2021届高考物理二轮复习多选题专项练习(3)力与曲线运动

1、2021届高考物理二轮复习多选题专项练习（3）力与曲线运动姓名：班级：考号：一、多选题1 .如图所示，可视为质点的小球套在光滑的竖直杆上，一根不可伸长的细绳绕过滑轮连接小球，己 知小球重力为1N,电动机从A端以lm/s的速度沿水平方向匀速拉绳，绳子始终处于拉直状态.某 一时刻，连接小球的绳子与竖直方向的夹角为60。，对此时小球速度及绳子拉力的判断正确的是（）A,小球的速度为2 nVsB.小球的速度为0.5 m/sC.绳子的拉力大于2 ND.绳子的拉力等于2 N2 .如图所示，倾角分别为30°和45°的两斜而下端紧靠在一起，固定在水平而上，将两个小球a和b从 左侧斜面上的A点

2、以不同的初速度沿同一方向向右平抛,下落高度相同。落到左侧的斜面上力恰好 垂直击中右侧斜面,忽略空气阻力，则（）A« 运动的水平位移之比为/:2B.“、运动的水平位移之比为1：/C”、击中斜面时的速率之比为m：4D.若减小初速度M球落到斜面时速度方向不变3 .河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所 示，若要使船以最短时间渡河，则（）A.船渡河的最短时间是60 sB.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5m/s4,跳台滑雪是一项勇敢者的滑雪运动,图甲为某跳台滑雪运动员从跳台（长度可忽略不

3、计）处沿水平方向飞出、在斜坡b处着陆的示意图,图乙为运动员从“到飞行时的动能,随飞行时间i变化的关系图像.不计空气阻力作用，重力加速度取10 ni/s?,运动员的质量为60 kg,则下列说法正确的是（）A.运动员在。处的速度大小为10ni/sB.斜坡的倾角为30°C.运动员运动到处时重力的瞬时功率为1.2xl04 WD.运动员在空中离坡面的最大距离为2.5 m5.如图所示，质量为M的物体内有一光滑圆形轨道，现有一质量为/的小滑块沿该圆形轨道在竖 直面内做圆周运动.人。两点分别为圆周的最高点和最低点，B、。两点与圆心。在同一水平线上. 重力加速度为g.小滑块运动时，物体在地而上静止不动

4、，则关于物体对地面的压力大小心和地面 对物体的摩擦力，下列说法正确的是（）A.小滑块在A点时，/ > Mg,摩擦力方向向左B.小滑块在8点时，/=A/g,摩擦力方向向右C.小滑块在。点时，然>（"+?）8,物体与地而无摩擦D.小滑块在。点时，；,=（"+?）g,摩擦力方向向左6.如图所示，由竖直轴和双臂构成的“Y”形支架可以绕竖直轴转动，双臂与竖直轴所成锐角为夕 一个质量为?的小球穿在一条臂上，到节点的距离为从小球始终与支架保持相对静止设支架转 动的角速度为3,则（）A.当3=0时，臂对小球的摩擦力大小为?g sin。B0由零逐渐增加，臂对小球的弹力大小增大C.

5、当。= 总产售时，臂对小球的摩擦力为零D.当0 =<J?（cos6 + ?）时,臂对小球的摩擦力大小为田 sin VA 27.如图所示，水平转盘上叠放着质量均为1kg的A、8两个物块，B物块用长为0.25 m的细线与固 定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8 N, B与转盘间的动摩擦因数为4=01，43间的动摩擦因数为人=0.4,且可认为最大静摩擦 力等于滑动摩擦力.转盘可绕竖直中心轴转动，转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的读数为零（g取lOni/s?） .根据以上信息，你认为下列说法正确的是（）A.A物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力

6、、支持力、细线的拉力、8对A的摩擦力的合力提供 的B.转盘的角速度为4rad/s时，细线刚好有拉力CA物块刚要脱离8物块时转盘的角速度为4 rad/sD.转盘的角速度大于6 rad/s时细线将被拉断8 .石拱桥是中国传统桥梁的四大基本形式之一.假设某拱形桥为圆的一部分，半径为R一辆质量为 ，的汽车以速率u匀速通过该桥，图中。为拱形桥的最高点，圆弧尸3所对的圆心角为90° .P、S关于。对称，汽车运动过程中所受阻力恒定，重力加速度为g.下列说法正确的是（）A.汽车运动到尸点时对桥面的压力大于?gcos45°B.汽车运动到。点时牵引力等于阻力C.汽车运动到。点时，桥面对汽车的支

7、持力等于汽车重力D.汽车从尸点运动到S点过程中，其牵引力一直减小9 .质量为，的小球由轻绳”和分别系于一轻质细杆的A点和8点，如图所示，绳。与水平方向成 8角,绳在水平方向且长为/，当轻杆绕竖直轴°。'以角速度出匀速转动时，小球在水平面内 做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.绳的弹力不可能为零B.绳a的弹力随角速度的增大而增大C当疗时，绳b将出现弹力/landD.若绳人突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化10.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨.如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时， 内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为打重力加速度为g，两轨所在而的倾角为

