【物理】2020届一轮复习人教新课标曲线运动单元过关练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标曲线运动单元过关练（解析版)

‎2020年高考物理考点精选精炼：曲线运动（提升卷)（解析版)‎ ‎1．小船在静水中速度为今小船要渡过一条河流，渡河时小船船头始终垂直对岸划行。若小船划行至河中间时，河水流速忽然增大。与河水流速不变的情况下作对比，下列说法正确的是 A．河水流速变大和河水流流速不变时相比，所用时间更长 B．因船头始终垂直于河岸,故渡河时间与位移都不会变化 C．因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间与位移的变化 D．小船到达对岸所用时间不变,但位移将变大 ‎2．甲、乙两物体做平抛运动的初速度之比为2：1，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面的高度之比为（　　）‎ A．1：2 B．1：3 C．1：4 D．4：1‎ ‎3．自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比aA：aB：aC等于（　　）‎ A．1：1：8 B．4：1：4 C．1：2：4 D．4：1：32‎ ‎4．如图所示，长为l=0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）‎ A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是56N C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N ‎5．物体在做匀速圆周运动的过程中，其线速度(　　)‎ A．大小保持不变，方向时刻改变 B．大小时刻改变，方向保持不变 C．大小和方向均保持不变 D．大小和方向均时刻改变 ‎6．甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度随半径变化的关系图象如图所示，由图象可知（ ）‎ A.乙球运动时，线速度大小为 B.甲球运动时，角速度大小为 C.甲球运动时，线速度大小不变 D.乙球运动时，角速度大小不变 ‎7．（多选）无人机在某段飞行过程中，通过机载传感器描绘出运动的图象，图甲是沿水平方向的x-t图象，图乙是沿竖直方向的v-t图象，在0~3s内（ ）‎ A．无人机在水平方向做匀加速直线运动 B．无人机在竖直方向做匀加速直线运动 C．无人机的运动轨迹为抛物线 D．t=3s时无人机的速度大小为5m/s ‎8．（多选）如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等且为1kg，A处物块的质量为2kg；点A、B与轴O的距离相等且均为2.5cm，点C到轴O的距离为5cm，物块与盘面间的动摩擦因素均为 ‎0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取10m/s2。转盘角速度ω缓慢增大，为保证A、B、C处的物块都不发生滑动，则当角速度最大时（　　）‎ A．C处物块的静摩擦力为5N B．A处物块的静摩擦力为10N C．最大角速度是10rad/s D．最大角速度是5ad/s ‎9．（多选）如图甲所示，在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC，小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道，图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速度平方与其对应高度的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为2.5 N，空气阻力不计，B点为AC轨道中点，g＝10 m/s2，下列说法正确的是 A．图乙中x＝36 m2/s2‎ B．小球质量为0.2 kg C．小球在B点受到轨道作用力为8.5 N D．小球在A点时重力的功率为5 W ‎10．（多选）2018年珠海航展，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上(如图)，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿ab段曲线飞行时，战机 A．所受合外力大小为零 B．所受合外力方向不断变化 C．竖直方向的分速度逐渐增大 D．水平方向的分速度不变 ‎11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。取g=9.8 m/s2，计算结果均保留三位有效数字。‎ ‎(1)实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是_____________。‎ ‎(2)图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小____________ m/s。‎ ‎12．从牛顿运动定律出发结合对平面曲线运动的正交分解方法可以从理论上得到平抛运动的规律：①平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动；②平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动.用如图所示的装置进行实验，小锤打击弹性金属片，a球水平抛出，同时b球被松开，自由下落.多次实验，发现几乎总是能听到a、b同时落地的声音。