2025届高考物理二轮专题复习与测试专题强化练三力与曲线运动

专题强化练（三）力与曲线运动1．(2024·梅州市期末调研)“打水漂”是一种常见的娱乐活动，以一定的高度水平扔出的瓦片，会反复在水面上弹跳前进，假设瓦片和水面相撞后，在水平方向，速度没有损失，而在竖直方向，碰撞后并不能原速弹回，而是变小，以下四幅图有可能是瓦片轨迹的是(D)解析：瓦片和水面相撞后，在水平方向，速度没有损失，而在竖直方向，碰撞后并不能原速弹回，而是变小，可知竖直小球上升的高度逐渐减小，根据t＝2eq\r(\f(2h,g))，可知瓦片在空中的时间逐渐减小，水平方向有x＝vxt，可知瓦片在空中通过的水平位移逐渐减小。2．(2024·广东省部分学校一模)如图所示，一小球从O点水平抛出后的轨迹途经A、B两点，已知小球经过A点时的速度大小为13m/s，从O到A的时间和从A到B的时间都等于0.5s，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(D)A．小球做平抛运动的初速度大小为10m/sB．O、A两点间的距离为5mC．A、B两点间的距离为10mD．O、B两点间的距离为13m解析：由题意知下落到A点竖直方向的速度vyA＝gt＝5m/s，所以小球做平抛运动的初速度大小v0＝eq\r(veq\o\al(2,A)－veq\o\al(2,yA))＝12m/s，故A错误；O、A两点间的竖直高度yA＝eq\f(1,2)gt2＝1.25m，水平位移xA＝v0t＝6m，所以O、A两点间的距离sA＝eq\r(1.252＋62)m≈6.13m，故B错误；O、B两点间的竖直高度yB＝eq\f(1,2)g×22t2＝5m，水平位移xB＝v02t＝12m，O、B两点间的距离sB＝eq\r(52＋122)m＝13m，故D正确；由上分析知A、B两点间的竖直高度y1＝3.75m，A、B两点间的水平位移x1＝6m，A、B两点间的距离s1＝eq\r(3.752＋62)m≈7.08m，故C错误。3．(2024·深圳市一模)篮球运动员做定点投篮训练，篮球从同一位置投出，且初速度大小相等，第1次投篮篮球直接进篮筐，第2次篮球在篮板上反弹后进筐，篮球反弹前后垂直于篮板方向分速度等大反向，平行于篮板方向分速度不变，轨迹如图所示，忽略空气阻力和篮球撞击篮板的时间，关于两次投篮说法正确的是(B)A．两次投篮，篮球从离手到进筐的时间相同B．篮球第1次上升的最大高度比第2次的大C．篮球经过a点时，第1次的动能比第2次的大D．篮球两次进筐时，在竖直方向分速度相同解析：第2次篮球在篮板上反弹后进筐，篮球反弹前后垂直于篮板方向分速度等大，若没有篮板，篮球水平位移较大，又由于两次初速度大小相等，所以第2次篮球水平初速度较大，竖直分速度较小，篮球第1次上升的最大高度比第2次的大，故B正确；竖直方向上，根据x＝v竖直t－eq\f(1,2)gt2，第1次篮球从离手到进筐的时间较大，故A错误；初动能相等，篮球经过a点时，重力势能相等，根据机械能守恒，第1次的动能等于第2次的动能，故C错误；篮球两次进筐时，水平方向分速度不同，在竖直方向分速度不同，故D错误。4．(2024·汕尾市期末)“挑射”是足球运动员常用的一种射门方式，一运动员在距离球门线8m远的位置，采用挑射的方式使足球恰好越过其正前方2m处的守门员，落到球门线的中点上，已知守门员的防守高度可达2.4m，挑射时，足球与守门员都在球门线的中垂线上，忽略空气阻力的影响，g取10m/s2，则足球(B)A．在空中飞行的时间为1sB．在最高点时的速率为5m/sC．落地时的水平分速度比竖直分速度大D．经过守门员正上方时水平分速度与竖直分速度大小相等解析：足球射出后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，如图，运动员在距离球门线x＝8m，则足球射出后足球到守门员的时间是到最高点的时间的一半，所以守门员的防守高度h1到斜抛运动最高点的距离h2＝eq\f(1,3)h1＝eq\f(1,3)×2.4m＝0.8m，则斜抛最高点的高度H＝h1＋h2＝3.2m，由H＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝0.8s，斜抛运动的总时间t总＝2t＝1.6s，故A错误；在最高点时的速率vx＝eq\f(x,t总)＝eq\f(8,1.6)m/s＝5m/s，故B正确；落地时竖直分速度vy＝gt＝8m/s>vx＝5m/s，故C错误；经过守门员正上方时竖直分速度大小vy′＝eq\r(2gh2)＝4m/s<vx＝5m/s，故D错误。5．(多选)(2024·梅州市二模)今年贵州“村超”(乡村足球超级联赛)在全网爆火。某运动员在离球门正前方水平距离6m处头球攻门，足球在1.8m高处被水平顶出，顶出时速度垂直于球门，并恰好落在球门线上。足球视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2，则此过程(BC)A．球的运动时间为1sB．球的水平初速度大小为10m/sC．球落地前瞬间竖直方向的分速度大小为6m/sD．球落地前瞬间速度方向与水平地面的夹角为45°解析：根据平抛运动公式，有h＝eq\f(1,2)gt2，代入数据解得t＝0.6s，故A错误；在水平方向上，有v0＝eq\f(x,t)，代入数据解得球的水平初速度大小v0＝10m/s，故B正确；根据vy＝gt可得球落地前瞬间竖直方向的分速度大小vy＝6m/s，故C正确；落地时速度与水平方向的夹角正切tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(3,5)，所以θ不是45°，故D错误。6．图甲是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景。在考虑空气阻力的情况下，运动员腾空后的轨迹可简化成图乙中的OPQ运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，关于O、P两点竖直方向分运动的加速度大小(A)A．