2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時練3 第1部分 專題3 力與曲線運動（一）-平拋和圓周運動

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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時練3 第1部分 專題3 力與曲線運動（一）-平拋和圓周運動一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分)1(xx山東高考)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點相距2 m，在B點用細線懸掛一小球，離地高度為h，如圖315.小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動，經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至B點時細線被軋斷，最后兩球同時落地不計空氣阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2.可求得h等于()圖315A1.25

2、 mB2.25 mC3.75 mD4.75 m2.如圖316所示，長為L的輕直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，小球擱在水平升降臺上，升降平臺以速度v勻速上升，下列說法正確的是 ()圖316A小球做勻速圓周運動B當棒與豎直方向的夾角為時，小球的速度為C棒的角速度逐漸增大D當棒與豎直方向的夾角為時，棒的角速度為3(xx天津高考)未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖317所示當旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力為達到上述目的，下

3、列說法正確的是()圖317A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小4(xx浙江高考)如圖318所示為足球球門，球門寬為L.一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點)球員頂球點的高度為h.足球做平拋運動(足球可看成質(zhì)點，忽略空氣阻力)，則()圖318A足球位移的大小xB足球初速度的大小v0C足球末速度的大小vD足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan 5如圖319所示，兩次船頭垂直對岸渡河時船相對于水的速度大小和方向都不變，已知第一次

4、實際航程為A至B，位移為x1，實際航速為v1，所用時間為t1；由于水速增大，第二次實際航程為A至C，位移為x2，實際航速為v2，所用時間為t2，則()圖319At2t1，v2Bt2t1，v2Ct2t1，v2Dt2t1，v26.如圖320是小球做平拋運動的一段軌跡，P、Q點在軌跡上已知P點的坐標為(30，15)，Q點的坐標為(60，40)，小球質(zhì)量為0.2 kg，取重力加速度g10 m/s2，拋出點所在水平面為零勢能參考平面，則()圖320A小球做平拋運動的初動能為0.9 JB小球從P運動到Q的時間為1 sC小球在P點時的重力勢能為0.4 JD小球經(jīng)過P點的速度為 m/s7(xx浙江高考)如圖3

5、21所示為賽車場的一個水平“U”形彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點的半圓，內(nèi)外半徑分別為r和2r.一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達AB線，有如圖所示的、三條路線，其中路線是以O(shè)為圓心的半圓，OOr.賽車沿圓弧路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax.選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動機功率足夠大)，則()圖321A選擇路線，賽車經(jīng)過的路程最短B選擇路線，賽車的速率最小C選擇路線，賽車所用時間最短D、三條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等8如圖322甲所示，輕桿一端與質(zhì)量為1 kg、可視為質(zhì)點的小球相連，另一端可繞光滑固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動現(xiàn)使

6、小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，經(jīng)最高點開始計時，取水平向右為正方向，小球的水平分速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，A、B、C三點分別是圖線與縱軸、橫軸的交點，圖線上第一周期內(nèi)的最低點，這三點的縱坐標分別是1、0、5.g取10 m/s2，不計空氣阻力下列說法中正確的是()圖322A輕桿的長度為0.6 mB小球經(jīng)最高點時，桿對它的作用力方向豎直向上 CB點對應(yīng)時刻小球的速度為3 m/sD曲線AB段與坐標軸所圍圖形的面積為0.5 m二、計算題(本題共2小題，共計32分解答過程要有必要的文字說明和解題步驟)9(14分)(xx浙江高考)如圖323所示，裝甲車在水平地面上以速度v020 m/s沿直線前進，

7、車上機槍的槍管水平，距地面高為h1.8 m在車正前方豎直立一塊高為兩米的長方形靶，其底邊與地面接觸槍口與靶距離為L時，機槍手正對靶射出第一發(fā)子彈，子彈相對于槍口的初速度為v800 m/s.在子彈射出的同時，裝甲車開始勻減速運動，行進s90 m后停下裝甲車停下后，機槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈(不計空氣阻力，子彈看成質(zhì)點，重力加速度g10 m/s2)圖323(1)求裝甲車勻減速運動時的加速度大??；(2)當L410 m時，求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度，并計算靶上兩個彈孔之間的距離；(3)若靶上只有一個彈孔，求L的范圍10(18分)如圖324所示，一個圓弧形光滑細圓管軌道ABC，放置在豎直平面內(nèi)，軌

8、道半徑為R，在A點與水平地面AD相接，地面與圓心O等高，MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子，左端M正好位于A點將一個質(zhì)量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放，不考慮空氣阻力圖324(1)若小球從C點射出后恰好能落到墊子的M端，則小球經(jīng)過C點時對管的作用力大小和方向如何？(2)欲使小球能通過C點落到墊子上，小球離A點的高度的取值范圍是多少？【詳解答案】1A根據(jù)兩球同時落地可得，代入數(shù)據(jù)得h1.25 m，選項A正確2D棒與平臺接觸點(即小球)的運動可視為豎直向上的勻速運動和沿平臺向左的運動的合成小球的實際運動即合運動方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示設(shè)棒的角速度為

