2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)3 拋體運動和圓周運動（含解析）

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1、專題限時集訓(xùn)(三)　 (建議用時：40分鐘) [專題通關(guān)練] 1.如圖所示，河水由西向東流，河寬為800 m，河中各點的水流速度大小為v水，各點到較近河岸的距離為x，v水與x的關(guān)系為v水＝x(m/s)(x的單位為m)，讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河，小船劃水速度大小恒為v船＝4 m/s，則下列說法中正確的是(　　) A．小船渡河的軌跡為直線 B．小船在河水中的最大速度是5 m/s C．小船在距南岸200 m處的速度小于在距北岸200 m處的速度 D．小船渡河的時間是160 s B　[小船在南北方向上為勻速直線運動，在東西方向上先加速，到達河中間后再減速，小船的合運動是曲線運

2、動，A錯；當(dāng)小船運動到河中間時，東西方向上的分速度最大，此時小船的合速度最大，最大值vm＝5 m/s，B對；小船在距南岸200 m處的速度等于在距北岸200 m處的速度，C錯；小船的渡河時間t＝200 s，D錯。] 2.(2019·貴陽市高三一模)如圖所示，從同一斜面的頂端，將A、B兩個小球先后以不同的初速度沿同一方向水平拋出，A球落至該斜面時的速率是B球落至該斜面時速率的3倍。則A球拋出時的初速度大小是B球拋出時初速度大小的(　　) A．3倍 B．6倍 C．9倍 D．12倍 A　[由平拋運動規(guī)律，對A球，x1＝v1t1，y1＝gt，落至斜面時速率vA＝；對B球，x

3、2＝v2t2，y2＝gt，落至斜面時的速率vB＝，vA＝3vB，y1∶x1＝y(tǒng)2∶x2，聯(lián)立解得：v1＝3v2，選項A正確。] 3.如圖所示，一根長為L的輕桿OA，O端用鉸鏈固定，輕桿靠在一個高為h的物塊上，某時刻桿與水平方向的夾角為θ，物體向右運動的速度為v，則此時A點速度為(　　) A. B. C. D. C　[如圖所示，根據(jù)運動的合成與分解可知，接觸點B的實際運動為合運動，可將B點運動的速度vB＝v沿垂直于桿和沿桿的方向分解成v2和v1，其中v2＝vBsin θ＝vsin θ，為B點垂直于桿運動的速度，v1＝vBcos θ＝vcos θ，為B點沿桿運動的速度。當(dāng)桿與

4、水平方向夾角為θ時，OB＝，由于B點的線速度為v2＝vsin θ＝OBω，所以ω＝＝，所以A的線速度vA＝Lω＝，選項C正確。] 4．(原創(chuàng)題)(多選)2019年1月13日(臘月初八)，在某公園舉行的雜技表演中，一男一女兩位演員利用掛于同一懸點的兩根輕繩在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示。已知男演員的體重大于女演員的體重，不計空氣阻力，則(　　) A．女演員運動的周期大 B．男、女演員運動的周期相等 C．男演員對輕繩的拉力大 D．男、女演員對輕繩的拉力可能相等 BD　[設(shè)演員做勻速圓周運動的平面與懸點間的距離為h，圓周運動的半徑為r，輕繩的長度為l，輕繩與豎直方向的夾角

5、為θ，則tan θ＝，又mgtan θ＝mr·，解得T＝2π，由此可知男、女演員運動的周期相等，選項A錯誤，B正確；設(shè)輕繩的拉力為F，則Fcos θ＝mg，又cos θ＝，因此F＝，由于男演員的質(zhì)量較大，所拉輕繩較短，所以男、女演員對輕繩的拉力可能相等，選項C錯誤，D正確。] 5.(易錯題)(多選)如圖所示，半徑為R的內(nèi)壁光滑的圓管固定在豎直平面內(nèi)，直徑略小于圓管內(nèi)徑的兩質(zhì)量均為m＝0.1 kg的小球在圓管內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)小球A以vA＝的速度通過最高點時，小球B剛好以vB＝vA的速度通過最低點，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度g＝10 m/s2。則下列說法正確的是(　　) A．小球A在最高

