2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練四 曲線運(yùn)動(dòng)（含解析）

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1、四　曲線運(yùn)動(dòng) 1. (人教版必修2 P7第2題改編)(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項(xiàng)目，如圖所示，當(dāng)跳傘員從直升機(jī)上由靜止跳下后，在下落過(guò)程中將會(huì)受到水平風(fēng)力的影響，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．風(fēng)力越大，跳傘員下落時(shí)間越長(zhǎng)，跳傘員可完成更多的動(dòng)作 B．風(fēng)力越大，跳傘員著地速度越大，有可能對(duì)跳傘員造成傷害 C．跳傘員下落時(shí)間與風(fēng)力無(wú)關(guān) D．跳傘員著地速度與風(fēng)力無(wú)關(guān) 答案　BC 解析　風(fēng)力是水平的，不改變豎直方向的運(yùn)動(dòng)，所以跳傘員下落時(shí)間與風(fēng)力無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤，C正確；跳傘員落地速度是水平速度與豎直速度的合成，二者相互垂直，風(fēng)力越大，水平速度越大，合速度越大，有可能對(duì)

2、跳傘員造成傷害，B正確，D錯(cuò)誤。 2．(教科版必修2 P18第2題)一架投放救援物資的飛機(jī)在某個(gè)受援區(qū)域的上空水平地勻速飛行，從飛機(jī)上每隔1 s投下1包救援物資，先后共投下4包，若不計(jì)空氣阻力，則4包物資落地前(　　) A．在空中任何時(shí)刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)是等間距的 B．在空中任何時(shí)刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)不是等間距的 C．在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是等間距的 D．在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)不是等間距的 答案　C 解析　以勻速飛行的飛機(jī)為參考系，物資包做自由落體運(yùn)動(dòng)，在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的

3、直線，落地點(diǎn)間的距離x＝v0t，其中v0是飛機(jī)的水平速度，t是1 s的時(shí)間間隔，可知它們的落地點(diǎn)是等間距的，C正確。 3. (人教版必修2 P25第3題改編)如圖所示，小物體A與水平圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A受力情況是(　　) A．重力、支持力 B．重力、向心力 C．重力、支持力、指向圓心的摩擦力 D．重力、支持力、向心力、摩擦力 答案　C 解析　物體受到重力、支持力、靜摩擦力，其中，指向圓心的靜摩擦力提供向心力，C正確。 4．(多選)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．如圖a，汽車通過(guò)拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài) B．如圖b所

4、示是一圓錐擺，增大θ，若保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變 C．如圖c，汽車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)不需要限速 D．如圖d，汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí)，會(huì)向外側(cè)發(fā)生側(cè)滑 答案　BD 解析　汽車在拱橋最高點(diǎn)，mg－FN＝，知FN

5、摩擦力后也不足以充當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的向心力，汽車會(huì)向外側(cè)發(fā)生側(cè)滑，D正確。 5．(源于人教版必修2 P26“插圖”)在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌。如圖所示，當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，設(shè)此時(shí)的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則(　　) A．該彎道的半徑r＝ B．當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度大小改變 C．當(dāng)火車速率大于v時(shí)，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓 D．當(dāng)火車速率小于v時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓 答案　A 解析　火車以規(guī)定速度拐彎時(shí)不側(cè)向擠壓車輪輪緣，靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝m，解得r

6、＝，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝m，解得v＝，可知火車規(guī)定的行駛速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)火車速率大于v時(shí)，重力和支持力的合力不夠提供向心力，此時(shí)外軌對(duì)火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓外軌，故C錯(cuò)誤；當(dāng)火車速率小于v時(shí)，重力和支持力的合力大于所需的向心力，此時(shí)內(nèi)軌對(duì)火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓內(nèi)軌，故D錯(cuò)誤。 6．(人教版必修2 P25第2題改編)如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．A球的角速度等于B球的角速度 B．A球的線速度大于B球的線速度

7、 C．A球的運(yùn)動(dòng)周期小于B球的運(yùn)動(dòng)周期 D．A球?qū)ν脖诘膲毫Υ笥贐球?qū)ν脖诘膲毫? 答案　B 解析　先對(duì)小球受力分析，如圖所示，由圖可知，兩球的向心力都來(lái)源于重力mg和支持力FN的合力，建立如圖所示的坐標(biāo)系，則有： FNsinθ＝mg① FNcosθ＝mrω2＝mr② 由①得FN＝，小球A和B受到的支持力FN相等，由牛頓第三定律知，D錯(cuò)誤。由于支持力FN相等，結(jié)合②式知，A球運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球運(yùn)動(dòng)的半徑，故A球的角速度小于B球的角速度，A球的運(yùn)動(dòng)周期大于B球的運(yùn)動(dòng)周期，A、C錯(cuò)誤。又根據(jù)FNcosθ＝m，可知A球的線速度大于B球的線速度，B正確。 7．(多選)摩擦傳動(dòng)是傳動(dòng)裝

