2023届高考物理一轮复习情景应用专练（4）曲线运动

这是一份2023届高考物理一轮复习情景应用专练（4）曲线运动，共11页。
（4）曲线运动1.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则(   )
 A.人拉绳行走的速度为 B.人拉绳行走的速度为C.船的加速度为  D.船的加速度为2.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角两点竖直高度差，忽略空气阻力，则球在A点反弹时的速度大小为(   )
 A. B. C. D.3.如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽，某时刻队伍前排刚好到达出口的B端，正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度，出口宽度，则以下说法正确的是(   )
 A.体育老师只能沿直线到达出口 B.体育老师可能沿直线到达出口C.体育老师的速度可能为1.5 m/s D.体育老师到达对面出口的时间可能大于2 s4.跳台滑雪就是运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道下滑（如图甲）。现把过程简化，如图乙所示，滑雪者从A点加速下滑到水平滑道后，从C点水平飞出，在空中飞行5 s后落到斜面上。已知斜面倾角为37°，不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是(   )
 A.滑雪者在C点飞出时的速度为40 m/sB.从C点飞出后经3 s，滑雪者离斜面最远C.滑雪者落到斜面前瞬间的速度大小为50 m/sD.滑雪者落到斜面前瞬间的速度与水平方向的夹角的正切值为1.55.近年来，我国军事已经取得很大的发展，特别是空军军事实力出现了质的飞越，直-19和直-20等型号的自主研发直升机大大提高了空军部队综合作战能力。如图为直升机在抢救伤员的情境，直升机水平飞行的同时用绳索把伤员提升到直升机上，在此过程中绳索始终保持竖直，不计伤员受到的空气阻力，则下列判断正确的是(   )
 A.直升机一定做匀速直线运动B.伤员运动轨迹一定是一条斜线C.直升机螺旋桨产生动力的方向一定竖直向上D.绳索对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力6.如图所示，某同学把布娃娃“小芳”挂在“魔盘”竖直壁上的可缩回的小圆柱上、布娃娃“盼盼”放在“魔盘”底盘上，用手摇机械使“魔盘”转动逐渐加快，到某一转速时匀速转动，他发现小圆柱由于离心已缩回竖直壁内，“小芳”悬空随“魔盘”一起转动，“盼盼”在底盘上也随“魔盘”一起转动。若“魔盘”半径为r，“盼盼”与“魔盘”的底面和竖直壁间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(   )
 A. “小芳”受到重力、摩擦力和向心力的作用B.“盼盼”放在底盘靠近竖直壁附近，也可能与“魔盘”保持相对静止一起转动C.此时“魔盘”的转速一定不大于D.此时“魔盘”的转速一定不小于7.火灾逃生的首要原则是离开火灾现场，如图是火警设计的一种快速让当事人逃离现场的救援方案：用一根钢性的轻杆支撑在楼面平台上，N端在水平地面上向右以速度匀速运动，被救助的人员紧抱在M端随轻杆向平台B端靠近，平台高h，当时，被救人员沿杆方向运动的速率是(   )
 A. B. C. D.8.一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上三点，如图所示。假设不考虑飞刀的转动，并将其看做质点，已知四点距水平地面的高度分别为，以下说法正确的是(   )
 A.三把飞刀击中木板时动能相同B.三次飞行时间之比为C.三次初速度的竖直分量之比为3:2:1D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为，则有9.如图为某种水轮机的示意图，水平管出水口的水流速度恒定为，当水流冲击到水轮机上某挡板时，水流的速度方向刚好与该挡板垂直，该挡板的延长线过水轮机的转轴O，且与水平方向的夹角为30°。当水轮机圆盘稳定转动后，挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的一半。忽略挡板的大小，不计空气阻力，若水轮机圆盘的半径为R，则水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为(   )
 A. B. C. D.10.如图所示，餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为μ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计，则下列说法正确的是(   )
 A.小物块刚滑落时，圆盘的角速度为 B.餐桌的半径为C.该过程中支持力的冲量为零 D.该过程中因摩擦产生的热量为11.第24届冬季奥林匹克运动会于2022年在中国北京和张家口举行。如图所示为简化后的雪道示意图，运动员以一定的初速度从半径的圆弧轨道末端水平飞出，落到倾角的斜坡上的D点，轨迹如图中虚线所示，已知运动员运动到B点时对轨道的压力是重力的7.25倍，间的高度差为5 m，重力加速度g取，不计空气阻力。求运动员离斜坡的最大距离。（，结果保留1位小数）
   12.某节目的场地设施如图所示，为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，其质量为，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为、始终在匀速转动且铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为，平台边缘与转盘平面的高度差为。选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动。选手必须作好判断，在合适的位置放手，才能顺利落在转盘上。现有两位选手参与挑战，选手甲质量为50 kg，选手乙质量为60 kg，两位选手均不计身高，悬挂器与轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度。
 （1）选手甲抓住悬挂器，电动悬挂器开动仅1 s，这位选手因害怕呼救，于是第2 s末悬挂器牵引力立即减为零，第3 s末选手甲掉落，电动悬挂器最终停在D点（D点未标出），求的距离；（2）选手乙抓住悬挂器后开始加速，求加速阶段悬挂器对他的拉力大小（结果保留整数）；（3）选手乙从某处C点放手恰好能落到转盘的圆心上，他是从平台出发后多长时间放开悬挂器的？


