专题8 平抛圆周运动类问题 高考物理必刷题专项训练

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2021年高考物理专题必刷题训练专题8 平抛圆周运动类问题一、单项选择题1．（2021·北京东城区·高三一模）如图所示为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道半径为r，最低点为A、最高点为B，小球从斜轨道上无初速释放，可模拟游乐园的“翻滚过山车”。某实验小组同学通过改变释放小球距圆轨道底端的高度h多次实验，发现有时小球能通过B点，有时在到达B点前就脱离轨道。他们结合观察和分析提出了一些猜想，请运用物理知识分析其中正确的是（不考虑摩擦力等阻力的影响，小球视为质点，重力加速度大小记为g）（　　）A．若h<2.5r，小球在到达B点前脱离轨道做自由落体运动B．若h>2.5r，小球对A点和B点都有压力，且h越高，压力之差也越大C．若h<2.5r，小球在到达B点前脱离了轨道，脱轨前瞬间在指向圆轨道中心方向的加速度比g小D．若h>2.5r，小球能通过B点且对B点没有压力2．（2021·浙江衢州市·高三二模）如图所示，细线下端悬挂一个小球，细线上端固定于O点，改变细线的长度使小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，则（　　）A．向心力为细线的拉力B．半径不同，线速度大小相同C．半径不同，小球做圆周运动的周期相同D．半径越大，小球做圆周运动的角速度越大3．（2021·辽宁辽阳市·高三一模）如图所示，长为的轻杆，一端连有质量的小球（视为质点），绕另一端O点在竖直平面内做圆周运动，当小球通过最低点时，杆对小球的拉力大小为，取重力加速度大小，则小球通过最低点时的速度大小为（　　）A． B． C． D．4．（2021·湖南邵阳市·高三一模）如图所示，一表面光滑、倾角为37°的直角三角形劈固定在水平面上，现将小球A以v0=8m/s的初速度从劈项部水平抛出，同时小球B由劈顶部以某一沿斜面的初速度v1开始运动，小球A、B同时到达三角形劈底部的D点。则小球B的初速度大小为（已知sin37°=0.6） （　　）A．6.4 m/s B．3.2 m/s C．4.4 m/s D．4 m/s5．（2021·山东枣庄市·高三二模）如图甲所示，在距水平地面h高处固定的点光源L。及小金属球P左右紧贴放置。小金属球P以初速度水平向右抛出，最后落到水平地面上，运动中不计空气阻力。以抛出点为坐标原点O、水平向右为x轴正方向、竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系。设经过时间t小金属球P运动至A点，其在地面的投影为B点，B点横坐标为；小金属球P在A点速度的反方向延长线交于x轴的C点，C点横坐标为。以下图像能正确描述、随时间t变化关系的是（　　）A．   B．   C．    D．6．（2021·北京西城区·高三一模）某女子铅球运动员分别采用原地推铅球和滑步推铅球两种方式进行练习，右图为滑步推铅球过程示意图。她发现滑步推铅球比原地推铅球可增加约2米的成绩。假设铅球沿斜向上方向被推出，且两种方式铅球出手时相对地面的位置和速度方向都相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．两种方式推出的铅球在空中运动的时间可能相同B．采用原地推铅球方式推出的铅球上升的高度更高C．两种方式推出的铅球在空中运动到最高点时的速度都相同D．滑步推铅球可以增加成绩，可能是因为延长了运动员对铅球的作用时间7．（2021·北京东城区·高三一模）如图，飞机距离水平地面的高度为H，在水平方向以速度v0匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一箱质量为m的救援物资，救援物资打在山坡上的A点，A点的高度为h。不考虑空气阻力的影响，则（　　）A．这箱物资在空中飞行的时间为B．这箱物资落到A点时的动能为mg（H-h）C．A点距山坡底端的水平距离为D．山坡的倾角θ满足tanθ=8．（2021·浙江绍兴市·高三二模）如图所示，从高H处的P点先后水平抛出两个小球，球1刚好直接越过竖直挡板MN落在水平地面上的Q点，球2与地面碰撞N（N≥1）次后，刚好越过高为h的挡板MN（h可调节）也落在Q点。假设球2每次与地面的碰撞都是弹性碰撞，两球的空气阻力均可忽略，则（　　）A．h与H之比可能为1:2 B．h与H之比可能为11:36C．球1与球2速度之比可能为2:1 D．球1与球2速度之比可能为16:1二、多项选择题9．（2021·山西晋中市·高三二模）随着交通的发展，旅游才真正变成一件赏心乐事，各种“休闲游”“享乐游”纷纷打起了宣传的招牌。某次旅游中游客乘坐列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，游客发现车厢顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面（与车厢底板平行）上水杯内的水面，已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）A．列车转弯过程中的向心加速度为gtanθ，方向与水平面的夹角为θB．列车的轮缘与轨道无侧向挤压作用C．水杯与桌面间无摩擦D．水杯内水面与桌面不平行10．（2021·全国高三模拟）如图所示，细绳的一端系着质量为m的物体B，B上放一质量也为m的物体A，A和B一起放在表面光滑的转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量仍为m的小球C，A、B、C可看作质点，A和B到O点的距离为R0，当物体B转动的角速度为时，A和B刚好没有发生相对滑动，则下列说法正确的是（　　）A．