2021届高考物理二轮复习专题提能专训：4平抛运动与圆周运动.docx

提能专训(四)平抛运动与圆周运动时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2022南京师大附中期中)如图所示，旋臂式起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动，现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向做匀加速运动，此时，我们站在地面上观看到货物运动的轨迹可能是下列选项中的()答案：B解析：货物同时参与两个分运动，沿水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，两个运动的合运动为匀变速曲线运动，又知加速度方向竖直向上，轨迹向加速度方向偏转，所以选项B正确2(2022河北邢台一中期末)以v0的初速度水平抛出一物体，当其水平分位移与竖直分位移大小相等时，下列说法错误的是()A即时速度的大小是v0B运动时间是C竖直分速度大小等于水平分速度大小D运动的位移是答案：C解析：当其水平分位移与竖直分位移相等时，即v0tgt2，可得运动时间t，水平分速度vxv0，竖直分速度vygt2v0，合速度vv0，合位移s，对比各选项可知说法错误的是C选项3. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()A大小和方向均不变B大小不变，方向转变C大小转变，方向不变D大小和方向均转变 答案：A解析：铅笔匀速向右移动时，x随时间均匀增大，y随时间均匀减小，说明橡皮水平方向匀速运动，竖直方向也是匀速运动所以橡皮的实际运动是匀速直线运动，A项正确4(多选)如图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径Rr21.当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1；若转变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为a2，则()A. B. C. D.答案：BC解析：静摩擦力供应向心力，Ffmaxma1ma2，故a1a211，C对，D错由rR得：121，A错，B对5(多选)中国女排享誉世界排坛，曾经取得辉煌的成就在某次竞赛中，我国女排名将冯坤将排球从底线A点的正上方以某一速度水平发出，排球正好擦着球网落在对方底线的B点上，且AB平行于边界CD.已知网高为h，球场的长度为s，不计空气阻力且排球可看成质点，则排球被发出时，击球点的高度H和水平初速度v分别为()AHh BHhCv Dv答案：AD解析：设排球运动到球网和B点所用时间分别为t1和t2，则有t1，vt1，t2，svt2，联立解得：Hh，v，A、D正确6(2022湖北孝感高三调研)一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a、b两点的位置如图所示，则偏心轮转动过程中a、b两质点()A线速度大小相等B向心力大小相等C角速度大小相等D向心加速度大小相等答案：C解析：a和b两个质点都绕同一个转轴O转动，角速度相等，C项对但是由题图知半径不相等，而线速度vR，因此线速度不相等，A项错向心加速度a2R，角速度相等而半径不相等，因此向心加速度不相等，D项错向心力等于Fma，质量相等a不相等，所以向心力不相等，B项错7某同学进行篮球训练，如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A篮球撞墙的速度，第一次较大B从抛出到撞墙，第一次球在空中运动的时间较长C篮球在空中运动时的加速度，第一次较大D抛出时的速度，第一次肯定比其次次大答案：B解析：设篮球做斜抛运动时的水平分速度为vx，竖直分速度为vy，由表达式h可知，第一次抛球时竖直方向的分速度vy较大；再由表达式t可知，第一次抛出的篮球在空中运动的时间t较长；再由表达式xvxt可知，第一次抛出的球其水平分速度vx较小由以上分析可知，篮球撞墙时的速度即为其水平分速度，故选项A错误；从抛出到撞墙，第一次球在空中运动的时间较长，选项B正确；篮球在空中运动的加速度为重力加速度g，故选项C错误；由于第一次抛球时水平分速度较小，而竖直分速度较大，所以无法推断篮球被抛出时速度的大小关系，选项D错误8. (2022河南安阳市一调)如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和小球B紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()AA球的线速度必定小于B球的线速度BA球的角速度必定大于B球的角速度CA球运动的周期必定大于B球的周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力答案：C解析：两球所受重力大小相等，支持力方向相同，依据力的合成，知两支持力大小相等，合力大小相等，依据牛顿第三定律，A、B球对筒壁的压力大小相等，D项错误；依据F合m得v，合力相等、质量相等，r越大，线速度越大，所以A球的线速度大于B球的线速度，A项错误；依据F合mr2，得，r越大，角速度越小，B项错误；依据T，得越大，周期越小，C项正确9(2022海南嘉积中学期中) (多选)如图所示，蜘蛛在地面和竖直墙壁间结网，蛛丝AB与水平地面之间的夹角为45，A到地面的距离为1 