2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題一 力和運(yùn)動(dòng) 專題強(qiáng)化練（三）力與曲線運(yùn)動(dòng)

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1、2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題一 力和運(yùn)動(dòng) 專題強(qiáng)化練（三）力與曲線運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)1　運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.一物體在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)，在相互垂直的x方向和y方向上的分運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　) A．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小是7 m/s B．物體做變加速直線運(yùn)動(dòng) C．物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小是5 m/s2 解析：由v－t圖象可得v0x＝3 m/s，v0y＝4 m/s，則初速度為v0＝＝5 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和y方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)合成為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；ax＝

2、0，ay＝2 m/s2，物體的加速度a＝＝2 m/s2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案：C 2．有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v的大河．小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直．去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為(　　) A.　　　　　 B. C. D. 解析： 設(shè)小船在靜水中的速度為v1，去程時(shí)船頭垂直河岸，如圖所示，由合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性并設(shè)河寬為d，則去程時(shí)間t1＝；回程時(shí)行駛路線垂直河岸，故回程時(shí)間t2＝，由題意有＝k，則k＝，得v1＝＝，選項(xiàng)B正確． 答案：B 3.如圖所示，長(zhǎng)為

3、L的輕直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，小球擱在水平升降臺(tái)上，升降臺(tái)以速度v勻速上升，下列說法正確的是(　　) A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，小球的速度為 C．棒的角速度逐漸增大 D．當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，棒的角速度為 解析： 棒與升降臺(tái)接觸點(diǎn)(即小球)的運(yùn)動(dòng)可視為豎直向上的勻速運(yùn)動(dòng)和沿平臺(tái)向左的運(yùn)動(dòng)的合成．小球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示．設(shè)棒的角速度為ω，則合速度v實(shí)＝ωL，沿豎直方向向上的速度分量等于v，即ωLsin α＝v，所以ω＝，小球做角速度減小的變速圓周運(yùn)動(dòng)． 答案：D 考點(diǎn)2　平

4、拋運(yùn)動(dòng) 4.如圖所示，某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打乒乓球，某次球與墻壁上A點(diǎn)碰撞后水平彈離，恰好垂直落在球拍上的B點(diǎn)，已知球拍與水平方向夾角θ＝60°，A、B兩點(diǎn)高度差h＝1 m，忽略空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2，則球剛要落到球拍上時(shí)速度大小為(　　) A．4 m/s B．2 m/s C. m/s D．2 m/s 解析： 根據(jù)h＝gt2得，t＝＝ s＝ s，豎直分速度vy＝gt＝10× m/s＝2 m/s，根據(jù)平行四邊形定則知，剛要落到球拍上時(shí)速度大小v＝＝ m/s＝4 m/s，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 答案：A 5．(多選)(2018·天水二模)如圖所示，某

5、一運(yùn)動(dòng)員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到斜面雪坡上．若斜面雪坡的傾角為θ，飛出時(shí)的速度大小為v0，不計(jì)空氣阻力．運(yùn)動(dòng)員飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變．重力加速度為g，則(　　) A．如果v0不同，則該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向也就不同 B．不論v0多大，該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向都是相同的 C．運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是 D．運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小是 解析：設(shè)在空中飛行時(shí)間為t，運(yùn)動(dòng)員豎直位移與水平位移之比＝＝＝tan θ，則有飛行的時(shí)間t＝，故C正確；豎直方向的速度大小為vy＝gt＝2v0tan θ，運(yùn)動(dòng)員落回雪坡時(shí)的速度大小v＝＝v0，故D錯(cuò)誤；設(shè)運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度

6、方向與水平方向夾角為α，則tan α＝＝＝2tan θ，由此可知，運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向與初速度方向無(wú)關(guān)，初速度不同，運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向相同，故A錯(cuò)誤，B正確． 答案：BC 6．如圖，窗子上、下沿間的高度H＝1.6 m，墻的厚度d＝0.4 m，某人在離墻壁距離L＝1.4 m、距窗子上沿高h(yuǎn)＝0.2 m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體以速度v垂直于墻壁水平拋出，小物體直接穿過窗口并落在水平地面上，取g＝10 m/s2，則v的取值范圍是(　　) A．v>7 m/s B．v>2.3 m/s C．3 m/s

7、物體下落h所用的時(shí)間為t1，下落h＋H所用的時(shí)間為t2，要使小物體直接穿過窗口并落在水平地面上，若小物體恰好經(jīng)過窗子上沿，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，h＝gt，vmaxt1＝L，解得vmax＝7 m/s；若小物體恰好經(jīng)過窗子下沿，有h＋H＝gt，vmint2＝L＋d，解得vmin＝3 m/s.故v的取值范圍為3 m/s

8、止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是(　　) A．b一定比a先開始滑動(dòng) B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等 C．ω＝是b開始滑動(dòng)的臨界角速度 D．當(dāng)ω＝時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg 解析：小木塊a、b做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由靜摩擦力提供向心力，即Ff＝mω2R.當(dāng)角速度增加時(shí)，靜摩擦力增大，當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí)，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木塊a；Ffa＝mωl，當(dāng)Ffa＝kmg時(shí)，kmg＝mωl，ωa＝；對(duì)木塊b；Ffb＝mω·2l，當(dāng)Ffb＝kmg時(shí)，kmg＝mω·2l，ωb＝，所以b先達(dá)到最大靜摩擦力，選項(xiàng)A正確；兩木塊滑動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，則Ffa＝mω2

