2024版高考物理復(fù)習(xí)：考前特訓(xùn) 熱點(diǎn)情境突破練 熱點(diǎn)3　拋體運(yùn)動(dòng)　圓周運(yùn)動(dòng)

熱點(diǎn)3拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)1.在農(nóng)田灌溉中往往需要擴(kuò)大灌溉面積，常用的方法是在水管的末端加裝一段細(xì)管，如圖所示。保持細(xì)管水平且高度不變，農(nóng)田水平，不考慮空氣阻力的影響，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)水量不變，下列說法正確的是()A．加裝細(xì)管后，單位時(shí)間內(nèi)的出水量將顯著增加B．加裝細(xì)管后，噴出的水的出口速度不變C．加裝細(xì)管后，噴出的水在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將變長D．加裝細(xì)管后，噴出的水的水平射程將變大答案D解析因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)的進(jìn)水量不變，加裝細(xì)管后，單位時(shí)間內(nèi)的出水量也不變，A錯(cuò)誤；根據(jù)流量公式Q＝Sv·Δt，加裝細(xì)管后，橫截面積S變小，噴出的水的出口速度v變大，B錯(cuò)誤；加裝細(xì)管后，噴出的水在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)t＝eq\r(\f(2h,g))，高度不變，水在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變，C錯(cuò)誤；根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，解得x＝v0eq\r(\f(2h,g))，加裝細(xì)管后，高度h不變，初速度v0變大，噴出的水的水平射程x將變大，D正確。2．在東北嚴(yán)寒的冬天，有一項(xiàng)“潑水成冰”的游戲，具體操作是把一杯滾燙的開水按一定的弧線均勻快速地潑向空中，潑灑出的小水珠和熱氣被瞬間凝結(jié)成冰而形成壯觀的場景。如圖甲所示是某人玩“潑水成冰”游戲的精彩瞬間，圖乙為其示意圖。假設(shè)潑水過程中杯子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑約為1m，在0.4s內(nèi)杯子旋轉(zhuǎn)了eq\f(6π,5)。下列說法正確的是()A．P位置的小水珠速度方向沿a方向B．P、Q兩位置，杯子的向心加速度相同C．杯子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的線速度大小約為6πm/sD．杯子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的向心加速度大小約為9π2m/s2答案D解析根據(jù)題圖乙水珠做離心運(yùn)動(dòng)的方向可知杯子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故P位置的小水珠速度方向沿b方向，A錯(cuò)誤；向心加速度方向指向圓心，P、Q兩位置杯子的向心加速度方向不同，B錯(cuò)誤；杯子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度大小為ω＝eq\f(θ,t)＝eq\f(\f(6π,5),0.4)rad/s＝3πrad/s，杯子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)半徑大約為1m，故線速度大小約為v＝ωr＝3πm/s，C錯(cuò)誤；杯子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的向心加速度大小約為a＝ω2r＝9π2m/s2，D正確。3.(2023·江蘇八市三模)一小孩站在岸邊向湖面拋石子，a、b兩粒石子先后從同一位置拋出后，各自運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，兩條軌跡的最高點(diǎn)位于同一水平線上，忽略空氣阻力的影響。關(guān)于a、b兩粒石子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是()A．在空中運(yùn)動(dòng)的加速度aa>abB．在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta<tbC．拋出時(shí)的初速度v0a>v0bD．入水時(shí)的末速度va<vb答案D解析兩石子做斜拋運(yùn)動(dòng)，加速度a＝g，故A錯(cuò)誤；對豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，從出發(fā)點(diǎn)到最高點(diǎn)，由上升的豎直高度H相同，和H＝eq\f(vy02,2g)，可知豎直方向的初速度vy0相同，從出發(fā)到落到水面，由y＝vy0t－eq\f(1,2)gt2，可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故B錯(cuò)誤；對水平方向的運(yùn)動(dòng)，水平位移xa<xb，由x＝vx0t，且時(shí)間t相等，則水平初速度vx0a<vx0b，而初速度v0＝eq\r(vx02＋vy02)，得初速度v0a<v0b，故C錯(cuò)誤；從出發(fā)到落水，運(yùn)動(dòng)的全過程，重力做功相同，由動(dòng)能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，由C項(xiàng)分析可知入水時(shí)的末速度va<vb，故D正確。4．(2023·江蘇南京市模擬)圖甲是一輛正以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)的自行車的車輪簡化示意圖，車輪邊緣某點(diǎn)P(圖中未畫出)離水平地面高度h隨自行車運(yùn)動(dòng)位移x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中的L為已知量，則()A．該車輪的直徑為LB．該車輪的轉(zhuǎn)速為eq\f(v,L)(轉(zhuǎn)/每秒)C．在x＝eq\f(L,2)位置，P相對地面的速度為零D．在x＝eq\f(L,4)位置，P相對地面的速度為v答案B解析根據(jù)題意可知，自行車運(yùn)動(dòng)位移為L時(shí)，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則直徑為D＝eq\f(L,π)，故A錯(cuò)誤；車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周用時(shí)為t＝eq\f(L,v)，則轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,t)＝eq\f(v,L)，故B正確；在x＝eq\f(L,2)位置，P在最高點(diǎn)，速度恰好水平，相對地面速度為2v，故C錯(cuò)誤；在x＝eq\f(L,4)位置，P處于與圓心等高處，此時(shí)其有水平方向的速度v，和豎直方向的速度v，根據(jù)平行四邊形定則可知，相對地面的速度為eq\r(2)v，故D錯(cuò)誤。