2022届新高考物理二轮检测-专题二　第3讲　抛体运动与圆周运动.docx

《2022届新高考物理二轮检测-专题二　第3讲　抛体运动与圆周运动.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届新高考物理二轮检测-专题二　第3讲　抛体运动与圆周运动.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第3讲抛体运动与圆周运动一、选择题1. (2021全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为()A10 m/s2 B100 m/s2C1 000 m/s2 D10 000 m/s2解析：纽扣在转动过程中2n100 rad/s ，由向心加速度：a2r1 000 m/s2，故选C。答案：C2(2021浙江6月选考卷)质量为M的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是()A秋千

2、对小明作用力小于mgB秋千对小明的作用力大于mgC小明的速度为零，所受合力为零D小明的加速度为零，所受合力为零解析：在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有Fmg cos m，由于小明的速度为0，则有Fmg cos mg，沿垂直摆绳方向有mg sin ma，解得小明在最高点的加速度为ag sin ，所以A正确；BCD错误。答案：A3(2021河北卷) 铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以100 m/s的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为t1；图2中铯原子在真空中从P点做竖直

3、上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为t2，O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2 m，重力加速度取g10 m/s2，则t1t2为()A1001B1100C1200D2001解析：铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即xvt1，解得t10.002 s，铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即xg()2，解得t2 s0.4 s，则，故选C。答案：C4如图所示，某人沿水平地面向左做匀速直线运动(保持手握绳的高度不变)，利用跨过定滑轮的轻绳将一物体A沿竖直方向放下，在此过程中，下列结论正确的是()A人的速度和物体A的速度大小相等B物体A做匀变速直线

4、运动C物体A的加速度方向竖直向下D轻绳对物体A的拉力大于物体A的重力解析：设滑轮到人手之间的一段轻绳与水平方向的夹角为，将人向左运动的速度v沿轻绳方向和垂直轻绳方向分解，沿轻绳方向的分速度v1v cos ，由于沿轻绳方向的速度相等，故物体A的速度等于v cos ，所以人的速度v大于物体A的速度v cos ，选项A错误；人沿水平地面向左做匀速直线运动，v不变，轻绳与水平方向的夹角变大，cos 非线性减小，所以物体A做的不是匀变速运动，物体A的加速度方向竖直向上，选项B、C错误；对物体A，由于加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律，知轻绳对A的拉力大于A的重力，选项D正确。答案：D5(多选)(202

5、1河北石家庄检测)如图所示，甲球从O点以水平速度v1抛出，落在水平地面上的A点。乙球从O点以水平速度v2抛出，落在水平地面上的B点反弹后恰好也落在A点。已知乙球在B点与地面碰撞反弹后瞬间水平方向的分速度不变，竖直方向的分速度方向相反、大小不变，不计空气阻力。下列说法正确的是()A由O点到A点，甲球运动时间与乙球运动时间相等B甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍Cv1v231Dv1v221解析：根据题意和平抛运动规律，由O点到A点，甲球运动时间是乙球运动时间的，选项A错误；甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍，选项B正确；甲球从O点到A点，乙球从O点到

6、B点，运动时间相等，由xvt可知，甲、乙水平速度之比为v1v231，选项C正确，D错误。答案：BC6(2021湖北省荆州市模拟)帆船船头指向正东以速度v(静水中速度)航行，海面正刮着南风，风速为v，以海岸为参考系，不计阻力。关于帆船的实际航行方向和速度大小，下列说法中正确的是()A帆船沿北偏东30方向航行，速度大小为2vB帆船沿东偏北60方向航行，速度大小为vC帆船沿东偏北30方向航行，速度大小为2vD帆船沿东偏南60方向航行，速度大小为v解析：由于帆船的船头指向正东，并以相对静水中的速度v航行，南风以v的风速向北吹来，当以海岸为参考系时，实际速度v实2v，设帆船实际航行方向与正北方向夹角为，

7、则sin ，30，即帆船沿北偏东30方向航行，选项A正确。答案：A7(2021山东济南市模拟)如图甲所示，可视为质点的一物块置于粗糙水平桌面上的A点，BC为斜面，A点与斜面顶端B点的距离为x。每次用水平拉力F ，将物块由A点从静止开始拉动，当物块运动到B点时撤去拉力F，可获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程s，作出如图乙所示的图像。若物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角45，重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则A、B间的距离为()A0.85 mB0.65 mC0.45 mD0.25 m解析：根据牛顿第二定律，在AB段有Fmgma，

8、又因为2axvB2 ，根据平抛运动规律，有水平射程和竖直位移分别为svBt，hgt2，依题意，有hs tan ，联立，可得s，Fmg，由图乙可知，mg5，10，代入数据，得x0.25 m，故选D。答案：D8(2021江苏省南京市六校联合体高三(下)5月联考)如图所示，曲线1和2分别为甲、乙两小球的运动轨迹，甲球从P点水平抛出的同时乙球从M点斜向上抛出，经过一段时间后两球在N点相遇，若M点在P点正下方，M点与N点在同一水平线上，不计空气阻力，可将球视为质点，则()A两球相遇时甲的速度大小为乙的两倍B甲球在P点的速度与乙球在最高点的速度相等C乙球相对于M点上升的最大高度为PM长度的一半D两球相遇时