9、l，F(xiàn)fb＝mω2·2l，F(xiàn)fa

10、2，從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過程中，機(jī)械能守恒，故有mg·2r＝mv－mv，聯(lián)立各式可得N1－N2＝6mg，故選項(xiàng)D正確． 答案：D 9．(多選)(2018·資陽(yáng)聯(lián)考)如圖甲所示是一種利用霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量運(yùn)動(dòng)速率的自行車速度計(jì)．車輪每轉(zhuǎn)一周，安裝在自行車前輪上的一塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次，產(chǎn)生一次電壓脈沖．圖乙為某次騎行中記錄的脈沖電壓U與時(shí)間t的圖象．已知自行車車輪的半徑為33 cm，磁鐵與輪軸的距離為半徑的，則該自行車(　　) A．車輪邊緣與磁鐵的線速度大小相等 B．在1.0～1.4 s內(nèi)，速率幾乎不變 C．在1.4～2.6 s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng) D．在1.2 s時(shí)的速率約為10 m

11、/s 解析：根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的關(guān)系v＝rω，可知，車輪邊緣的線速度大于磁鐵的線速度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖乙可知在1.0～1.4 s內(nèi)車輪運(yùn)動(dòng)的周期幾乎不變，所以車輪的線速度大小不變，即速率幾乎不變，B項(xiàng)正確；同理由題圖乙可知在1.4～2.6 s內(nèi)車輪運(yùn)動(dòng)的周期逐漸增大，則轉(zhuǎn)速減小，自行車做減速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確；在1.0～1.4 s內(nèi)車輪的周期為0.2 s，由線速度的定義式可得車輪的線速度v＝≈10.36 m/s，自行車的速度等于車輪的線速度大小，故D項(xiàng)正確． 答案：BCD 考點(diǎn)4　平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問題 10．如圖所示，質(zhì)量是1 kg的小球用長(zhǎng)為0.5 m的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，

12、O點(diǎn)距地面豎直距離為1 m．如果使小球繞OO′軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若細(xì)線最大承受拉力為12.5 N，(g取10 m/s2)求： (1)當(dāng)小球的角速度為多大時(shí)，細(xì)線將斷裂； (2)線斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離． 解析：(1)當(dāng)細(xì)線承受的拉力恰為最大時(shí)，對(duì)小球受力分析，如圖所示： 豎直方向FTcos θ＝mg，得θ＝37°， 向心力F向＝mgtan 37°＝mω2Lsin 37°， 解得ω＝5 rad/s. (2)線斷裂后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則其平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 v0＝ωLsin 37°＝1.5 m/s， 豎直方向：y＝h－Lcos 37°＝gt2， 水平方向

13、：x＝v0t. 解得d＝＝0.6 m. 答案：(1)5 rad/s　(2)0.6 m 11．(2018·長(zhǎng)沙二模)如圖所示，A、B是水平傳送帶的兩個(gè)端點(diǎn)，起初以v0＝1 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，今將一小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地輕放在A處，同時(shí)傳送帶以a0＝1 m/s2的加速度加速運(yùn)轉(zhuǎn)，物體和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道CPN，其形狀為半徑R＝0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧，PN為其豎直直徑，C點(diǎn)與B點(diǎn)的豎直距離為R，物體離開傳送帶后由C點(diǎn)恰好無(wú)碰撞落入軌道，g取10 m/s2，求： (1)物體由A端運(yùn)動(dòng)到B端所經(jīng)歷的時(shí)間； (2

14、)AC間的水平距離； (3)判斷物體能否沿圓軌道到達(dá)N點(diǎn)． 解析：(1)物體離開傳送帶后由C點(diǎn)無(wú)碰撞落入軌道，則得在C點(diǎn)物體的速度方向與C點(diǎn)相切，與豎直方向成45°，有vCx＝vCy， 物體從B點(diǎn)到C做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向R＝gt，vCy＝gt3， 水平方向xBC＝vBt3(vB＝vCx)， 得出vB＝vCx＝vCy＝4 m/s，xBC＝1.6 m，vC＝vB＝4 m/s. 物體剛放上傳送帶時(shí)，由牛頓第二定律有 μmg＝ma， 得a＝2 m/s2. 物體歷時(shí)t1后與傳送帶共速，則有 at1＝v0＋a0t1， t1＝1 s，得v1＝2 m/s<4 m/s， 故物體此時(shí)速度還沒有達(dá)到vB，且此后的過程中由于a0<μg，物體將和傳送帶以共同的加速度運(yùn)動(dòng)，設(shè)又歷時(shí)t2到達(dá)B點(diǎn) vB＝v1＋a0t2，得t2＝2 s. 所以從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為t＝t1＋t2＝3 s. (2)AB間的距離為 x＝at＋at1t2＋a0t＝7 m， 從A到C的水平距離為xAC＝x＋xBC＝8.6 m. (3)物體能到達(dá)N點(diǎn)的速度要求mg＝m， 解得vN＝＝ m/s. 對(duì)于小物體從C到N點(diǎn)，設(shè)能夠到達(dá)N位置且速度為vN′，由機(jī)械能守恒定律得 mv＝mgR(1＋)＋mvN ′2， 解得vN′＝m/s