                     答案以及解析1.答案：D解析：人和船沿绳子方向的速度大小相等，因此，A、B错误；将绳子拉力分解到水平和竖直两个方向，根据牛顿第二定律有，因此船的加速度，C错误，D正确.2.答案：D解析：如图所示，将乒乓球落到B点的速度进行分解，乒乓球与墙壁上A点碰撞后做平抛运动，由平抛运动的规律知.速度偏转角，则球在A点反弹时的速度大小为.
 3.答案：B解析：由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队伍，所以将老师的速度沿平行方向和垂直方向进行分解，在平行方向，老师的速度需要大于等于学生的速度，即，前排学生通过出口的时间，所以老师到达对面出口的时间不能大于2 s，老师在垂直方向的速度，所以老师的速度，当老师平行的速度为2 m/s，垂直的速度为3 m/s时，老师沿直线到达出口，故B正确，ACD错误。4.答案：D解析：滑雪者从C点开始做平抛运动，由于在空中的飞行时间，可得落到斜面上时，因为斜面倾角为37°，可得，解得，所以A错误。滑雪者的速度方向与斜面平行时，离斜面最远，此时有，解得，B错误。滑雪者落到斜面前瞬间的速度，所以C错误。落到斜面前瞬间的速度与水平方向的夹角的正切值，所以D正确。5.答案：A解析：绳索始终保持竖直，则伤员水平方向不受外力，做匀速直线运动，故直升机一定做匀速直线运动，A项正确；伤员相对直升机竖直向上运动，可能匀速、加速或减速，再加上水平方向做匀速运动，其合运动可能是直线、也可能是曲线，B项错；绳索对伤员的拉力可能大于、等于或小于伤员的重力，D项错；直升机受重力、绳索竖直向下的拉力、动力和空气的阻力作用而处于平衡状态，故动力方向一定不是竖直向上的，C项错。6.答案：D解析：本题考查圆周运动规律。“小芳”贴着“魔盘”的侧壁一起做圆周运动，受到重力、静摩擦力和弹力作用，向心力为效果力，A错误；由于“小芳”不滑下，有，解得转速，对于“盼盼”，根据知，即小芳不滑下时，“盼盼”不能在“魔盘”的底面靠近竖直壁附近与“魔盘”保持相对静止一起做圆周运动，B、C错误，D正确。7.答案：C解析：当时，杆与地面之间的夹角为30°，两端沿杆方向的分速度相等，故，C项正确。8.答案：D解析：飞刀飞行的逆过程可视为平抛运动，由得，可知三次飞行时间之比为，B项错误；三次飞行的水平位移相同，由得，可知三次初速度的水平分量之比为，所以击中木板时能不相同，A项错误；由可知，三次初速度的竖直分量之比为，C项错误；根据平抛运动推论，结合题图中可知，D项正确。9.答案：B解析：由题意可知，水流冲击在挡板前瞬间速度方向与竖直方向的夹角为30°，由平抛运动规律有，解得，则挡板的线速度为，所以圆盘稳定转动的角速度大小为，B正确。10.答案：BD解析：小物块刚好滑落时，静摩擦力达到最大值，由向心力公式有，解得，A项错；小物块从圆盘上滑落至滑到桌面边缘的过程，由动能定理有，解得滑行距离，所以餐桌的半径，B项正确；桌面对物块具有支持力，且持续作用了一段时间，其冲量一定不为零，C项错；物块在桌面上滑动过程中因摩擦产生的热量，D项正确。 11.答案：18.1 m解析：设运动员在B点的速度为，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
解得
以B点为坐标原点、沿斜坡方向为x轴、垂直斜坡方向为y轴建立如图所示的坐标系，运动员沿y轴方向做匀变速直线运动，时，离斜坡的距离最大，此时运动员离x轴的距离为
故运动员离斜坡的最大距离为

代入数据解得
 12.答案：（1）8 m（2）612 N（3）2 s解析：本题考查平抛运动与圆周运动的综合。
（1）前2 s内悬挂器和甲一起做的匀加速运动，匀加速运动的位移为，
2 s末的速度为内悬挂器和甲的加速度大小为，方向水平向左，则2~3 s内它们一起做匀减速直线运动，位移为末它们的速度为之后悬挂器继续做匀减速运动，加速度大小为，方向水平向左，经停在D点，故3 s之后悬挂器的位移为，故的距离为。（2）对选手乙受力分析，选手乙受重力和拉力，水平方向合力大小为，
根据平行四边形定则得，加速阶段悬挂器对他的拉力大小为。（3）选手乙做平抛运动的时间为，设在C点选手乙的速度为，则选手乙做平抛运动的水平位移为，选手乙抓住悬挂器做匀加速直线运动的位移为，解得，
则选手乙从平台出发到释放悬挂器的时间为。