2023高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題強(qiáng)化練四曲線運(yùn)動

專題強(qiáng)化練(四)曲線運(yùn)動1．為了抗擊“新冠”疫情，保障百姓基本生活，許多快遞公司推出了“無接觸配送”．快遞小哥想到了用無人機(jī)配送快遞的方法．某次配送快遞的無人機(jī)起飛，在飛行過程中，水平方向的速度vx及豎直方向的速度vy與飛行時間t的關(guān)系圖像如圖甲、乙所示．下列關(guān)于無人機(jī)運(yùn)動的說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，無人機(jī)做曲線運(yùn)動B．t2時刻，無人機(jī)運(yùn)動到最高點(diǎn)C．t3～t4時間內(nèi)，無人機(jī)做勻變速直線運(yùn)動D．t2時刻，無人機(jī)的速度大小為eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))解析：本題考查通過v-t圖像判斷物體的運(yùn)動.0～t1時間內(nèi)，無人機(jī)在水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動，在豎直方向也做初速度為零的勻加速運(yùn)動，則合運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；0～t4時間內(nèi)，無人機(jī)在豎直方向的速度一直為正，即一直向上運(yùn)動，則t2時刻，無人機(jī)還沒有運(yùn)動到最高點(diǎn)，選項(xiàng)B錯誤；t3～t4時間內(nèi)，無人機(jī)水平方向做速度為v0的勻速運(yùn)動，豎直方向做勻減速運(yùn)動，則合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；t2時刻，無人機(jī)水平方向的速度為v0，豎直方向的速度為v2，則合速度大小為eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))，選項(xiàng)D正確．答案：D2．發(fā)高遠(yuǎn)球是羽毛球運(yùn)動中的一項(xiàng)基本技能．某同學(xué)發(fā)高遠(yuǎn)球，球的運(yùn)動軌跡如圖所示，假設(shè)此過程中羽毛球豎直方向所受空氣阻力大小保持不變，以豎直向上為正方向，則下列關(guān)于羽毛球豎直方向的位移—時間圖像中，可能正確的是()ABCD解析：羽毛球上升階段，豎直方向的速度逐漸減小，圖像的斜率逐漸減小，在最高點(diǎn)，豎直方向的速度為零，即圖像的斜率為零；羽毛球下落階段，豎直方向的速度逐漸增大，圖像的斜率逐漸增大．羽毛球上升階段豎直方向的合力較大，加速度較大，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，羽毛球上升階段豎直方向的初速度大于下降階段豎直方向的末速度，即羽毛球上升階段豎直方向的平均速度較大，上升時間較短．綜上所述，只有選項(xiàng)A正確．故選A.答案：A3．質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點(diǎn)時的照片如圖所示，對該時刻，下列說法正確的是()A．秋千對小明的作用力小于mgB．秋千對小明的作用力大于mgC．小明的速度為零，所受合力為零D．小明的加速度為零，所受合力為零解析：在最高點(diǎn)，小明的速度為0，設(shè)秋千的擺長為l，擺到最高點(diǎn)時擺繩與豎直方向的夾角為θ，秋千對小明的作用力為F，則對人，沿?cái)[繩方向受力分析有F－mgcosθ＝meq\f(v2,l)，由于小明的速度為0，則有F＝mgcosθ<mg，沿垂直擺繩方向有mgsinθ＝ma，解得小明在最高點(diǎn)的加速度為a＝gsinθ，所以A正確；B、C、D錯誤；故選A.答案：A4.如圖是某電力機(jī)車雨刷器的示意圖．雨刮器由刮水片和雨刮臂鏈接而成，M、N為刮水片的兩個端點(diǎn)，P為刮水片與雨刮臂的鏈接點(diǎn)，雨刮臂繞O軸轉(zhuǎn)動的過程中，刮水片始終保持豎直，下列說法正確的是()A．P點(diǎn)的線速度始終不變B．P點(diǎn)的向心加速度不變C．M、N兩點(diǎn)的線速度相同D．M、N兩點(diǎn)的運(yùn)動周期不同解析：P點(diǎn)以O(shè)為圓心做圓周運(yùn)動，所以線速度與向心加速度方向變化，故A、B錯誤；由于刮水片始終保持豎直，所以刮水片各點(diǎn)的線速度與P點(diǎn)的相同，所以M、N兩點(diǎn)的線速度相同，故C正確；刮水器上各點(diǎn)的周期相同，所以M、N兩點(diǎn)的周期相同，故D錯誤．