8、置中的一個(gè)重要模型，如圖所示的兩個(gè)水平放置的輪盤靠摩擦力傳動(dòng)，其中O、O′分別為兩輪盤的軸心。已知兩個(gè)輪盤的半徑比r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作時(shí)兩輪盤不打滑。今在兩輪盤上分別放置兩個(gè)同種材料制成的滑塊A、B，兩滑塊與輪盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，兩滑塊距離軸心O、O′的間距RA＝2RB。若輪盤乙由靜止開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且轉(zhuǎn)速逐漸增加，則下列敘述正確的是(　　) A．滑塊A和B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí)，角速度之比為ωA∶ωB＝1∶3 B．滑塊A和B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí)，向心加速度的比值為aA∶aB＝2∶9 C．轉(zhuǎn)速增加后滑塊B先發(fā)生滑動(dòng) D．轉(zhuǎn)速增加后兩滑塊一起發(fā)生滑動(dòng) 答案　ABC 解

9、析　假設(shè)輪盤乙的半徑為R，由題意可知兩輪盤邊緣的線速度大小相等，有ω甲·3R＝ω乙R，得ω甲∶ω乙＝1∶3，所以滑塊相對(duì)輪盤滑動(dòng)前，A、B的角速度之比為1∶3，A正確；滑塊相對(duì)輪盤滑動(dòng)前，根據(jù)a＝ω2r得A、B的向心加速度之比為aA∶aB＝2∶9，B正確；據(jù)題意可得滑塊A、B的最大靜摩擦力分別為FfA＝μmAg，F(xiàn)fB＝μmBg，最大靜摩擦力之比為FfA∶FfB＝mA∶mB，滑塊相對(duì)輪盤滑動(dòng)前所受的靜摩擦力之比為FfA′∶FfB′＝(mAaA)∶(mBaB)＝mA∶(4.5mB)，兩滑塊隨輪盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由靜摩擦力提供，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，滑塊B先達(dá)到最大靜摩擦力，先開(kāi)始滑動(dòng)，C正確，D

10、錯(cuò)誤。 8．如圖所示，兩個(gè)四分之三豎直圓弧軌道固定在同一水平地面上，半徑R相同，左側(cè)軌道由金屬凹槽制成，右側(cè)軌道由金屬圓管制成，均可視為光滑軌道。在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放，小球距離地面的高度分別為hA、hB，若使小球沿軌道運(yùn)動(dòng)并且到達(dá)軌道最高點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩球釋放的最小高度hA

11、點(diǎn)的速度vA＝，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mg(hA－2R)＝mv，解得hA＝R?、?，若小球B恰好能到右側(cè)軌道的最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)的速度vB＝0，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得hB＝2R?、冢蔴A>hB， A錯(cuò)誤；在軌道最低點(diǎn)，小球受到的支持力最小時(shí)，釋放高度是最小的，即對(duì)左側(cè)軌道來(lái)說(shuō)，在最低點(diǎn)mghA＝mv　③，由牛頓第二定律有FNA－mg＝m　④，聯(lián)立①③④得FNA＝6mg，對(duì)右側(cè)軌道來(lái)說(shuō)，在最低點(diǎn)有mghB＝mv?、荩鶕?jù)牛頓第二定律有FNB－mg＝m?、蓿?lián)立②⑤⑥得FNB＝5mg，故B正確，C錯(cuò)誤；小球A從最高點(diǎn)以最小速度vA＝的速度飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落的高度為R時(shí)，水平位移xA＝vA＝·＝R>

12、R，增大hA，則xA將增大，所以小球A一定落在軌道右端開(kāi)口外側(cè)，而適當(dāng)調(diào)整hB，B可以落在軌道右端開(kāi)口處，D錯(cuò)誤。 9．如圖所示，一質(zhì)量為m＝0.5 kg的小球，用長(zhǎng)為0.4 m的輕繩拴著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2，求： (1)小球要做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)的速度至少為多大？ (2)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為4 m/s時(shí)，輕繩拉力多大？ (3)若輕繩能承受的最大張力為45 N，小球的速度不能超過(guò)多大？ 答案　(1)2 m/s　(2)15 N　(3)4 m/s 解析　(1)在最高點(diǎn)，對(duì)小球受力分析如圖甲，由牛頓第二定律得mg＋F＝① 由于輕繩對(duì)小球只能提供指向圓心的拉力，即F不可能取負(fù)值， 亦即F≥0② 聯(lián)立①②得v≥， 代入數(shù)值得v≥2 m/s 所以，小球要做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)，只有重力充當(dāng)向心力，即F1＝0時(shí)，v1＝2 m/s，即在最高點(diǎn)的速度至少為2 m/s。 (2)將v2＝4 m/s代入①得，F(xiàn)2＝15 N。 (3)由分析可知，小球在最低點(diǎn)時(shí)速度最大，繩的張力最大，對(duì)小球受力分析如圖乙，由牛頓第二定律得F3－mg＝③ 將F3＝45 N代入③得v3＝4 m/s， 即小球的速度不能超過(guò)4 m/s。 - 7 -