江苏版高考物理复习专题四曲线运动练习含答案

这是一份江苏版高考物理复习专题四曲线运动练习含答案，共21页。试卷主要包含了“旋转纽扣”是一种传统游戏等内容，欢迎下载使用。
考点一 曲线运动 运动的合成与分解
1.(2023全国乙,15,6分)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是( )

答案 D
2.(2021辽宁,1,4分)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300 m,水流速度3 m/s,木船相对静水速度1 m/s,则突击队渡河所需的最短时间为( )
A.75 s B.95 s C.100 s D.300 s
答案 D
3.(2023江苏,10,4分)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
答案 D
考点二 抛体运动
4.(2022广东,6,4分)如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是( )
A.将击中P点,t大于Lv
B.将击中P点,t等于Lv
C.将击中P点上方,t大于Lv
D.将击中P点下方,t等于Lv
答案 B
5.(2021浙江1月选考,9,3分)某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示,每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合,A、B、C和D表示重心位置,且A和D处于同一水平高度。下列说法正确的是( )
A.相邻位置运动员重心的速度变化相同
B.运动员在A、D位置时重心的速度相同
C.运动员从A到B和从C到D的时间相同
D.运动员重心位置的最高点位于B和C中间
答案 A
6.(2023湖南,2,4分)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上,忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )

A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B.谷粒2在最高点的速度小于v1
C.两谷粒从O到P的运动时间相等
D.两谷粒从O到P的平均速度相等
答案 B
7.(2021江苏,9,4分)如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是( )
A.A比B先落入篮筐
B.A、B运动的最大高度相同
C.A在最高点的速度比B在最高点的速度小
D.A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
答案 D
8.(2023新课标,24,10分)将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ。为了观察到“水漂”,一同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出,抛出速度的最小值为多少?(不计石子在空中飞行时的空气阻力,重力加速度大小为g)
答案 2ghtanθ
考点三 圆周运动
9.(2021全国甲,15,6分)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50 r/s,此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为( )
A.10 m/s2 B.100 m/s2
C.1 000 m/s2 D.10 000 m/s2
答案 C
10.(2023全国甲,17,6分)一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 C
11.(2023北京,10,3分)在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示,不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动。用力传感器测得绳上的拉力为F,用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
A.圆周运动轨道可处于任意平面内
B.小球的质量为FRt24π2n2
C.若误将n-1圈记作n圈,则所得质量偏大
D.若测R时未计入小球半径,则所得质量偏小
答案 A
12.(2023江苏,13,6分)“转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为ω0时,碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f。
答案 ω0r mω02r
13.(2022辽宁,13,10分)2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中,我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动,若运动员加速到速度v=9 m/s时,滑过的距离x=15 m,求加速度a的大小;
(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨迹为半圆的匀速圆周运动,如图所示,若甲、乙两名运动员同时进入弯道,滑行半径分别为R甲=8 m、R乙=9 m,滑行速率分别为v甲=10 m/s、v乙=11 m/s,求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
答案 (1)2.7 m/s2
(2)匀速圆周运动的向心加速度a=v2R
则a甲a乙=v甲2R乙v乙2R甲=225242
运动时间t=πRv,
则t甲=πR甲v甲=4π5 s,t乙=πR乙v乙=9π11 s
t甲ω2 B.θ1>θ2
C.F1h2
答案 B
13.(2024届南京六校联合体调研,13)如图甲所示为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,带动可视为质点的“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=1 m,M、N离地高3.2 m,若手摇AB转动的角速度大小为20 rad/s,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。求:

(1)“花筒”(内含铁片)质量为3 kg时所需向心力大小;
(2)铁片落地点到O2的距离。(计算结果可用根式表示)
答案 (1)1 200 N (2)257 m
14.(2024届常州期中,15)如图所示,高速公路上一辆速度为90 km/h的汽车紧贴超车道的路基行驶。驾驶员在A点发现刹车失灵,短暂反应后,控制汽车通过图中两段半径和弧长都相同且相切的圆弧从B点紧贴避险车道左侧驶入。已知汽车速率不变,A、B两点沿道路方向距离为105 m,超车道和行车道宽度均为3.75 m,应急车道宽度为2.5 m,路面提供的最大静摩擦力是车重的12,汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)汽车转弯时的向心加速度大小;
(2)汽车转弯时圆弧轨迹半径;
(3)驾驶员的反应时间。
答案 (1)5 m/s2 (2)125 m (3)1.4 s
微专题专练
微专题3 有约束条件的平抛运动问题
1.(下落高度约束类问题)(2023届湖北联考,3)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h,现将A向右水平抛出的同时,B自由下落,重力加速度为g。不计空气阻力,在与地面发生第一次碰撞前要想A、B能够相碰,A水平抛出的速度v应该满足的条件是( )
A.v≥l2gh B.v≥lg2h
C.v≥l2g2h D.v≥lgh
答案 B
2.(多级台阶约束类问题)(2023届重庆第四次质量检测,6)如图所示,由多级台阶构成的阶梯,每级台阶高度h=16 cm,长度L=40 cm。将小球(可视为质点)从平台上以v0=9 m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,小球抛出后首先落到的台阶是( )
A.第15级台阶 B.第16级台阶
C.第17级台阶 D.第18级台阶
答案 C
3.(斜面约束下的多种运动分析)(2023届全国大联考改编)如图所示,斜面倾角为θ,位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出,小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.若小球以最小位移到达斜面,则t=v0gtanθ
B.若小球垂直击中斜面,则t=v0gtanθ
C.若小球能击中斜面中点,则t=2v0gtan
D.无论小球怎样到达斜面,运动时间均为t=2v0 tanθg
答案 B
4.(斜面约束类抛体运动)(2024届徐州新世纪学校月考,9)如图甲是研究小球在长为L的斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图乙所示的x-tan θ图像,当02R的任何高度释放均可
答案 D
4.(倾斜面内圆周运动的临界问题)(2024届江苏省梁丰高级中学月考,7)如图为斜式滚筒洗衣机的滚筒简化图,在脱水过程中滚筒绕固定轴OO'以恒定的角速度转动,滚筒的半径为r,筒壁内有一可视为质点的衣物,衣物与滚筒间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),转动轴与水平面的夹角为θ,重力加速度为g。在脱水过程中,要保持衣物始终与滚筒相对静止,滚筒转动角速度的最小值为( )
A.g(μsinθ+csθ)μr B.g(sinθ+μcsθ)μr
C.g(μsinθ-csθ)μr D.g(sinθ-μcsθ)μr
答案 B
5.(圆盘模型临界问题)(2023届南通通州湾中学检测,12)如图甲所示,水平转盘上放有质量为m的物块,物块到转轴的距离为r,物块和转盘间的动摩擦因数为μ。设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度为g。

(1)当水平转盘以角速度ω1匀速转动时,物块与转盘刚好能相对静止,求ω1的值;
(2)如图乙所示,将物块和转轴用细绳相连,当转盘的角速度ω2=μg3r时,求细绳的拉力FT2的大小;
(3)将物块和转轴用细绳相连,当转盘的角速度ω3=5μg3r时,求细绳的拉力FT3的大小。
答案 (1)μgr (2)0 (3)23μmg
6.(圆周运动+平抛运动临界问题)(2023届盐城阜宁调研,15)小明同学站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间绳长为3d4,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求绳突然断掉时球的速度大小v0;
(2)求轻绳能承受的最大拉力的大小;
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?
答案 (1)2gd (2)113mg (3)12d 233d