O点大 B．P点大C．一样大 D．无法比较解析：由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，运动员在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，该点速度方向与竖直方向夹角比P点的小，故此时空气阻力分解在竖直方向的分力比P点的大，根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度比P点的大。7．如图1所示，客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。在同一风力作用下，精谷和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开，简化如图2所示。谷粒从洞口飞出后忽略空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是(C)A．N处是瘪谷，M处为精谷B．精谷飞出洞口到落地的时间比瘪谷短C．精谷和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动D．精谷飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些解析：精谷的质量大于瘪谷的质量，在相同的风力作用下，瘪谷获得的速度大于精谷的速度，故D错误；精谷和瘪谷飞出洞口后，有水平方向的初速度，只受重力作用，做平抛运动，则都做匀变速曲线运动，故C正确；竖直方向上h＝eq\f(1,2)gt2，则t＝eq\r(\f(2h,g))，精谷和瘪谷的下落高度相同，则精谷和瘪谷的落地时间相同，故B错误；水平方向x＝v0t，时间相同的情况下，瘪谷的速度大于精谷的速度，则瘪谷的水平位移大于精谷的水平位移，则N处是精谷，M处为瘪谷，故A错误。8.(多选)足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上直接打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示。已知足球被踢出时的速度大小相等，不考虑足球的旋转，不计空气的作用效果，则足球(AD)A．从射出到打到a、b两点的时间一定是ta<tbB．从射出到打到a、b两点的时间可能是ta>tbC．到达a、b两点瞬间速度大小va>vbD．到达a、b两点瞬间速度大小va＝vb解析：足球被踢出时的速度大小相等，重力做功相等，根据动能定理有－mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，可知到达a、b两点瞬间速度大小va＝vb，故D正确，C错误；由几何关系可知，到达b点的足球水平位移较大，到达a、b两点竖直位移相等，若从射出到打到a、b两点的时间ta>tb，考虑其逆运动，根据h＝vyt＋eq\f(1,2)gt2，可知到达a点时的足球竖直方向分速度较小，根据运动的合成可知水平方向分速度较大，水平方向根据x＝vxt可知水平位移较大，与题意矛盾，也不可能是时间相等，因为时间相等，则竖直方向的分速度与水平方向的分速度均相等，水平方向位移也应该相等，与题意矛盾，所以一定是ta<tb，故A正确，B错误。9．(多选)若物体被抛出时的速度不沿水平方向，而是向斜上方或向斜下方(这种情况常称为斜抛)，则它的受力情况与平抛运动完全相同。如图甲所示，球状烟花中有一部分是做斜上抛运动，其中一火药做斜抛运动的轨迹如图乙所示，图乙中初速度v0和初速度与水平方向的夹角θ均为已知量，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(AD)A．该火药的射高为eq\f(veq\o\al(2,0)sin2θ,2g)B．该火药的射高为eq\f(veq\o\al(2,0)cos2θ,2g)C．若斜抛运动的初速度v0大小不变，抛射角θ改变，则该火药射程的最大值为eq\f(2veq\o\al(2,0),g)D．若斜抛运动的初速度v0大小不变，抛射角θ改变，则该火药射程的最大值为eq\f(veq\o\al(2,0),g)解析：由题图乙可知，斜抛运动在竖直方向的分速度v0y＝v0sinθ，在竖直方向上，由匀变速直线运动规律可得斜抛运动的射高h＝eq\f(veq\o\al(2,0y),2g)＝eq\f(veq\o\al(2,0)sin2θ,2g)，B错误，A正确；斜抛运动在水平方向的分速度v0x＝v0cosθ，在竖直方向上，由匀变速直线运动规律可知斜抛运动的时间t＝eq\f(2v0y,g)，水平方向做匀速直线运动，斜抛运动的射程x＝v0xt，结合各式可得x＝eq\f(2veq\o\al(2,0)sinθcosθ,g)＝eq\f(veq\o\al(2,0)sin2θ,g)，当θ＝45°时，射程最大且为xm＝eq\f(veq\o\al(2,0),g)，C错误，D正确。10．图甲所示的是我国传统民俗文化表演“抡花”活动，祈福来年风调雨顺、免于火灾，已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示，快速转动竖直转轴O1O2上的手柄AB，带动“花筒”M、N在水平面内转动，筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出，落到地面，形成绚丽的图案。已知MO1＝NO1＝2m，M、N离地高3.2m，若手摇AB转动的角速度大小为15rad/s，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)“花筒”M的线速度大小；(2)“花筒”(内含铁片)质量为2kg时所需向心力大小；(3)铁片落地点到O2的距离大小(计算结果可用根号表示)。解析：(1)“花筒”M转动的角速度与手柄AB相同，其线速度大小v＝ωr＝15×2m/s＝30m/s。(2)“花筒”所需向心力大小F＝mω2r＝2×152×2N＝900