2018高考物理备考优生百日闯关专题04曲线运动

  • 格式:doc
  • 大小:606.97 KB
  • 文档页数:16

2018高考物理备考优生百日闯关专题04曲线运动第一部分名师综述曲线运动是高考的热点内容,有时为选择题,有时以计算题形式出现,重点考查的内容有:平抛运动的规律及其研究方法,圆周运动的角度、线速度、向心加速度,做圆周运动的物体的受力与运动的关系,同时,还可以与带电粒子的电磁场的运动等知识进行综合考查;重点考查的方法有运动的合成与分解,竖直平面内的圆周运动应掌握最高点和最低点的处理方法。

第二部分精选试题一、选择题1.如图,斜面与水平面之间的夹角为45°,在斜面底端A点正上方高度为6 m处的O点,以1 m/s的速度水平抛出一个小球,飞行一段时间后撞在斜面上,这段飞行所用的时间为()()A. 0.1 sB. 1 sC. 1.2 sD. 2 s【答案】 A因为斜面与水平面之间的夹角为45°,如图所示,由三角形的边角关系可知,AQ=PQ所以在竖直方向上有,OQ+AQ=6m所以 V0t+gt2=6代入数据,解得t=1s故选B.2.如图所示,一根长为L的细杆的一端固定一质量为m的小球,整个系统绕杆的另一端在竖直面内做圆周运动,且小球恰能过最高点。

已知重力加速度为g,细杆的质量不计。

下列说法正确的是()A.小球过最低点时的速度大小为g LB.小球过最高点时的速度大小为g LC.小球过最低点时受到杆的拉力大小为5mgD.小球过最高点时受到杆的支持力为零【答案】 C3.小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R,现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为r的圆形,当地重力加速度的大小为g,根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为()A.2222()2g r RRω-B.2222()2g r Rrω-C.222()2g r RRω-D.2222g rRω【答案】 A点评:本题就是对平抛运动规律的考查,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解.4.如图所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动,已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是()A. B受到的静摩擦力一直增大B. B受到的静摩擦力是先增大后减小C. A受到的静摩擦力是先增大后减小D. A受到的合外力一直在增大【答案】 D5.一水平放置的圆盘,可以绕中心O点旋转,盘上放一个质量为m的铁块(可视为质点),轻质弹簧一端连接铁块,另一端系于O点,铁块与圆盘间的动摩擦因数为μ,如图所示.铁块随圆盘一起匀速转动,铁块距中心O点的距离为r,这时弹簧的拉力大小为F,g取10 m/s2,已知铁块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则圆盘的角速度可能是.()A.ω≥F m gm rμ+B.ω≤F m gm rμ-C. F m gm rμ-<ω<F m gm rμ+D. F m gm rμ-≤ω≤F m gm rμ+【答案】 D【解析】当铁块匀速转动时,水平方向上铁块受弹簧拉力和静摩擦力的作用,转速较小时,静摩擦力背向圆心,则F-F f=mω2r,因最大静摩擦力F fm=μmg,得ω≥F m gm rμ-,选项B错误;转速较大时,静摩擦力指向圆心,则F+F f=mω2r,因最大静摩擦力F fm=μmg,解得ω≤F m gm rμ+.综合以上情况可知,角速度ω的取值范围为F m gm rμ-≤ω≤F m gm rμ+.6.如图所示,水平传送带AB距离地面的高度为h,以恒定速率v0顺时针运行。

甲、乙两相同滑块(视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在AB的正中间位置轻放它们时,弹簧瞬间恢复原长,两滑块以相同的速率分别向左、右运动。

下列判断正确的是()A. 甲、乙滑块不可能落在传送带的左右两侧B. 甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定相等C. 甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,但距释放点的水平距离一定不相等D. 若甲、乙滑块能落在同一点,则摩擦力对甲乙做的功一定相等【答案】 D考点:本题考查了传送带问题、牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律、摩擦力的功【名师点睛】由于两滑块以相对地面相同的速率分别向左、右运动时,速率大小不确定,两滑块的运动情况有多种可能情况。