关于该实验，下列说法中错误的是（ ）‎ A．实验能同时说明a球满足规律①②‎ B．实验仅能说明a球满足规律②‎ C．a、b两球的质量可以不相等 D．实验中应考虑改变的因素包括装置的高度和小锤的打击力度等 ‎13．如图所示,半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接,两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上,A、B两点相距为l,当两轻绳伸直后,A、B两点到球心的距离均为l。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(细绳a、b与杆在同一竖直平面内)。求:(计算结果可以带根号,g不要带具体值。)求：‎ ‎(1)竖直杆角速度ω为多大时,小球恰离开竖直杆；‎ ‎(2)ω至少达到多少时b轻绳伸直开始有拉力。‎ ‎14．跳台滑雪是一种极为壮观的运动，运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆．如图所示．设运动员连同滑雪板的总质量，从倾角θ＝37°的坡顶A点以速度沿水平方向飞出，恰落到山坡底的水平面上的B处。（＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求 ‎ ‎ ‎(1)运动员在空中飞行的时间 ‎(2)AB间的距离 ‎(3)此过程中重力做功的平均功率 ‎15．如图所示，质量分别为m1、m2的两个小球，用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点离水平面间的高度为h，求两小球做匀速圆周运动的角速度之比.‎ ‎16．如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离L后以速度v飞离桌面，最终落到水平地面上，已知L=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，桌面高h=0.45m．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：‎ ‎（1）小物块落地点距飞出点的水平距离x；‎ ‎（2）小物块落地时的速度v1；‎ ‎（3）小物块初速度v0的大小．‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小船实际参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速直线运动和顺着水流方向的匀速直线运动，由于分运动与合运动同时进行，互不干扰，故渡河时间由沿船头方向的分运动决定，与水流速度无关。‎ ‎【详解】‎ 由于分运动之间互不干扰，因船头方向分运动始终是匀速直线运动，故渡河时间不变，与水流速度变化无关；由于水流速度变大，故水流方向的分位移变大，导致船的实际位移变大，故ABC均错误，D正确。‎ 故本题选D。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键抓住渡河时间只与沿船头指向方向的分运动有关，与沿水流方向的无关。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据知，水平射程相等，初速度之比为2：1，则运动的时间之比为1：2，根据知，抛出点离地的高度之比为1：4，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vA=vB，vA：vB=1：1，由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，‎ 即ωA=ωC，故ωA：ωC=1：1，由角速度和线速度的关系式v=ωR可得vA：vC=RA：RC=1：8，vA：vB：vC=1：1：8，又因为RA：RB：RC=1：4：8，根据得：aA：aB：aC=4：1：32，ABC错误D正确 ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、在最高点，假设杆对球为支持力，则根据牛顿第二定律得，，解得，假设正确，可知小球通过最高点时，杆子对球表现为支持力，则球对杆子的压力为，故AB错误；‎ C、在最低点，杆对小球为拉力，则对小球根据牛顿第二定律得：，解得，根据牛顿第三定律可知小球对杆也为拉力，故C错误，D正确。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体在做匀速圆周运动的过程中，其线速度大小保持不变，方向时刻改变，故选A.‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AD.乙物体向心加速度与半径成反比，根据，知线速度大小不变，根据图象可知，时，，则，故A、D项不合题意；‎ BC.甲物体的向心加速度与半径成正比，根据，知角速度不变，根据图象可知，时，，则，故B符合题意，C项不合题意；。‎ ‎7．BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、由水平方向的x-t图象知，无人机在水平方向做匀速直线运动，速度为3m/s，故A错误。‎ B、由竖直方向的v-t图象知，无人机在竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=m/s2，故B正确。‎ C、无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，所以无人机的运动轨迹为抛物线，故C正确。