2022年高三物理一輪復(fù)習(xí)備考 第五單元 曲線運(yùn)動(dòng) 新人教版

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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí)備考 第五單元 曲線運(yùn)動(dòng) 新人教版 選擇題部分共13小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,9~13小題有多個(gè)選項(xiàng)正確;全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。 1.圖為某運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上滑行時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,圖中關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的速度方向和合力方向的畫(huà)法可能正確的是 解析:曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡的切線方向,合力方向指向軌跡的凹面,選項(xiàng)D正確。 答案:D 2.天車(chē)吊著貨物沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)天車(chē)上的起吊電動(dòng)機(jī)吊著貨物正在勻速上升,則地面上的人觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡,可能是下列圖中的 解析:兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)

2、動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。 答案:C 3.如圖所示,一質(zhì)量為m的小滑塊從半徑為R的固定的粗糙圓弧形軌道的a點(diǎn)勻速率滑到b點(diǎn),則下列說(shuō)法中正確的是 A.它所受的合力的大小是恒定的 B.向心力的大小逐漸增大 C.向心力的大小逐漸減小 D.向心加速度逐漸增大 解析:滑塊勻速率下滑,合力提供向心力,故滑塊的合力、向心力、向心加速度的大小均不變,選項(xiàng)A正確。 答案:A 4.一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵球從半徑為R的固定半圓形軌道上端邊緣由靜止下滑,當(dāng)滑到半圓形軌道底部時(shí),半圓形軌道底部所受壓力為鐵球重力的3倍,則此時(shí)鐵球的瞬時(shí)速度大小為 A.Rg　　　　　B.　　　　　C.　　　　

3、　D. 解析:鐵球滑到底部時(shí),支持力與重力的合力提供向心力,有3mg-mg=,解得v=,選項(xiàng)C正確。 答案:C 5.某人在距地面某一高度處以初速度v水平拋出一物體,物體落地時(shí)的速度大小為2v,則它在空中飛行的時(shí)間及拋出點(diǎn)距地面的高度分別為 A., B., C., D., 解析:物體落地時(shí),有(2v)2=v2+,得v豎=v,由于豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),得=2gh, v豎=gt,解得h=,t=,選項(xiàng)D正確。 答案:D 6.如圖甲所示,質(zhì)量相等、大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長(zhǎng)的等長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來(lái),使小球a在豎直平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng),小球b在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),連接小球b的

4、繩子與豎直方向的夾角和小球a擺動(dòng)時(shí)繩子偏離豎直方向的最大夾角都為θ,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩繩子的拉力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中c、d所示。則下列說(shuō)法正確的是 A.圖乙中直線d表示繩子對(duì)小球a的拉力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系 B.θ可以是任意值 C.θ應(yīng)為30° D.θ應(yīng)為60° 解析:a球在擺動(dòng)過(guò)程中拉力的大小是變化的,而b球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的拉力大小是保持不變的,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;繩對(duì)a球的拉力的最大值與繩對(duì)b球的拉力大小要相等,有mg+=,即mg+m×2g(1-cos θ)=,解得θ=60°,選項(xiàng)D正確,B、C錯(cuò)誤。 答案:D 7.如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不

5、動(dòng),有兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則 A.小球A的線速度必定大于小球B的線速度 B.小球A的角速度必定大于小球B的角速度 C.小球A的角速度必定等于小球B的角速度 D.小球A的線速度必定等于小球B的線速度 解析:A、B兩球的受力情況相同,也即A、B兩球的向心力相等,由F向==mω2r,知r越大、v越大,r越大、ω越小,選項(xiàng)A正確。 答案:A 8.某綜合娛樂(lè)節(jié)目中有這樣一種項(xiàng)目,選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對(duì)面的平臺(tái)上,如果已知選手的質(zhì)量為m,選手抓住繩由靜止開(kāi)始擺動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向的夾角為α,如圖所示,不考慮空氣的