6、點時，對管內(nèi)壁的壓力大小為1 N B．小球A在最高點時，對管外壁的壓力大小為1 N C．小球B在最低點時，對管外壁的壓力大小為7 N D．小球B在最低點時，對管外壁的壓力大小為6 N BC　[小球A在最高點對圓管作用力為零時，由mg＝m，解得v0＝。由于小球A在最高點的速度vA>，故小球A與圓管的外壁有力的作用，則由小球A所受的合力提供所需向心力得FA＋mg＝m，又vA＝，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得FA＝1 N，由牛頓第三定律可知，此時小球A對管外壁的壓力大小為1 N，A錯誤，B正確。小球B在最低點時，受圓管外壁向上的作用力，則由小球B所受的合力提供所需的向心力得FB－mg＝m，又vB＝vA，

7、聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得FB＝7 N，由牛頓第三定律可知，此時小球B對管外壁的壓力大小為7 N，C正確，D錯誤。] 易錯點評：在于不能正確判斷小球受力特點及向心力來源。 6．(多選)(2019·湖北八校第二次聯(lián)考)如圖所示，有一豎直放置的四分之一光滑圓弧軌道，軌道圓心O到地面的高度為h，小球從軌道最高點A由靜止開始沿著圓弧軌道滑下，從軌道最低點B離開軌道，然后做平拋運動落到水平地面上的C點，C點與A點的水平距離也等于h，當(dāng)小球與圓心的連線與水平方向夾角為30°時，軌道對它的支持力用F0表示，當(dāng)小球運動到B點時，軌道對它的支持力用FB表示，小球落到地面時的速度與水平方向夾角為θ，則下列說法正確的是

8、(　　) A．tan θ＝0.5 B．FB等于小球重力的3倍 C．F0等于小球重力的1.5倍 D．圓弧軌道的軌道半徑為0.2h BCD　[設(shè)小球做平拋運動的位移與水平方向夾角為α，因為小球做平拋運動的水平位移和豎直位移均為h－R，則tan α＝1，由平拋運動推論可知tan θ＝2tan α＝2，A錯誤；在軌道最低點時，mgR＝mv，F(xiàn)B－mg＝m，解得FB＝3mg，B正確；設(shè)小球與圓心的連線與水平方向夾角為30°時，小球的速度大小為v0，mgRsin 30°＝mv，將重力沿著切線方向和小球與圓心連線方向分解，有F0－mgsin 30°＝m，解得F0＝1.5mg，C正確；小球做平拋

9、運動時，h－R＝gt2，h－R＝vBt，解得R＝0.2h，D正確。] 7.(2019·江西七校聯(lián)考)如圖所示，長為L的輕直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，小球擱在水平升降臺上，升降平臺以速度v勻速上升。下列說法正確的是(　　) A．小球做勻速圓周運動 B．當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，小球的速度為 C．棒的角速度逐漸增大 D．當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，棒的角速度為 D　[棒與平臺接觸點(即小球)的運動可視為豎直向上的勻速運動和沿平臺向左的運動的合成。小球的實際運動即合運動方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示。設(shè)棒的角速度為ω，則合速度v實＝ωL，沿豎直向上方向

10、上的速度分量等于v，即ωLsin α＝v，所以ω＝，小球速度為v實＝ωL＝，由此可知棒(小球)的角速度隨棒與豎直方向的夾角α的增大而減小，小球做角速度越來越小的變速圓周運動，選項A、B、C錯誤，D正確。] 8.(易錯題)如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長度為R的細繩拴著在豎直面內(nèi)繞O點做圓周運動，恰好能通過豎直面的最高點A，重力加速度為g，不計空氣阻力，則(　　) A．小球通過最高點A時的速度大小為gR B．小球通過最低點B和最高點A時的動能之差為mgR C．若細繩在小球運動到與圓心O等高的C點時斷了，則小球還能上升的高度為R D．若細繩在小球運動到A處時斷了，則經(jīng)過t＝時間小球運