9、，則合速度v實L，沿豎直向上方向上的速度分量等于v，即Lsin v，所以，小球速度為v實L由此可知棒(小球)的角速度隨棒與豎直方向的夾角的增大而減小，小球做角速度越來越小的變速圓周運動3B旋轉(zhuǎn)艙對宇航員的支持力提供宇航員做圓周運動的向心力，即mgm2r，解得，即旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，角速度越小，而且與宇航員的質(zhì)量無關(guān)，選項B正確4B根據(jù)幾何關(guān)系可知，足球做平拋運動的豎直高度為h，水平位移為x水平，則足球位移的大小為：x，選項A錯誤；由hgt2，x水平v0t，可得足球的初速度為v0，選項B正確；對小球應(yīng)用動能定理：mgh，可得足球末速度v，選項C錯誤；初速度方向與球門線夾角的正切值為tan ，選項D

10、錯誤5D設(shè)河的寬度為d，則船在水中運動的時間t，可見兩次渡河的時間是相等的，即t2t1；根據(jù)運動的等時性，可得v2，選項D正確6AD設(shè)小球做平拋運動的初速度為v0，從P運動到Q的時間為T，根據(jù)平拋運動規(guī)律有0.30 mv0T，0.25 m0.15 mgT2，聯(lián)立解得T0.1 s，v03 m/s，選項B錯誤小球做平拋運動的初動能為Ek0mv0.9 J，選項A正確小球經(jīng)過P點時的豎直分速度為vPy m/s2 m/s.由vPygt可得t0.2 s，P點到拋出點的豎直高度ygt20.2 m，小球在P點時的重力勢能為Epmgy0.4 J，選項C錯誤小球經(jīng)過P點的速度v m/s，選項D正確7ACD由幾何關(guān)

11、系可得，路線、賽車通過的路程分別為：(r2r)、(2r2r)和2r，可知路線的路程最短，選項A正確；圓周運動時的最大速率對應(yīng)著最大靜摩擦力提供向心力的情形，即mgm，可得最大速率v，則知和的速率相等，且大于的速率，選項B錯誤；根據(jù)t，可得、所用的時間分別為t1，t2，t3，其中t3最小，可知線路所用時間最短，選項C正確；在圓弧軌道上，由牛頓第二定律可得：mgma向，a向g，可知三條路線上的向心加速度大小均為g，選項D正確8AB設(shè)桿的長度為L，小球從A到C的過程中機械能守恒，得mv2mgLmv，所以L0.6 m，故A正確；若小球在A點恰好對桿的作用力為0，則mgm，臨界速度v0 m/svA1 m

12、/s，由于小球在A點的速度小于臨界速度，所以小球做圓周運動需要的向心力小于重力，桿對小球的作用力的方向豎直向上，故B正確；小球從A到B的過程中機械能守恒，得mvmgLmv，所以vB m/s，故C錯誤；由于縱軸表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲線AB段與坐標軸所圍圖形的面積表示A到B的過程中小球在水平方向的位移，大小等于桿的長度，即0.6 m，故D錯誤9解析：(1)裝甲車的加速度am/s2.(2)第一發(fā)子彈飛行時間t10.5 s彈孔離地高度h1hgt0.55 m第二個彈孔離地的高度h2hg1.0 m兩彈孔之間的距離hh2h10.45 m.(3)第一發(fā)子彈打到靶的下沿時，裝甲車離靶的距離為L1

13、L1(v0v)492 m第二發(fā)子彈打到靶的下沿時，裝甲車離靶的距離為L2L2vs570 mL的范圍為492 mL570 m.答案：(1) m/s2(2)0.55 m0.45 m(3)492 mL570 m10解析：(1)小球離開C點做平拋運動，落到M點時水平位移為R，豎直下落高度為R，根據(jù)運動學(xué)公式可得：Rgt2運動時間t從C點射出的速度為v1設(shè)小球以v1經(jīng)過C點受到管對它的作用力為FN，由牛頓第二定律得mgFNm解得：FNmgm由牛頓第三定律知，小球?qū)艿淖饔昧Υ笮閙g，方向豎直向下(2)小球下降的高度最高時，小球平拋的水平位移為4R，落到N點設(shè)能夠落到N點的水平速度為v2，根據(jù)平拋運動規(guī)律可求得：v2設(shè)小球下降的最大高度為H，根據(jù)機械能守恒定律得：mg(HR)mv解得：HR5R.小球下降的高度最低時，小球運動的水平位移為R，落到M點，同理可解得：H故H取值范圍是RH5R.答案：(1)mg，方向豎直向下(2)RH5R