m，已知重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计，若蜘蛛从竖直墙上距地面0.8 m的C点以水平速度v0跳出，要到达蛛丝，水平速度v0可以为()A1 m/s B2 m/sC3.5 m/s D1.5 m/s答案：BC解析：蜘蛛做平抛运动，设水平位移为x，竖直位移为y，则xy0.2 m，xv0t，ygt2，若蜘蛛到达网时恰好与网相切，应有：tan 45，联立得水平速度v0为2 m/s，只要速度大于2 m/s就可以到达网丝AB，所以选项B、C正确，选项A、D错误10(2021保定模拟)如图所示，小球A、B质量相同，分别连接在轻质细杆的两端，可绕过细杆中点O的固定水平轴自由转动现给小球一初速度，使它们做圆周运动， 当小球B运动到轨道的最低点时，细杆对小球B的作用力竖直向上，大小是小球B重力的2倍；此时小球A运动到轨道的最高点，则细杆对小球A的作用力是()A方向竖直向上，大小等于小球A的重力B方向竖直向下，大小等于小球A的重力C方向竖直向下，大小等于小球A的重力的2倍D大小等于零答案：D解析：设小球的速度大小为v，对于小球B，由题意可得：2mgmgm，设杆对小球A的作用力大小为FA，方向竖直向下，则有：mgFAm，以上两式联立可得：FA0，故D正确11(2022山东烟台一模) 如图所示，斜面上A、B、C三点等距，小球从A点正上方O点以初速度v0水平抛出，忽视空气阻力，恰好落在C点若小球落点位于B，则其初速度应满足()Avv0 Bvvv0 Dvv0答案：B解析：依据几何关系可知，OC的水平位移是OB水平位移的两倍，依据hgt2得，t，OC的时间小于OB的时间，由v可知，vv0，所以小球将做平抛运动，结合平抛运动规律，可得小球落地点到A点的水平距离为3R，所以A、B、D选项错误，C选项正确二、计算题(本题包括4小题，共52分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分)13(12分)一小船渡河，河宽d180 m，水流速度v12.5 m/s.若船在静水中的速度为v25 m/s，求：(1)欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？答案：(1)垂直河岸方向36 s90 m(2)向上游偏3024 s180 m解析：(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向当船头垂直河岸时，如图甲所示，合速度为倾斜方向，垂直分速度为v25 m/s.ts36 sv m/sxvt90 m.(2)欲使船渡河航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角，如图乙所示，有v2sin v1，得30所以当船头向上游偏30时航程最短，xd180 m.t s24 s.14(2022吉林通化高三模拟)(12分)如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离答案：3R解析：以a球为争辩对象，设其到达最高点时的速度为va，依据向心力公式有mgFam即4mgm，则va2以b球为争辩对象，设其到达最高点时的速度为vb，依据向心力公式有mgFbm，即mgm，则vb两小球脱离轨道后做平抛运动，它们的水平位移分别为xavat24RxbvbtRa、b两球落地点间的距离为xaxb4RR3R.15(2022南昌师大附中调研)(14分)如图所示，长度为L的细绳上端固定在天花板上O点，下端拴着质量为m的小球当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为60，此时小球静止于光滑的水平面上(1)当球以角速度1做圆锥摆运动时，水平面受到的压力N是多大？(2)当球以角速度2做圆锥摆运动时，细绳的张力T为多大？答案：(1)(2)4mg解析：设小球做圆锥摆运动的角速度为0时，小球对光滑水平面的压力恰好为零，此时球受重力mg和绳的拉力T0，应用正交分解法列出方程：T0sin mLsin T0cos mg0由以上两式解得：0(1)由于10，小球离开水平面做圆锥摆运动，设细绳与竖直线的夹角为，由于球已离开水平面，所以球对水平面的压力N0.小球受重力mg和细绳的拉力T，应用正交分解法列方程：Tsin mLsin Tcos mg0解得：cos ，T4mg.16(2022陕西渭南质检)(14分)质量m1 kg的小球在长为L1 m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax46 N，转轴离地高度h6 m，取g10 m/s2.试求：(1)若小球恰好通过最高点，则最高点处的速度为多大？(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大？(3)绳断后小球做平抛运动，如图所示，则落地时的水平距离x为多大？答案：(1) m/s(2)6 m/s(3)6 m解析：(1)若恰好通过最高点依据牛顿其次定律得：Fmgm且F0代入数值得：v1 m/s(2)运动至最低点处有：Tmgm若细绳此时恰好被拉断，则TTmax46 N代入数值可解得：v6 m/s(3)绳断后，小球做平抛运动，则有：hLgt2xvt代入数值可解得：x6 m