5.如圖所示為一滑板場地內(nèi)部分滑道的示意圖，傾角37°的斜滑道AC固定在水平地面上，在C點(diǎn)正上方與A點(diǎn)等高處有一水平滑道，最右端為B點(diǎn)。兩人在水平滑道上以相等的動(dòng)能經(jīng)過B點(diǎn)后沿BA方向離開水平滑道。甲落在AC的中點(diǎn)O點(diǎn)，乙落在D點(diǎn)，其中D點(diǎn)為AC上離B點(diǎn)最近的點(diǎn)。兩人均可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，則甲、乙兩人的質(zhì)量之比為()A．3∶4 B．9∶16C．48∶125 D．81∶200答案D解析兩人離開水平滑道后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有x＝vt，豎直方向有y＝eq\f(1,2)gt2，人經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(mgx2,4y)。由幾何知識可知，甲豎直方向的位移為y1＝eq\f(1,2)BC，水平方向的位移為x1＝eq\f(2,3)BC；乙豎直方向的位移為y2＝eq\f(16,25)BC，水平方向的位移x2＝eq\f(12,25)BC。又甲、乙經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等，則eq\f(m甲gx12,4y1)＝eq\f(m乙gx22,4y2)，可得eq\f(m甲,m乙)＝eq\f(81,200)，D正確。6．(2023·江蘇揚(yáng)州市高郵中學(xué)模擬)圖甲為游樂場中一種叫“魔盤”的娛樂設(shè)施，游客坐在轉(zhuǎn)動(dòng)的魔盤上，當(dāng)魔盤轉(zhuǎn)速增大到一定值時(shí)，游客就會(huì)滑向盤邊緣，其裝置可以簡化為圖乙。若魔盤轉(zhuǎn)速緩慢增大，則游客在滑動(dòng)之前()A．受到魔盤的支持力緩慢增大B．受到魔盤的摩擦力緩慢增大C．受到的合外力大小不變D．受到魔盤的作用力大小不變答案B解析設(shè)轉(zhuǎn)盤斜面傾角為θ，對游客受力分析如圖水平方向和豎直方向分別有Ffcosθ－FNsinθ＝mω2rFfsinθ＋FNcosθ＝mg解得FN＝mgcosθ－mω2rsinθFf＝mgsinθ＋mω2rcosθ則隨著魔盤轉(zhuǎn)速緩慢增大，在游客滑動(dòng)之前受到魔盤的支持力FN緩慢減小，游客受到魔盤的摩擦力Ff緩慢增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)F合＝mω2r可知，隨轉(zhuǎn)速增加游客受到的合外力大小增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；游客受到魔盤的作用力是支持力和摩擦力的合力，其大小為F＝eq\r(mg2＋mω2r2)，則大小隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.(2023·江蘇南京市金陵中學(xué)階段練習(xí))由于高度限制，車庫出入口采用如圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動(dòng)桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個(gè)端點(diǎn)。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平。桿OP繞O點(diǎn)從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到60°的過程中，下列說法正確的是()A．P點(diǎn)的加速度小于Q點(diǎn)的加速度B．P點(diǎn)的加速度方向不變C．Q點(diǎn)在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)D．Q點(diǎn)在水平方向做變速運(yùn)動(dòng)答案D解析由題圖可知，桿OP繞O點(diǎn)從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到60°，則P點(diǎn)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則P點(diǎn)的線速度大小不變，加速度大小不變，因Q點(diǎn)相對于P點(diǎn)的位置不變，則Q點(diǎn)繞另一個(gè)等大圓的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，即P點(diǎn)的加速度大小等于Q點(diǎn)的加速度，故A錯(cuò)誤；由題知P點(diǎn)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)的加速度方向時(shí)刻指向O點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；Q點(diǎn)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)與P點(diǎn)相同，相對于O點(diǎn)，P點(diǎn)在豎直方向的位置y與時(shí)間t的關(guān)系式為y＝lOP·sin(eq\f(π,6)＋ωt)，則可看出Q點(diǎn)在豎直方向不是勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Q點(diǎn)相對于O點(diǎn)在水平方向的位置x與時(shí)間t的關(guān)系式為x＝lOP·cos(eq\f(π,6)＋ωt)＋lPQ，則可看出Q點(diǎn)在水平方向做變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。8．二戰(zhàn)時(shí)盟軍對敵人大壩進(jìn)行攻擊所用的沃利斯跳彈利用了打水漂的原理。將打水漂的每一次彈跳簡化為一塊石片的斜拋運(yùn)動(dòng)，石片每次與水作用后水平方向的速度大小保留0.8倍且方向不變，豎直方向速度反向并保留原豎直方向速度大小的0.96倍，且石片入水時(shí)的速度與水平方向間的夾角超過53°，石片就會(huì)沉入水中。某人從距水面0.8m高處以21m/s的速度水平拋出石片，不計(jì)空氣阻力，取tan53°＝eq\f(4,3)，1.210.7＝7，重力加速度g＝10m/s2，則石片可以大致形成的水漂個(gè)數(shù)為(石片能從水面跳出一次計(jì)一個(gè)水漂)()A．7B．10C．11D．21答案C解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)，可知石片第一次入水時(shí)的水平方向速度vx＝21m/s，豎直方向有vy2＝2gh，解得vy＝4m/s，形成第一個(gè)水漂后出水，根據(jù)題意vx1＝vx×0.81，vy1＝vy×