6、阻力和繩的質(zhì)量,選手可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是 A.選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)選手的拉力大于mg B.選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)選手的拉力大于選手對(duì)繩子的拉力 C.選手從初始位置擺到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受重力的功率一直增大 D.選手從初始位置擺到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 解析:選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí),繩子的拉力與重力的合力提供向心力,故拉力大于重力,選項(xiàng)A正確;繩子對(duì)選手的拉力與選手對(duì)繩子的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選手在擺動(dòng)過(guò)程中,剛開(kāi)始時(shí),由于v為零,故重力的功率為零,到最低點(diǎn)時(shí),因v與重力的方向垂直,重力的功率也為零,故重力的功率是先增大后減小,選項(xiàng)C錯(cuò)

7、誤;在下擺過(guò)程中,選手受到的合力是變化的,故不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:A 9.降落傘在勻速下降過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng),若風(fēng)速越大,則降落傘 A.下落的時(shí)間越短 B.下落的時(shí)間不變 C.落地時(shí)的速度越小 D.落地時(shí)的速度越大 解析:由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性知水平方向風(fēng)速的大小對(duì)豎直運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響,降落傘下落的時(shí)間不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;水平速度大一些,合速度也大一些,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。 答案:BD 10.如圖所示,“旋轉(zhuǎn)秋千”中的A、B兩個(gè)座椅質(zhì)量相等,通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上。不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是

8、A.A的線速度比B的小 B.A的周期比B的小 C.A與B的向心加速度大小相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比B的小 解析:A、B運(yùn)動(dòng)的角速度相同,周期也相同,而A的半徑小,故A的線速度較小,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;由a心=ω2r知ω相同,r越大、a心也越大,所需向心力也越大一些,可知繩對(duì)B的拉力大一些,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。 答案:AD 11.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1、F2的作用,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),若保持二力的方向不變,某時(shí)刻將F1突然增大為2F1,則質(zhì)點(diǎn) A.一定做曲線運(yùn)動(dòng) B.一定做勻變速運(yùn)動(dòng) C.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析:物體在恒力作用下做勻加

9、速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)F1變?yōu)?F1時(shí),合力的方向與原合力的方向不同,即此時(shí)的合力方向與速度方向不同(成一夾角),故物體一定做曲線運(yùn)動(dòng),合力仍為恒力,是勻變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B正確。 答案:AB 12.輕桿的一端可繞光滑轉(zhuǎn)動(dòng)軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端固定一個(gè)小球。給小球一個(gè)初速度,使小球能在豎直面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng)。a、b分別是小球運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在a、b兩點(diǎn)處,輕桿對(duì)球的作用力效果可能為 A.a處為壓力,b處為壓力 B.a處為拉力,b處為拉力 C.a處為壓力,b處為拉力 D.a處和b處的作用力都為零 解析:在最低點(diǎn)b處,輕桿對(duì)小球的拉力和小球的重力的合力提供向心力,故在此處輕桿對(duì)小球必為拉

10、力;在最高點(diǎn)a處,小球的運(yùn)動(dòng)速度大于時(shí),輕桿對(duì)小球的力為拉力,小于時(shí),輕桿對(duì)小球的力為壓力,故選項(xiàng)B、C正確。 答案:BC 13.如圖甲所示,用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)一切阻力),小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為T(mén),小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其T-v2圖象如圖乙所示,則 甲　　　　　　　　　　乙 A.輕質(zhì)繩長(zhǎng)為 B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹? C.當(dāng)v2=c時(shí),輕質(zhì)繩的拉力大小為+a D.當(dāng)v2=c時(shí),輕質(zhì)繩的拉力大小為-a 解析:當(dāng)v2=0時(shí),繩對(duì)小球的拉力應(yīng)為-mg,即有-mg=-a,得g=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)v2=b時(shí),繩的拉力為零,重力提供

