2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练四曲线运动

专题强化练(四)曲线运动1．为了抗击“新冠”疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”．快递小哥想到了用无人机配送快递的方法．某次配送快递的无人机起飞，在飞行过程中，水平方向的速度vx及竖直方向的速度vy与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示．下列关于无人机运动的说法正确的是()A．0～t1时间内，无人机做曲线运动B．t2时刻，无人机运动到最高点C．t3～t4时间内，无人机做匀变速直线运动D．t2时刻，无人机的速度大小为eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))解析：本题考查通过v-t图像判断物体的运动.0～t1时间内，无人机在水平方向做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向也做初速度为零的匀加速运动，则合运动为匀加速直线运动，选项A错误；0～t4时间内，无人机在竖直方向的速度一直为正，即一直向上运动，则t2时刻，无人机还没有运动到最高点，选项B错误；t3～t4时间内，无人机水平方向做速度为v0的匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为匀变速曲线运动，选项C错误；t2时刻，无人机水平方向的速度为v0，竖直方向的速度为v2，则合速度大小为eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,2))，选项D正确．答案：D2．发高远球是羽毛球运动中的一项基本技能．某同学发高远球，球的运动轨迹如图所示，假设此过程中羽毛球竖直方向所受空气阻力大小保持不变，以竖直向上为正方向，则下列关于羽毛球竖直方向的位移—时间图像中，可能正确的是()ABCD解析：羽毛球上升阶段，竖直方向的速度逐渐减小，图像的斜率逐渐减小，在最高点，竖直方向的速度为零，即图像的斜率为零；羽毛球下落阶段，竖直方向的速度逐渐增大，图像的斜率逐渐增大．羽毛球上升阶段竖直方向的合力较大，加速度较大，根据匀变速直线运动的规律，羽毛球上升阶段竖直方向的初速度大于下降阶段竖直方向的末速度，即羽毛球上升阶段竖直方向的平均速度较大，上升时间较短．综上所述，只有选项A正确．故选A.答案：A3．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是()A．秋千对小明的作用力小于mgB．秋千对小明的作用力大于mgC．小明的速度为零，所受合力为零D．小明的加速度为零，所受合力为零解析：在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有F－mgcosθ＝meq\f(v2,l)，由于小明的速度为0，则有F＝mgcosθ<mg，沿垂直摆绳方向有mgsinθ＝ma，解得小明在最高点的加速度为a＝gsinθ，所以A正确；B、C、D错误；故选A.答案：A4.如图是某电力机车雨刷器的示意图．雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是()A．P点的线速度始终不变B．P点的向心加速度不变C．M、N两点的线速度相同D．M、N两点的运动周期不同解析：P点以O为圆心做圆周运动，所以线速度与向心加速度方向变化，故A、B错误；由于刮水片始终保持竖直，所以刮水片各点的线速度与P点的相同，所以M、N两点的线速度相同，故C正确；刮水器上各点的周期相同，所以M、N两点的周期相同，故D错误．故选C.答案：C5．一小球从空中以一定的初速度水平抛出，不计空气阻力，则小球动量改变量Δp与运动时间t和下落高度h的关系图像中，可能正确的是()ABCD解析：平抛运动只受重力，动量的变化等于重力的冲量，也是竖直方向的动量变化，有IG＝Δp＝m·Δv＝mvy＝mgt，则Δp与时间t成正比，故Δpt图像是过原点的倾斜直线，故A正确，B错误；平抛的竖直分运动为自由落体运动，则有veq\o\al(2,y)＝2gh，故有Δp＝mvy＝meq\r(2gh)，则Δph图像为一种幂函数曲线，其倾斜程度应逐渐减小，故C、D错误；故选A.答案：A6．1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河．首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突．若河面宽300m，水流速度3m/s，木船相对静水速度1m/s，则突击队渡河所需的最短时间为()A．75s B．95sC．100s D．300s解析：河宽d＝300m一定，当木船船头垂直河岸时，在河宽方向上的速度最大，渡河用时最短，即木船相对静水的速度v＝1m/s，渡河时间最短为tmin＝eq\f(d,v)＝eq\f(300,1)s＝300s．故选D.答案：D7．如图所示，水车转轮的半径为R，转轴离地面的高度为2R，以角速度ω匀速转动，轮缘上最高点和最低点分别有质量相同的水滴A、B同时被甩出，并且都落到水平地面上，假设水滴被甩出的瞬时速度大小与其在轮上运动时相等，速度方向沿转轮的切线方向，重力加速度为g，不计空气阻力．