高考物理二轮复习 专题一 力与运动 考点四 抛体运动与圆周运动限时集训-人教版高三全册物理试题.doc

考点四抛体运动与圆周运动限时45分钟；满分100分一、选择题(17题每小题7分，810题每小题9分)1跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图1418所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是图1418A风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B风力越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害C运动员下落时间与风力有关D运动员着地速度与风力无关解析水平风力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与风力无关，A、C错误；运动员落地时竖直方向的速度是确定的，水平风力越大，落地时水平分速度越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，B正确、D错误。答案B2.如图1419所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是图1419A物体B正向右做匀减速运动B物体B正向右做加速运动C地面对B的摩擦力减小D斜绳与水平方向成30°时，vAvB2解析将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图所示，根据平行四边形定则有vBcos vA，所以vB，当减小时，物体B的速度减小，但B不是匀减速运动，选项A、B错误；在竖直方向上，对B有mgFNFTsin ，FTmAg，减小，则支持力FN增大，根据FfFN可知摩擦力Ff增大，选项C错误；根据vBcos vA，斜绳与水平方向成30°时，vAvB2，选项D正确。答案D3(多选)如图1420所示，在距地面高为H45 m处，有一小球A以初速度v010 m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计(取g10 m/s2)。下列说法正确的是图1420A小球A落地时间为3 sB物块B运动时间为3 sC物块B运动12.5 m后停止DA球落地时，A、B相距17.5 m解析根据Hgt2，得，t s3 s，故A正确。物块B匀减速直线运动的加速度大小ag0.4×10 m/s24 m/s2，则B速度减为零的时间t0 s2.5 s，滑行的距离xt0×2.5 m12.5 m，故B错误，C正确。A落地时，A的水平位移xAv0t10×3 m30 m，B的位移xBx12.5 m，则A、B相距x(3012.5) m17.5 m，故D正确。答案ACD4(2018·潍坊模拟)如图1421所示，在斜面顶端以速度v1向右抛出小球时，小球落在斜面上的水平位移为x1，在空中飞行时间为t1；以速度v2向右抛出小球时，小球落在斜面上的水平位移为x2，在空中飞行时间为t2。下列关系式正确的是图1421A. B.C. D.解析设斜面的倾角为，小球由抛出到落到斜面上时，水平位移与竖直位移分别为x、y。则tan ，又竖直方向ygt2，水平方向xvt，整理可得t，tv，x，xv2，AD错误，B正确；由以上分析可知t2，即t2x，C错误。答案B5如图1422所示，一圆柱形容器高、底部直径均为L，球到容器左侧的水平距离也是L，一可视为质点的小球离地高为2L，现将小球水平抛出，要使小球直接落在容器底部，重力加速度为g，小球抛出的初速度v的大小范围为(空气阻力不计)图1422A.v B.v2C.v D.v解析如图中虚曲线，设小球的初速度为v1，则Lv1t1，Lgt，得出v1。如图中虚曲线，设小球的初速度为v2，则2Lv2t2,2Lgt，得出v2。所以小球直接落在容器底部的初速度v的大小范围为 v。答案A6(2018·漳州质检)内表面为半球型且光滑的碗固定在水平桌面上，球半径为R，球心为O，现让可视为质点的小球在碗内的某一水平面上做匀速圆周运动，小球与球心O的连线与竖直线的夹角为，重力加速度为g，则图1423A小球的加速度为agsin B碗内壁对小球的支持力NC小球运动的速度为vD小球的运动周期为T2解析小球受重力、支持力作用Ncos mg，Nsin mmrma其中rRsin 解得Nagtan ，vT2，故答案D正确。答案D7(多选)如图1424所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是图1424AB的向心力是A的向心力的2倍B盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍CA、B都有沿半径向外滑动的趋势D若B先滑动，则B对A的动摩擦因数A小于盘对B的动摩擦因数B解析根据Fmr2，因为A、B两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则两物块的向心力相等，选项A错误；对A、B整体分析，盘对B的摩擦力为fB2mr2，对A分析，B对A的摩擦力为fAmr2，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故选项B正确；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故选项C正确；对A、B整体分析，2Bmg2mr，解得B，对A分析，Amgmr，解得A，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即BA，选项D错误。