11、動到與圓心等高的位置 D　[小球恰好能通過最高點，則在最高點時細繩對小球的拉力為零，小球的重力提供小球做圓周運動的向心力，故有mg＝m，解得vA＝，選項A錯誤；小球從最高點向最低點運動的過程中，只有小球的重力做功，故這個過程中小球動能的變化量等于小球重力做的功，即2mgR，故選項B錯誤；當(dāng)小球從A點運動到C點時，由動能定理可得mgR＝m(v－v)，設(shè)細繩斷掉后小球還能上升的高度為h，則有mgh＝mv，聯(lián)立解得h＝R，選項C錯誤；若細繩在小球運動到A處時斷開，則小球?qū)⒆銎綊佭\動，小球運動到與圓心等高處時有R＝gt2，解得t＝，選項D正確。] 易錯點評：在于混淆兩類模型在最高點的臨界條件。

12、[能力提升練] 9.如圖所示，輕桿長為3L，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和B，光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力。忽略空氣阻力。則球B在最高點時(　　) A．球B的速度為零 B．球A的速度大小為 C．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力為1.5mg D．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力為2.5mg C　[球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力，即重力恰好提供向心力，有mg＝m，解得vB＝，故A錯誤；由于A、B兩球的角速度相等，可求得此時球A的速度大小vA＝，故B錯誤；B球在最高點時，對桿無彈力，此時A球的向心

13、力由A球的重力和桿的拉力的合力提供，有F－mg＝m，解得F＝1.5mg，故C正確，D錯誤。] 10．(2019·湖南株洲高三期末)如圖所示為乒乓球桌面示意圖，球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的水平距離為L，在某次乒乓球訓(xùn)練中，從左側(cè)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到桌面右側(cè)邊緣，設(shè)乒乓球的運動為平拋運動，下列判斷正確的是(　　) A．擊球點的高度與網(wǎng)高度之比為2∶1 B．乒乓球在網(wǎng)左右兩側(cè)運動時間之比為2∶1 C．乒乓球過網(wǎng)時與落到右側(cè)桌邊緣時速率之比為1∶2 D．乒乓球在網(wǎng)左右兩側(cè)運動速度變化量之比為1∶2 D　[因為水平方向做勻速直線運動，網(wǎng)右側(cè)的水平位移

14、是左邊水平位移的兩倍，所以網(wǎng)右側(cè)運動時間是左側(cè)的兩倍，豎直方向做自由落體運動，根據(jù)h＝gt2可知，擊球點的高度與網(wǎng)高之比為9∶8，故A、B錯誤；由平拋運動規(guī)律：H＝gt2，L＝v0t解得v0＝L，由動能定理可知，乒乓球過網(wǎng)時mg·H＝mv－mv解得v1＝，同理落到桌邊緣時速度v2＝，所以＝，故C錯誤；網(wǎng)右側(cè)運動時間是左側(cè)的兩倍，Δv＝gt，所以乒乓球在左、右兩側(cè)運動速度變化量之比為1∶2，故D正確。] 11．如圖所示，遙控電動賽車通電后電動機以額定功率P＝3 W工作，賽車(可視為質(zhì)點)從A點由靜止出發(fā)，經(jīng)過時間t(未知)后關(guān)閉電動機，賽車繼續(xù)前進至B點后水平飛出，恰好在C點沿著切線方向進入固

15、定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，通過軌道最高點D后水平飛出，E點為圓弧形軌道的最低點。已知賽車在水平軌道AB部分運動時受到恒定阻力f＝0.5 N，賽車的質(zhì)量m＝0.8 kg，軌道AB的長度L＝6.4 m，B、C兩點的高度差h＝0.45 m，賽車在C點的速度大小vC＝5 m/s，圓弧形軌道的半徑R＝0.5 m。不計空氣阻力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)賽車運動到B點時的速度vB的大??； (2)賽車電動機工作的時間t； (2)賽車經(jīng)過最高點D時對軌道的壓力的大小。 [解析]　(1)賽車從B點到C點的過程中做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律有