下列判断中正确的有()A．两水滴落到水平地面上的速度大小相等B．两水滴在空中飞行过程中重力做的功相等C．两水滴在空中飞行的时间差Δt＝2eq\r(\f(R,g))D．两水滴落地点间的距离Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))解析：对AB，由机械能守恒定律mg·3R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,Ay)，mg·R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,By)；得两水滴落到水平地面上时在竖直方向的分速度分别vAy＝eq\r(6gR)、vBy＝eq\r(2gR)，选项A错误；两水滴在空中飞行过程中重力做的功分别为WA＝3mgR、WB＝mgR，选项B错误；由平抛运动规律：h＝eq\f(1,2)gt2，得A在空中飞行的时间tA＝eq\r(\f(6R,g))，B在空中飞行的时间tB＝eq\r(\f(2R,g))，两水滴在空中飞行的时间差Δt＝(eq\r(6)－eq\r(2))eq\r(\f(R,g))，选项C错误；两水滴飞行的水平距离分别为xA＝vtA＝ωReq\r(\f(6R,g))，xB＝vtB＝ωReq\r(\f(2R,g))，两水滴落地点间的距离Δx＝(1＋eq\r(3))ωReq\r(\f(2R,g))，选项D正确．答案：D8．(多选)滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果．滚筒截面如图所示，下列说法正确的是()A．衣物运动到最低点B点时处于超重状态B．衣物和水都做离心运动C．衣物运动到最高点A点时脱水效果更好D．衣物运动到最低点B点时脱水效果更好解析：衣物运动到最低点B点时，加速度指向圆心，竖直向上，处于超重状态，故A正确；衣物受到筒的支持力和重力，作向心运动，水所受合力不足以提供向心力，做离心运动，故B错误；根据牛顿第二定律，在最低点有FN1－mg＝meq\f(v2,R)，在最高点有FN2＋mg＝meq\f(v2,R)，则FN1>FN2，衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故C错误，D正确．故选AD.答案：AD9．(多选)如图所示，乒乓球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从左侧eq\f(L,2)处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘．设乒乓球的运动为平抛运动，则乒乓球()A．在空中做匀变速运动B．在水平方向做匀加速直线运动C．在网的右侧运动的时间是左侧的2倍D．击球点的高度是网高的2倍解析：乒乓球击出后只受恒定的重力，在重力作用下做平抛运动，其运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，A正确，B错误；球在网的左侧和右侧通过的水平距离之比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正确；设击球点到桌面的高度为h，则击球点到网上沿的高度与击球点到桌面的高度之比为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)，所以击球点的高度与网高度之比为eq\f(h,H)＝eq\f(9,8)，D错误．答案：AC10．如图所示，篮球在1.6m的高度掷出，在2.5m的高度垂直击中篮板，反弹后恰好落在掷出点的正下方．不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2.求该篮球：(1)从击中篮板反弹后到落回地面的时间t；(2)击中篮板前后的动能之比．解析：(1)篮球反弹后做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2h,g))，代入数据解得t≈0.7s.(2)掷出到击中篮板的运动过程等效为逆向的平抛运动，设篮球质量为m，平抛运动的初速度为v，则在水平方向上做匀速直线运动，有x＝vt，篮球做平抛运动的初动能为Ek＝eq\f(1,2)mv2，解得Ek＝eq\f(mgx2,4h)，则击中篮板前后的动能之比eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(h2,h2－h1)，其中h1＝1.6m，h2＝2.5m，代入数据得eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(25,9).答案：(1)0.7s(2)25∶911.一辆质量为m＝1000kg的赛车以某一速度进入一个水平圆弧形赛道，已知赛道半径为R＝50m，(g取10m/s2)问：(1)晴天时，赛车和路面间的动摩擦因数是0.50，若赛车的速度为15m/s，则比赛过程中赛车能否能顺利通过弯道(即不发生侧滑)；(2)雨天时，赛车和路面间的动摩擦因数是0.20，若赛车能顺利通过弯道，则赛车的最大速度为多少．解析：(1)赛车转弯的向心力为Fn＝eq\f(mv2,R)，若赛车的速度为15m/s，则Fn1＝eq\f(1000×152,50)N＝4500N，晴天时，赛车所受的最大静摩擦力