答案BC8(多选)如图1425所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向，紧贴斜面PQ无摩擦滑下；如下四副图为物体沿x方向和y方向运动的位移时间图象及速度时间图象，其中可能正确的是图1425解析水平抛出的物体在ttp时刻抵达斜面之前，其沿水平方向做匀速直线运动，水平速度vxv0，设斜面倾角为，物体抵达斜面后加速度agsin ，故水平方向速度vxv0(gsin · cos )(ttp)，即在水平方向做匀加速运动，故选项B错误；在ttp时刻抵达斜面之前，物体在水平方向的位移xpv0t，而抵达斜面后物体在水平方向的位移xv0tpv0(ttp)gsin ·cos ·(ttp)2，故选项A正确；在ttp时刻抵达斜面之前，物体在竖直方向做自由落体运动，故竖直方向的速度vygt，抵达斜面后物体在竖直方向的加速度aygsin 2，故vygtpg·sin2 ·(ttp)，故选项D正确；在ttp时刻抵达斜面之前，物体在竖直方向的位移ypgt2，抵达斜面后ygtgtp·(ttp)gsin 2·(ttp)2，故选项C错误。答案AD9(2018·石家庄质检)如图1426所示，一个大小可忽略，质量为m的模型飞机，在距水平地面高为h的水平面内以速率v绕圆心O做半径为R的匀速圆周运动，O为圆心O在水平地面上的投影点。某时刻该飞机上有一小螺丝掉离飞机，不计空气对小螺丝的作用力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是图1426A飞机处于平衡状态B空气对飞机的作用力大小为mC小螺丝第一次落地点与O点的距离为D小螺丝第一次落地点与O点的距离为解析由于飞机在水平面内做匀速圆周运动，速度时刻在发生变化，因此飞机的加速度不为零，合外力不为零，A错误；由圆周运动的知识可知，重力与空气对飞机作用力的合力提供飞机做圆周运动的向心力，即Fm，因此空气对飞机的作用力大小为F1，整理得F1，B错误；小螺丝从飞机上掉下后做平抛运动，小螺丝的初速度大小为v，由竖直方向的分运动可知hgt2，水平位移为xvt，则小螺丝的落地点与O之间的距离为s，由以上整理可得s，C正确，D错误。答案C10(多选)(2018·襄阳调研)如图1427所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放。小物体刚到B点时的加速度为a，对B点的压力为N，小物体离开B点后的水平位移为x，落地时的速率为v。若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径R(不超过圆心离地的高度)。不计空气阻力，下列图象正确的是图1427解析设小物体释放位置距地面高为H，小物体从A点到B点应用机械能守恒定律有，vB，到地面时的速度v，小物体的释放位置到地面间的距离始终不变，则选项D对；小物体在B点的加速度a2g，选项A对；在B点对小物体应用向心力公式，有FBmg，又由牛顿第三定律可知NFB3mg，选项B错；小物体离开B点后做平抛运动，竖直方向有HRgt2，水平方向有xvBt，联立可知x24(HR)R，选项C错。答案AD二、计算题(本题共2小题，共24分)11(12分)如图1428所示，半径为r11.8 m的光滑圆弧轨道末端水平，固定在水平地面上，与竖直截面为半圆形的坑连接，bd为坑沿水平方向的直径。现将质量为m1.0 kg的小球从圆弧顶端a点由静止释放，小球离开b点后击中坑壁上的c点。测得c点与水平地面的竖直距离为h1.8 m，重力加速度g取10 m/s2。求图1428(1)小球刚到达轨道末端b点时对轨道的压力FN；(2)半圆形坑的半径r2。解析(1)小球沿光滑轨道滑下，由机械能守恒定律得mgr1mv2，到达b点的前一时刻，支持力与重力的合力提供向心力F支mg，根据牛顿第三定律，FNF支，联立解得FN3mg30 N，竖直向下。(2)小球从b点做平抛运动，竖直方向上hgt2，水平方向上xvt，故小球从b到c过程的水平位移xv 3.6 m。由几何关系得r(xr2)2h2，解得r22.25 m。答案(1)30 N竖直向下(2)2.25 m12(12分)(2018·浙江)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图1429所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h。图1429(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系。解析(1)打在中点的微粒hgt2 t (2)打在B点的微粒v1；2hgt v1L 同理，打在A点的微粒初速度v2L 微粒初速度范围LvL (3)由能量关系mvmghmv2mgh 代入、式得L2h。答案(1)(2)LvL(3)L2h