A和B间的静摩擦力为B．物体B转动的角速度C．若减小，当系统再次稳定后，A和B间的摩擦力大小不变D．若减小，当系统再次稳定后，A和B间的摩擦力变大11．（2021·安徽池州市·高三一模）如图所示，带有支架总质量为M的小车静止在水平面上，质量为m的小球通过轻质细绳静止悬挂在支架上的O点，绳长为L，现给小球一初速度v0让小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，小球恰能通过最高点A，其中A、C为圆周运动的最高点和最低点，B、D与圆心O等高。小球运动过程中，小车始终保持静止，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）A．小球通过最低点C的速率为 B．小球通过最低点C时，地面对小车支持力大小为Mg+6mgC．小球通过B点时，小车受地面向左的摩擦力大小为2mgD．小球通过D点时，小球处于失重状态12．（2021·宁夏高三二模）如图所示，某次训练中，一运动员将排球从A点水平击出，球击中D点；另一运动员将该排球从位于A点正下方的B点斜向上击出，最高点为C，球也击中D点已知B、D等高，A、C等高，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A．两过程中，排球的飞行时间相等B．两过程中，排球的初速度大小一定相等C．前一个过程中，排球击中D点时的速度较大D．两过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率相等三、非选择题13．（2021·江西高三一模）如图所示，一质量的滑块（可视为质点）静止于水平轨道上的A点。现对滑块施加一恒定的水平外力，使其向右运动，经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数。已知轨道的长度，半径和竖直方向的夹角，圆形轨道的半径，物块与水平轨道间的动摩擦因数均为，空气阻力可忽略，重力加速度，，。(1)求滑块运动到C点时速度的大小；(2)求水平外力作用在滑块上的位移s；(3)若紧挨着D点右侧放置质量也是m的另一滑块，两滑块最终静止时的距离。求碰撞时损失的机械能。      14．（2021·福建泉州市·高三月考）如图为某闯关游戏装置部分示意图，水平轨道上的小车用轻绳绕过定滑轮与配重连接，轨道上方的轻绳穿过固定挡板并保持水平，轨道下方有一长的软垫静止在水面上，A端在挡板正下方。质量的闯关者抓住轻绳的一端悬挂在小车上，其重心到悬点的距离。在配重作用下，闯关者随小车一起向右运动，运动过程中轻绳与竖直线的夹角恒为。当小车碰到挡板时闯关者立即松手，重心下降时恰好落在软垫的右端B点．不计小车的大小、质量和一切摩擦阻力，取重力加速度大小，，。求：（1）闯关者松手时的速度大小v；（2）配重的质量M。   15．（2021·云南高三一模）2022年将在我国北京举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一、某滑道示意图如图所示，段为运动员加速助滑道，其中段是半径为的圆弧滑道，斜面与水平面间的夹角为。运动员从加速助滑道上的某点由静止开始滑下后从点水平飞出，之后落在斜面上的点。已知之间的距离为，运动员和装备的总质量为，并可视为质点，忽略一切摩擦，取重力加速度，，。求：（1）运动员下滑到加速助滑道最低点时对滑道的压力大小；（2）滑道上两点间的竖直高度。16．（2020·云南昆明市·高三一模）如图所示，轨道ABCD固定在竖直面内，由粗糙倾斜直轨道段和光滑圆弧轨道段组成，直轨道与水平面夹角，圆弧轨道半径为R，与直轨道平滑连接，相切于B点，C点为轨道最低点，D点与圆心O等高。一质量为m的小物块从直轨道某位置由静止释放，恰能到达D点。空气阻力忽略不计，小物块视为质点，重力加速度为g。求小物块经过C点时对轨道压力的最大值与最小值。   17．（2021·山东临沂市·高三一模）第24届冬季奥林匹克运动会，简称“北京张家口冬奥会”，将在2022年2月4日~2月20日在北京市和张家口市联合举行，这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。滑雪是冬奥会的七大项目之一，某高山滑雪运动员在比赛中经过一斜坡，如图所示，运动员（可视为质点）沿着右侧斜面运动，到达顶点A后以v0=10 m/s的速度沿着斜面斜向上飞出，飞出时速度方向与左侧斜面的夹角为，经过一段时间后，运动员落到左侧斜面上的B点，左侧斜面与水平面的倾角。不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）运动员到左侧斜面的最大距离；（2）起跳点A与落点B之间的距离；（3）运动员落到B点时的速度大小。 18．（2021·浙江高三模拟）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点A分别与水平轨道OA和相连）、斜轨道组成。斜轨道由特殊材料制造，滑块撞击轨道后垂直斜轨道的速度变为零，沿着斜轨道的速度不变。游戏时滑块从点弹出，经过圆轨道且最终停在斜轨道上。已知圆轨道半径，OA长，圆轨道和光滑，滑块与OA之间的动摩擦因数，滑块与之间的动摩擦因数，斜轨道的倾角。滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块的动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。重力加速度，求：（1）滑块恰好能过圆轨道最高点时的速度大小和弹簧初始的弹性势能；（2）滑块恰好能过圆轨道最高点时滑块从点飞出后在空中飞行的时间；（3）滑块能通过圆轨道时，滑块在斜面上滑行的距离与弹簧的弹性势能的关系。