故選C.答案：C5．一小球從空中以一定的初速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則小球動量改變量Δp與運(yùn)動時間t和下落高度h的關(guān)系圖像中，可能正確的是()ABCD解析：平拋運(yùn)動只受重力，動量的變化等于重力的沖量，也是豎直方向的動量變化，有IG＝Δp＝m·Δv＝mvy＝mgt，則Δp與時間t成正比，故Δpt圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線，故A正確，B錯誤；平拋的豎直分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，則有veq\o\al(2,y)＝2gh，故有Δp＝mvy＝meq\r(2gh)，則Δph圖像為一種冪函數(shù)曲線，其傾斜程度應(yīng)逐漸減小，故C、D錯誤；故選A.答案：A6．1935年5月，紅軍為突破“圍剿”決定強(qiáng)渡大渡河．首支共產(chǎn)黨員突擊隊(duì)冒著槍林彈雨依托僅有的一條小木船堅(jiān)決強(qiáng)突．若河面寬300m，水流速度3m/s，木船相對靜水速度1m/s，則突擊隊(duì)渡河所需的最短時間為()A．75s B．95sC．100s D．300s解析：河寬d＝300m一定，當(dāng)木船船頭垂直河岸時，在河寬方向上的速度最大，渡河用時最短，即木船相對靜水的速度v＝1m/s，渡河時間最短為tmin＝eq\f(d,v)＝eq\f(300,1)s＝300s．故選D.答案：D7．如圖所示，水車轉(zhuǎn)輪的半徑為R，轉(zhuǎn)軸離地面的高度為2R，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，輪緣上最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別有質(zhì)量相同的水滴A、B同時被甩出，并且都落到水平地面上，假設(shè)水滴被甩出的瞬時速度大小與其在輪上運(yùn)動時相等，速度方向沿轉(zhuǎn)輪的切線方向，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力．下列判斷中正確的有()A．兩水滴落到水平地面上的速度大小相等B．兩水滴在空中飛行過程中重力做的功相等C．兩水滴在空中飛行的時間差Δt＝2eq\r(\f(R,g))D．兩水滴落地點(diǎn)間的距離Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))解析：對AB，由機(jī)械能守恒定律mg·3R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,Ay)，mg·R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,By)；得兩水滴落到水平地面上時在豎直方向的分速度分別vAy＝eq\r(6gR)、vBy＝eq\r(2gR)，選項(xiàng)A錯誤；兩水滴在空中飛行過程中重力做的功分別為WA＝3mgR、WB＝mgR，選項(xiàng)B錯誤；由平拋運(yùn)動規(guī)律：h＝eq\f(1,2)gt2，得A在空中飛行的時間tA＝eq\r(\f(6R,g))，B在空中飛行的時間tB＝eq\r(\f(2R,g))，兩水滴在空中飛行的時間差Δt＝(eq\r(6)－eq\r(2))eq\r(\f(R,g))，選項(xiàng)C錯誤；兩水滴飛行的水平距離分別為xA＝vtA＝ωReq\r(\f(6R,g))，xB＝vtB＝ωReq\r(\f(2R,g))，兩水滴落地點(diǎn)間的距離Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))，選項(xiàng)D正確．答案：D8．(多選)滾筒洗衣機(jī)里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運(yùn)動，以達(dá)到脫水的效果．滾筒截面如圖所示，下列說法正確的是()A．衣物運(yùn)動到最低點(diǎn)B點(diǎn)時處于超重狀態(tài)B．衣物和水都做離心運(yùn)動C．衣物運(yùn)動到最高點(diǎn)A點(diǎn)時脫水效果更好D．