8、 仇则()A.该弯道的半径一=， g tan 6B.当火车质量改变时，规定的行咬速度大小随之变化C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压11.如图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R不可伸长的细线一端系一个质量为，的 小球，另一端在人手中，小球绕细线另一端点在竖直平而内做逆时针方向的圆周运动，且小球恰 好能通过圆周的最高点，。是水平直径上两端点，氏是竖直直径上两端点，则下列说法正确 的是()77777777ZZ777ZZ77A.小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为（河+6?）gB.小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为MgC.小球在小

9、b、c三个位置时，台秤的示数相同D.小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态12 .天花板下悬挂的轻质光滑小圆环户可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转.一根轻绳穿过P,两端 分别连接质量为叫和叫的小球A、B （工/）.设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意 时刻两球均在同一水平而内，则（）A.两球运动的周期相等B.两球的向心加速度大小相等C.球A、8到P的距离之比等于修：叫DBA、3到P的距离之比等于叫：叫13 .如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为/、/、2,的可视为质点的三个物体A、B、C,圆盘可 绕垂直圆盘的中心轴OO'转动。三个物体与圆盘间的动摩擦因数均为

10、，最大静摩擦力等于滑动摩擦 力。三个物体与0点共线且0A=08=8Ch,现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张 力。当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，则对于这个过程，下列说法正确的是（）0'、，丁 B r 上0A.A、8两个物体所受的静摩擦力同时达到最大B.8、C两个物体所受的静摩擦力先增大后不变/物体所受的静摩擦力先增大后减小再增大C.当 > 咨时整体会发生滑动D.当时，在3增大的过程中8、。间的拉力不断增大参考答案及解析1 .答案：AC解析：小球的速度可以分解为沿绳方向的速度和垂直于绳方向的速度，小球沿绳方向的速度与电 动机拉绳的速度大小相等，连接小球的绳

11、子与竖直方向的夹角为60。时，有u = % cos60。，所以V%=2i，= 2m/s,选项A正确，B错误；小球的速度看=不丽，小球向上运动的过程中，绳子与竖 直方向的夹角增大，则cos8减小，所以小球的速度增大，即小球做加速运动，所以绳子向上的分 力大于小球的重力，当8 = 60。时，有Tcos60°>G = lN,所以此时绳子的拉力大于2 N,选项C 正确，D错误.2 .答案：ACD解析：两小球做平抛运动，下落相同的高度时运动时间相等，由匕=切知落到斜而上时竖直分速度大 1 2小相等.对于球，有30。=上= JL，设a球落到斜而上时速度方向与水平方向的夹角为明 x 92%则

12、tana =%，可得tana = 2tan30。,夹角«与初速度无关，所以若减小初速度,“球落到斜而时速度方 VuO向不变，故D正确对于b球，由345。=色，结合tan300 =-,可得公两小球的初速度之比为 % :% =6。，水平方向上有x =卬，且t相等，可得4、b运动的水平位移之比为X,: 4 = % :% =0：2,故A正确,B错误”击中斜面时的速率为V,=4/)?+喙=Ju/)2+(7 = ggt，b击中斜面时的速率为乙=6。=8，所以 Vl【an 3Uz匕：Z =如：4,故C正确3 .答案：BD解析：由题中甲图可知河宽300m,船头始终与河岸垂直时，船渡河的时间最短，则r

13、 = ± = 222s = 100s, A错，B对。由于船沿河向下漂流的速度大小始终在变，故船的实际速度的 咻；3大小、方向也在时刻发生变化，船在河水中航行的轨迹是曲线，C错。船沿河向下漂流的最大速度为4m/s,所以船在河水中的最大速度u = 7FHm/s = 5m/s, D对4 .答案：AC解析：运动员从"到b做平抛运动，在a点的初动能为凡=1/np；=3xlO3 J,可得v“ = lOnVs .A正确;由题图乙可读出平抛运动的时间为，= 2s,设斜坡倾角为a根据几何关系有tang = £ = 2J = i，则 *48 = 45° ,可知斜坡的倾角为4

14、5。、B错误;根据瞬时功率的定义式可知运动员运动到处时重力的瞬 时功率为己=/匕=/摩N = I.2x 104 W,C正确;建立平行坡面和垂直坡而的直角坐标系，当垂直坡 而的速度减为零时，运动员离坡面的距离最大，由匀减速直线运动的规律有4ax =25a m .D 错误. 2g cos e5 .答案：BC解析：小滑块运动到A点时，小滑块对物体只有竖直方向的作用力，所以地而对物体的摩擦力为2零，A错误：小滑块运动到8点时，对小滑块受力分析，根据牛顿第二定律有尸=加上，物体对r小滑块的支持力水平向右，则小滑块对物体只有水平向左的压力作用，所以物体受到的摩擦力向 右，对地而的压力大小等于物体自身的重力