11、向心力,即有mg=,得L==,選項(xiàng)A正確;當(dāng)v2=c時(shí),有F+mg=,有F=-mg=-a,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。 答案:AD 第Ⅱ卷　(非選擇題　共48分) 非選擇題部分共4小題,解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。 14.(10分)如圖所示,一小球自平臺(tái)上水平拋出,恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為α=53°的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺(tái)的高度差h=0.8 m,g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求: (1)小球水平拋出時(shí)的初速度v0的大小是多

12、少。 (2)斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s是多少。 解:(1)小球落到斜面頂端時(shí)的豎直分速度為: v豎==4 m/s　(2分) 而小球的初速度v0等于此時(shí)的水平分速度,有: v0=v平==3 m/s?！?3分) (2)從拋出到運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的時(shí)間t==0.4 s　(3分) 故斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s=v0t=1.2 m?！?2分) 15.(10分)小明站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面的高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)

13、為d,重力加速度為g,忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。 (1)求繩斷時(shí)球的速度大小v。 (2)問(wèn)繩能承受的最大拉力為多大? 解:(1)設(shè)繩斷后球的飛行時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,有: 在豎直方向上,有d=gt2　(2分) 在水平方向上,有d=vt　(2分) 得v=?！?2分) (2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T(mén),這也是球受到繩的最大拉力的大小 球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=d 由圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,有 T-mg=m　(2分) 得T=mg?！?2分) 16.(13分)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計(jì)的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,在細(xì)線的下端吊一個(gè)質(zhì)量為m的鐵球(可視作質(zhì)點(diǎn))

14、,球離地面的高度h=L?，F(xiàn)讓環(huán)與球一起以v=的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處環(huán)被擋住后立即停止。已知A離右墻的水平距離也為L(zhǎng),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)空氣阻力。 (1)在環(huán)被擋住立即停止時(shí),則繩對(duì)小球的拉力為多大? (2)若在環(huán)被擋住的瞬間細(xì)線突然斷裂,則在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,球的第一次碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離是多少? 解:(1)在環(huán)被擋住而立即停止時(shí),小球立即以速率v繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,有: F-mg=　(2分) 解得:F=3mg?！?2分) (2)細(xì)繩斷裂后,小球做平拋運(yùn)動(dòng)。假設(shè)小球直接落到地面上,則: h=L=gt2　(2分) 球的水平位移x=v

15、t=2L>L　(1分) 故實(shí)際上小球應(yīng)先碰到右墻,則L=vt'　(2分) 小球下落的高度h'=gt'2=　(2分) 所以球的第一次碰撞點(diǎn)距B的距離為:H=L-=L?！?2分) 17.(15分)為了研究過(guò)山車(chē)的原理,某同學(xué)提出下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角α=37°、長(zhǎng)L=2.0 m的粗糙傾斜軌道AB,通過(guò)水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示。一個(gè)質(zhì)量m=0.5 kg的小物塊以初速度v0=4.0 m/s,從某一高處水平拋出,到A點(diǎn)時(shí)的速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下,已知物塊與傾斜軌道間

16、的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)求小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小。 (2)若小物塊在圓軌道最高點(diǎn)P處恰好無(wú)壓力,且在圓軌道最低點(diǎn)D時(shí)對(duì)D點(diǎn)的壓力為30 N,求圓軌道的半徑和小物塊在P處的速度大小。 解:(1)由A點(diǎn)時(shí)的速度方向恰沿AB方向,得: vA==5 m/s　(2分) 小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程,有: 2as=-　(2分) mgsin 37°-μmgcos 37°=ma　(2分) 解得:vB= m/s?！?2分) (2)小物塊對(duì)D點(diǎn)的壓力為30 N,有: FND-mg=m　(2分) vD=vB 可解得圓軌道的半徑r=0.66 m　(1分) 小物塊對(duì)P點(diǎn)無(wú)壓力,有: mg=m　(2分) 解得小物塊在P處的速度大小vP= m/s?！?2分)