9、甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍解析：由题意可知，甲球做平抛运动，乙球做斜抛运动，设甲球初速度为v0，相遇时甲的速度为v1，乙的速度为v2，从抛出到相遇二者所用时间相等，均为t，且水平位移x甲x乙，则甲、乙两球水平方向速度相等，乙球在最高点只在水平方向有速度，竖直方向速度为0，则甲球在P点的速度v0与乙球在最高点的速度相等，由题意得v1，v2，则，可知两球相遇时甲的速度大小不是乙的两倍，故A错误，B正确；乙球相对于M点上升的最大高度为hg，PM的长度为h1gt2，则，可知乙球相对于M点上升的最大高度为PM长度的，故C错误；设两球相遇时甲的速度与水平方向的夹角为1，乙的速度与水平方向的夹角为2

10、，则有tan 1，tan 2，则2，故相遇时甲的速度与水平方向的夹角不是乙的两倍，D错误。答案：B9.(2021山东省教育绿色评价联盟高三(下)6月适应性考试)如图所示，在圆柱形房屋天花板中心O点悬挂一根长为L的细绳，绳的下端挂一个质量为M的小球，重力加速度为g，已知细绳能承受的最大拉力为2mg，小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球恰好以v的速度落在墙角边，以下选项正确的是()A悬点到轨迹圆的高度h与小球做圆周运动角速度的平方2成正比B绳断裂瞬间的速度v0C圆柱形房顶的高度H3.25LD半径RL解析：设小球做圆周运动时，细绳与竖直方向的夹角为，分析小球的受力情况可知FT c

11、os mg，FT sin m2h tan ，解得h，则悬点到轨迹圆的高度h与小球做圆周运动角速度的平方2成反比，A错误；当绳断裂时，分析小球的受力情况有FTcos 0mg，FTsin 0M，其中FT2mg，解得060，v0 ，之后由动能定理有mghmv2mv02，解得hL，所以HhL cos 0L3.25L，由平抛运动的规律，有hgt2，由几何知识得R3L，C正确，B、D错误。答案：C10(2021南京一中摸底考试)如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示，在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为

12、R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率v通过A点时，对轨道的压力为其重力的8倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则()甲乙A强磁性引力的大小F7mgB质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力C只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为5mgD若强磁性引力大小恒为2F，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为解析：在A点，对质点受力分析并结合牛顿第二定律有FmgFAm，根据牛顿第三定律有FAFA8mg，联立解得F8mg，选项A错误；质点能完成圆周运动

13、，在A点根据牛顿第二定律有FmgNA，根据牛顿第三定律有NANA；在B点，根据牛顿第二定律有FmgNB，根据牛顿第三定律有NBNB；从A点到B点的过程，根据动能定理有mg2RmvB2mvA2，联立解得NANB6mg，选项B、C错误；若强磁性引力大小恒为2F，在B点，根据牛顿第二定律有2FmgFBm，由数学知识可知当FB0时，质点速度最大为vBm，可解得vBm，选项D正确。答案：D二、计算题11单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2。某次练习过程中，运动员以vM10 m/s

14、的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角72.8，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2，sin 72.80.96，cos 72.80.30。求：(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；(2)M、N之间的距离L。解析：(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得v1vM sin 72.8设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得mg cos 17.2ma1由运动学公式得d联立式，代入数据

15、得d4.8 m。(2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规律得v2vM cos 72.8设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得mgsin 17.2ma2设腾空时间为t，由运动学公式得tLv2ta2t2联立式，代入数据得L12 m。答案：(1)4.8 m(2)12 m12如图所示，四分之一圆弧AB和半圆弧BC组成的光滑轨道固定在竖直平面内，A、C两端点等高，直径BC竖直，圆弧AB的半径为R，圆弧BC的半径为。一质量为m的小球从A点上方的D点由静止释放，恰好沿A点切线方向进入并沿轨道运动，不计空气阻力，重力加速度大小为g。(1)要使小球能运动到C点，D、A两点间的高度差h至少为多大？(2)改变h，小球通过C点后落到圆弧AB上的最小动能为多少？解析：(1)设小球刚好通过C点的速度为v，则mgm。小球从D点到C点的过程中机械能守恒，有mghmv2，联立解得h。(2)设小球通过C点的速度为v0，落到圆弧AB上时，水平位移为x，下落高度为y，由平抛运动的规律可知xv0t，ygt2，从C点抛出到落到圆弧AB上，由动能定理得mgyEkmv02。又x2y2R2，联立可得：Ekmg(3y)。式中当3y，即yR时，Ek有最小值，EkminmgR。答案：(1)(2)mgR