‎ D、t=3s时，无人机vx=3m/s，vy=4m/s，无人机的速度v==5m/s，故D正确。‎ ‎8．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当转速增大时，C处的物块静摩擦力最先达到最大值，最先滑动，则有当角速度最大时，C处物块的静摩擦力为：，解得：，A处物块的静摩擦力为，故A、C正确，B、D错误；‎ 故选AC。‎ ‎9．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据机械能守恒可由图乙得到x，然后根据在C点小球受到的合外力，由牛顿第二定律可求得质量，进而得到根据在B点的速度得到受力情况。‎ ‎【详解】‎ A、小球在光滑轨道上运动，只有重力做功，故机械能守恒，所以有：，解得，当=0.8m时，，代入数据得：；当 时，，故A错误；‎ B、由图乙可知，轨道半径R=0.4m，小球在C点的速度vC=3m/s，那么由牛顿第二定律可得：，解得：m=0.2kg，B正确；‎ C、小球从A到B机械能守恒：，解得其运动到B点的速度为：；‎ 在B点，由牛顿第二定律可知：，代入数据得：，选项C正确；‎ D、小球在A点时，重力mg和速度垂直，mg的瞬时功率为0，D错误。‎ 故选：BC ‎【点睛】‎ 物体运动学问题，一般先对物体进行受力分析，若要求过程量如加速度，则应用牛顿第二定律求解；若要求的时状态量，如速度，则一般应用动能定理求解。‎ ‎10．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.战机做曲线运动，运动状态发生变化，合外力不为零，故A错误；‎ ‎ B.战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，即指向圆心，故B正确；‎ ‎ C.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vy=vsinθ增大，即竖直方向的分速度逐渐增大，故C正确；‎ ‎ D.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vx=vcosθ减小，即水平方向的分速度减小，故D错误。‎ ‎11．保证小球做平抛运动的初速度相同 1.60 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)每次让小球从同一位置由静止释放，目的是保证小球每次平抛运动的初速度相同；‎ ‎(2)根据得，小球平抛运动的初速度为 ‎12．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 用小锤打击弹性金属片，金属片把球a沿水平方向弹出，同时b球被松开自由下落，观察到两球同时落地．改变小锤打击力的大小，即可改变球a被弹出时的速度，两球仍然同时落地，可知a球在竖直方向上的运动规律与b球相同，说明平抛运动竖直方向上的分运动为自由落体运动．‎ ‎【详解】‎ A、B、根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，a做平抛运动，b做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明a、b在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动；故A错误、B正确.‎ C、平抛的加速度和自由落体的运动的加速度都为重力加速度，与质量无关；则不需要两球质量相等；故C正确.‎ D、考虑到a球的平抛和b球的自由落体同时发生，要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度等因素；故D正确.‎ 本题选错误的故选A.‎ ‎【点睛】‎ 本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.‎ ‎13．(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作用力为零，设此时轻绳a与竖直杆间的夹角为α，由题意可知，‎ 沿半径：Fasin α=mω2r 垂直半径：Facos α=mg 联立解得 ‎(2)当轻绳b恰伸直时，Fb=0,β=60°，r2=Lsinβ 沿半径：Fasinβ=mω2r2‎ 垂直半径：Facosβ=mg 联立解得：‎ ‎14．（1）运动员在空中飞行的时间为3s；（2）AB间的距离为75m；（3）重力做功的平均功率。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）运动员做平抛运动，由A到B，有：y，x＝v0t 又tan37°‎ 由以上各式得 t3s ‎（2）水平位移大小 x＝v0t＝20×3m＝60m 故AB间的距离 s75m ‎（3）从A到B，物体下降的高度 重力做功 则重力做功的平均功率 ‎15．1:1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 小球所受合外力提供其做匀速圆周运动的向心力 即 又因为 故，即与m、θ均无关 所以两小球角速度之比为1:1‎ ‎16．（1）0.9m（2）3m/s（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由平抛规律可得：在水平方向有：x=vt 在竖直方向有：‎ 联立以上两式解得：t=0.3s， x=0.9m ‎（2）物块落地时的竖直速度为=gt=10×0.3=3m/s 所以落地时速度大小为：m/s 速度方向与水平方向的夹角满足：，即θ=45°‎ ‎（3）物块在桌面上运动过程由动能定理应有：，‎ 解得