衣物運(yùn)動到最低點(diǎn)B點(diǎn)時脫水效果更好解析：衣物運(yùn)動到最低點(diǎn)B點(diǎn)時，加速度指向圓心，豎直向上，處于超重狀態(tài)，故A正確；衣物受到筒的支持力和重力，作向心運(yùn)動，水所受合力不足以提供向心力，做離心運(yùn)動，故B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律，在最低點(diǎn)有FN1－mg＝meq\f(v2,R)，在最高點(diǎn)有FN2＋mg＝meq\f(v2,R)，則FN1>FN2，衣物運(yùn)動到最低點(diǎn)B點(diǎn)時脫水效果更好，故C錯誤，D正確．故選AD.答案：AD9．(多選)如圖所示，乒乓球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的距離為L.某人在乒乓球訓(xùn)練中，從左側(cè)eq\f(L,2)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到右側(cè)桌邊緣．設(shè)乒乓球的運(yùn)動為平拋運(yùn)動，則乒乓球()A．在空中做勻變速運(yùn)動B．在水平方向做勻加速直線運(yùn)動C．在網(wǎng)的右側(cè)運(yùn)動的時間是左側(cè)的2倍D．擊球點(diǎn)的高度是網(wǎng)高的2倍解析：乒乓球擊出后只受恒定的重力，在重力作用下做平拋運(yùn)動，其運(yùn)動可分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的自由落體運(yùn)動，A正確，B錯誤；球在網(wǎng)的左側(cè)和右側(cè)通過的水平距離之比eq\f(\f(1,2)L,L)＝eq\f(v水平t1,v水平t2)＝eq\f(t1,t2)＝eq\f(1,2)，C正確；設(shè)擊球點(diǎn)到桌面的高度為h，則擊球點(diǎn)到網(wǎng)上沿的高度與擊球點(diǎn)到桌面的高度之比為eq\f(h－H,h)＝eq\f(\f(1,2)gteq\o\al(2,1),\f(1,2)g（t1＋t2）2)＝eq\f(1,9)，所以擊球點(diǎn)的高度與網(wǎng)高度之比為eq\f(h,H)＝eq\f(9,8)，D錯誤．答案：AC10．如圖所示，籃球在1.6m的高度擲出，在2.5m的高度垂直擊中籃板，反彈后恰好落在擲出點(diǎn)的正下方．不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2.求該籃球：(1)從擊中籃板反彈后到落回地面的時間t；(2)擊中籃板前后的動能之比．解析：(1)籃球反彈后做平拋運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，則有h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2h,g))，代入數(shù)據(jù)解得t≈0.7s.(2)擲出到擊中籃板的運(yùn)動過程等效為逆向的平拋運(yùn)動，設(shè)籃球質(zhì)量為m，平拋運(yùn)動的初速度為v，則在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，有x＝vt，籃球做平拋運(yùn)動的初動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2，解得Ek＝eq\f(mgx2,4h)，則擊中籃板前后的動能之比eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(h2,h2－h(huán)1)，其中h1＝1.6m，h2＝2.5m，代入數(shù)據(jù)得eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(25,9).答案：(1)0.7s(2)25∶911.一輛質(zhì)量為m＝1000kg的賽車以某一速度進(jìn)入一個水平圓弧形賽道，已知賽道半徑為R＝50m，(g取10m/s2)問：(1)晴天時，賽車和路面間的動摩擦因數(shù)是0.50，若賽車的速度為15m/s，則比賽過程中賽車能否能順利通過彎道(即不發(fā)生側(cè)滑)；(2)雨天時，賽車和路面間的動摩擦因數(shù)是0.20，若賽車能順利通過彎道，則賽車的最大速度為多少．解析：(1)賽車轉(zhuǎn)彎的向心力為Fn＝eq\f(mv2,R)，若賽車的速度為15m/s，則Fn1＝eq\f(1000×152,50)N＝4500N，晴天時，賽車所受的最大靜摩擦力