应分析全面,不能遗漏。

若甲、乙滑块能落在同一点,说明离开传送带时速度相等,初末速率相等,根据动能定理可知,摩擦力对甲、乙做的功一定相等。

7.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则()A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为B. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关C. 滑块不可能重新回到出发点A处D. 传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多【答案】 D考点:考查功能关系;动能定理.【名师点睛】本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律,理清物块在传送带上的运动情况,以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键.8.如图所示,两光滑直杆成直角竖直固定,OM 水平,ON 竖直,两个质量相同的有孔小球A 、B(可视为质点)串在杆上通过长为L 的非弹性轻绳相连,开始时小球A 在水平向左的外力作用下处于静止状态,此时OB =45L ,重力加速度为g ,现将外力增大到原来的4倍(方向不变),则小球B 运动到与O 点的距离为35L 时的速度大小为 ( )A.1105g L B.8525g LC.1155g L D. 6525g L【答案】 B【解析】开始时O 与A 间距离:OA =224355L L L ⎛⎫-=⎪⎝⎭设AB 质量均为m ,对开始时的B 受力分析如图,则ta n N m gθ=又ta n O A O Bθ=所以34N m g =9.(多选)如图所示,竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC,A、C两点为轨道的最高点,B点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷.将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放,已知重力加速度为g,则()A. 小球运动到B点时的速度大小为B. 小球运动到B点时的加速度大小为C. 小球从A点运动到B点过程中电势能减少D. 小球运动到B点时对轨道的压力大小为【答案】 ABD故选ABD 。

10.(多选)a 、b 两个物体做平抛运动的轨迹如图所示,设它们抛出的初速度分别为a v 、b v ,从抛出至碰到台上的时间分别为a t 、b t ,则 ( )A .a v >b vB .a v <b vC .a t >b tD .a t <b t 【答案】 AD 【解析】两个物体做平抛运动,竖直方向为自由落体运动,根据gh t gt h 2212==可得,即a b t t >所以D 正确;又水平方向匀速直线运动vt x =可得tx v =即b a v v >A正确,本题选AD。

11.(多选)如图所示,BC 是半径为1R m =的竖直面内的圆弧轨道,轨道末端C 在圆心O 的正下方,60B O C ∠=,将质量为1mk g =的小球,从与O 等高的A 点水平抛出,小球恰好从B 点沿圆弧切线方向进入轨道,由于小球与圆弧之间有摩擦,能够使小球从B到C做匀速圆周运动,重力加速度大小为2/10g m s,则下列说法正确的是()A.从B到C,小球与轨道之间的动摩擦因数可能保持不变B.从B到C,小球克服摩擦力做功为5JC.A、B两点间的距离为712mD.小球从B到C的全过程中,小球对轨道的压力不变【答案】 BC12.(多选)如图所示,水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动,盘上放两个小物体P和Q,它们的质量相同,与圆盘的最大静摩擦力都是f m,两物体中间用一根细线连接,细线过圆心O,P离圆心距离为r1,Q离圆心距离为r2,且r1<r2,两个物体随圆盘以角速度ω匀速转动,且两个物体始终与圆盘保持相对静止,则下列说法错误的是()A. ω取不同值时,P和Q所受静摩擦力均指向圆心B. ω取不同值时,Q 所受静摩擦力始终指向圆心,而P 所受静摩擦力可能指向圆心,也可能背离圆心C. ω取不同值时,P 所受静摩擦力始终指向圆心,而Q 所受静摩擦力可能指向圆心,也可能背离圆心D. ω取不同值时,P 和Q 所受静摩擦力可能都指向圆心,也可能都背离圆心 【答案】 ACD点睛:圆周运动中的连接体问题,既要隔离研究,又要抓住它们之间的联系:角速度关系、绳中张力大小相同。

二、非选择题13.山地滑雪是人们喜爱的一项运动,一滑雪道ABC 的底部是一半径为R 的圆,圆与雪道相切于C 点,C 点的切线水平,C 点与水平雪地间距离为H ,如图所示,D 是圆的最高点,一运动员从A 点由静止下滑,刚好能经过圆轨道最高点D 旋转一周,再经C 后被水平抛出,当抛出时间为t 时,迎面水平刮来一股强风,最终运动员以速度v 落到了雪地上,已知运动员连同滑雪装备的总质量为m ,重力加速度为g ,不计遭遇强风前的空气阻力和雪道及圆轨道的摩擦阻力,求:(1)A 、C 的高度差为多少时,运动员刚好能过D 点? (2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度; (3)强风对运动员所做的功. 【答案】 (1)52R (2)225g R g t + H -12gt 2(3)12mv 2-mg 52H R ⎛⎫+⎪⎝⎭【解析】(1)运动员恰好做完整的圆周运动,则在D 点有:mg =m2D v R从A 运动到D 的过程由动能定理得mg(h -2R)=12mv 2D联立解得h =52R .14.如图所示,圆环A 的质量 m 1=10kg ,被销钉固定在竖直光滑的杆上,杆固定在地面上,A 与定滑轮等高,A 与定滑轮的水平距离L =3m ,不可伸长的细线一端系在A 上,另一端通过定滑轮系系在小物体B 上,B 的质量m 2=2kg ,B 的另一侧系在弹簧上,弹簧的另一端系在固定在斜面底端的挡板C 上,弹簧的劲度系数k =40N/m ,斜面的倾角θ=30°,B 与斜面的摩擦因数μ=3/3,足够长的斜面固定在地面上,B 受到一个水平向右的恒力F 作用,F=203N ,开始时细线恰好是伸直的,但未绷紧,B 是静止的,弹簧被压缩。