15、，B正确；小滑块运动到C点时，对小滑块受力分7V*析，根据牛顿第二定律得9-机身=?一，小滑块对物体只有竖直向下的压力作用， r2=所以地面对物体的摩擦力为零，”>Q + "）g, C正确：根据对称性可r知，小滑块运动到。点时，物体受到地面的摩擦力向左，支持力等于自身的重力，D错误.6 .答案：BC解析：当=0时，小球受到重力、支持力和摩擦力作用，处于平衡状态，故/=?gcose,选项 A错误；当支架转动时，设摩擦力/方向沿臂向上，则对小球，竖直方向有Fn sin 6 + fcos0-mg =0 ,水平方向有 FN cos6- f sin0 = m&）2hsin0 ,联

16、立解得 f = mf> cos 0 - mcohsin2 0 , Fv = mg sin 0 + mcohsin cos 0,可知 co 由零逐渐增加时，臂对小球的选项c正确：当弹力增大，选项B正确：当摩擦力为零时，解得二熹甲0=jw（cose+:）时，解得了 = 一!抬，选项D错误. sin eh 227 .答案：CD解析：A物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力、支持力、B对A的摩擦力的合力提供的，A错 误：当3物块与转盘将要发生滑动时，有儿（吗+，）&=（叼+叫,）3：，解得用=序 =2出必， 这时丁 = 0, B错误；当A物块所需的向心力大于最大静摩擦力时，A将要脱离B物块

17、，此时对A 物块有，外吟=必，解得叱=子=4 rad/s,此时细线的拉力为T = （mA + mH-/,（mA + mK）> = 6 N<8 N ,此时细线未断，接下来随着角速度的增大，A脱离8 物块，C正确：当细线达到能承受的最大拉力8 N时，A已脱离8物块，则有&X += mB°ir » 解得例=6 nid/s , D 正确.8 .答案：BD解析：汽车运动到尸点时，重力垂直于桥面的分力等于L”os45°,由于汽车在竖直面内做匀速圆 周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车对桥面的压力小于xcos45°, A错误：汽车在竖直 而内做

18、匀速圆周运动，运动到。点（圆弧最高点）时牵引力等于阻力，B正确：由于汽车在竖直 而内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车运动到。点时，桥面对汽车的支持力 小于汽车重力，C错误：汽车从尸点运动到。点过程中，重力沿桥面切线方向的分力一直减小， 设汽车与。之间圆弧所对圆心角为仇其牵引力尸=£Sin8+/, 一直减小，汽车从。点运动到S 点过程中，重力沿桥而切线方向的分力一直增大，其牵引力尸= /-田sin。，一直减小，所以汽 车从尸点运动到S点过程中，其牵引力一直减小，D正确.9 .答案：AC解析：对小球受力分析可知绳”的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力，解得=粤,为 定值

19、，A正确，B错误,当月/0$夕=小疗/,即苏二三时，绳的弹力为零，若角速度大于该值，绳。在水平方向的分力不足以提供小球做圆周运动的向心力，则绳将出现弹力，C正确.由 于绳可能没有弹力，故绳人突然被剪断，绳"的弹力可能不变，D错误.10 .答案：AD解析：火车转弯时不侧向挤压轨道轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角 ，2为仇根据牛顿第二定律得：，叫tane = i2,解得：, =1不,故A正确：根据牛顿第二定律得 rg tan 0机gtan8 = ?二.解得：v =茄。可知火车规定的行驶速度与质量无关，故B错误；当火车速r率大于y时，重力和支持力的合力不够提供向心力

20、，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨， 故C错误；当火车速率小于u时，承力和支持力的合力偏大于所需的向心力，此时内轨对火车有 侧压力，轮缘挤压内轨，故D正确。11 .答案：AC解析：小球恰好能通过圆周的最高点时，在最高点细线中拉力为零，小球速度以=阿，小球从最高点运动到最低点的过程，由机械能守恒定律有;，”:+/摩=在最低点，由牛顿第二定律得尸-琢=，、，联立解得细线中拉力尸=6依，小球运动到最低点时，台秤的示数最大 R且为Mg + F =（M+6?）g,选项A正确；小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台科的示数为Wg,但不是最小，当小球处于如图所示状态时，设其速度为匕，由牛顿第二定律有Fr +mf>cos0 = mf由机械能守恒定律有。加+cos6) = nn ,联立解得细线拉力R224=3ig(l-cos8),其竖直方向分力匹=Ecos6 = 3mgcos8-3mgeos*,当8s8 = 0.5,即6 = 60°时，台秤的最小示数为7n="K-/=Mg-0.75,% 选项B错误：在、尻c三个位 置，小球均处于完全失重状态，自秤的示数相同，选项C正确；人没有运动，不会处于超重、失 重状态，选项D错误.12.答案：AC解析：对其中一个小球受力分析，其受到重力和绳的拉力F，