，試確定該離子剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；（3）若在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，有動(dòng)能均為、電荷量均為而質(zhì)量分別為、、的三種離子均能從孔P出射，且。三種離子從孔P出射后自C點(diǎn)垂直CD邊射入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)CDEF，CD、DE、EF邊上均裝有不同的離子收集板（每塊板只收集一種離子）。設(shè)CD邊長(zhǎng)為a，DE邊長(zhǎng)為b，且，現(xiàn)要區(qū)分并收集這三種離子，則a、b還應(yīng)分別滿足什么條件？一般勻變速曲線模型17．隨著人們生活水平的提高，高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)。如圖所示，某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的高爾夫球，由于恒定的水平風(fēng)力作用，高爾夫球豎直地落入距擊球點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)的A穴，則（）A．球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng)B．該球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C．球被擊出后受到的水平風(fēng)力大小為D．球被擊出時(shí)的初速度大小為18．為了研究空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，如圖所示，某人將質(zhì)量為m的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定初速度水平拋出，在距拋出點(diǎn)水平距離L處，有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管，上管口距地面的高度為。小球在水平方向上受恒定風(fēng)力作用，且小球恰能無(wú)碰撞地通過(guò)管子，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球的初速度大小為 B．風(fēng)力的大小為C．小球落地時(shí)的速度大小為2 D．小球落地時(shí)的速度大小為19．如圖，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為的小球在A點(diǎn)以一定的初動(dòng)能豎直向上拋出，小球運(yùn)動(dòng)到豎直方向最高點(diǎn)C時(shí)的沿場(chǎng)強(qiáng)方向位移是，動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的一半（重力加速度為g），下列說(shuō)法正確的是（）A．場(chǎng)強(qiáng)大小為B．A、C豎直方向的距離為的2倍C．小球從C點(diǎn)再次落回到與A