16、 h＝gt vy＝gt1 同時有v＝v＋v 解得賽車在B點的速度vB＝4 m/s。 (2)賽車從A點運動到B點的過程中，由動能定理得 Pt－fL＝mv 解得t＝3.2 s。 (3)設(shè)圓弧軌道的圓心O和C點的連線與豎直方向的夾角為α， 則有tan α＝＝ 解得α＝37° 賽車從C點運動到最高點D的過程中，由機械能守恒定律得 mv＝mv＋mgR(1＋cos α) 設(shè)賽車經(jīng)過最高點D處時軌道對小車的壓力為FN，根據(jù)牛頓第二定律得 mg＋FN＝m 聯(lián)立解得FN＝3.2 N 根據(jù)牛頓第三定律可得，賽車對軌道的壓力大小為F′N＝3.2 N。 [答案]　(1)4 m/s　(

17、2)3.2 s　(3)3.2 N 題號 內(nèi)容 押題依據(jù) 核心考點 核心素養(yǎng) 1. 豎直平面內(nèi)圓周運動 圓周運動基本規(guī)律與圖象信息的結(jié)合 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：教材知識與體育運動相結(jié)合，體現(xiàn)學(xué)以致用 2. 平拋圓周斜面組合 圓周平拋組合 科學(xué)思維：立足教材基礎(chǔ)知識，體現(xiàn)知識的綜合性 1.(多選)北京時間2019年2月24日、在體操世界杯墨爾本站男子單杠決賽中，中國選手張成龍以14.333分的成績獲得銅牌。假設(shè)張成龍訓(xùn)練時做“單臂大回環(huán)”的高難度動作時，用一只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運動。如圖甲所示，張成龍運動到最高點時，用力傳感器測得張成龍與單杠間彈力大小

18、為F，用速度傳感器記錄他在最高點的速度大小為v，得到F-v2圖象如圖乙所示。g取10 m/s2，則關(guān)于張成龍的以下說法中正確的是(　　) A．質(zhì)量為65 kg B．重心到單杠的距離為0.9 m C．在最高點的速度為4 m/s時，受單杠的彈力方向向上 D．在完成“單臂大回環(huán)”的過程中，運動到最低點時，單臂最少要承受3 250 N的力 ABD　[對張成龍在最高點進行受力分析，當(dāng)速度為零時，有F－mg＝0，結(jié)合圖象解得質(zhì)量m＝65 kg，選項A正確；當(dāng)F＝0時，由向心力公式可得mg＝，結(jié)合圖象可解得R＝0.9 m，故張成龍的重心到單杠的距離為0.9 m，選項B正確；當(dāng)張成龍在最高點的速

19、度為4 m/s時，張成龍受單杠的拉力作用，方向豎直向下，選項C錯誤；張成龍經(jīng)過最低點時，單臂受力最大，由牛頓第二定律得F－mg＝m，張成龍從最高點運動到最低點的過程中，由動能定理得2mgR＝mv－mv2，當(dāng)v＝0時，F(xiàn)有最小值Fmin，故由以上兩式得Fmin＝3 250 N，即張成龍的單臂最少要承受3 250 N的力，選項D正確。] 2．(多選)如圖所示，一個固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球，小球在管道內(nèi)做圓周運動，從B點脫離管道后做平拋運動，經(jīng)過0.3 s落到斜面上的C點，小球落到斜面上時速度方向垂直斜面。已知半圓形管道的半徑R＝1 m，小球可看作質(zhì)點且其質(zhì)

20、量m＝1 kg，g取10 m/s2。則(　　) A．C點與B點之間的水平距離是1.9 m B．C點與B點之間的水平距離是0.9 m C．小球在B點時，管道對它的作用力FNB的大小是1 N D．小球在A點時，管道對它的作用力FNA的大小是59 N BCD　[根據(jù)平拋運動規(guī)律可知tan 45°＝，則小球在C點時豎直方向的分速度vy和水平方向的分速度vx相等，即vx＝vy＝gt＝3 m/s，則B點與C點之間的水平距離x＝vxt＝0.9 m，故B正確，A錯誤；小球在B點時，由牛頓第二定律，有FNB＋mg＝m，又因為vB＝vx＝3 m/s，代入數(shù)據(jù)解得FNB＝－1 N，負號表示管道對小球的作用力方向豎直向上，故C正確；小球從A點到B點，根據(jù)機械能守恒定律有mv－mv＝mg·2R，解得vA＝7 m/s，小球在A點，由牛頓第二定律有FNA－mg＝m，解得FNA＝59 N，選項D正確。] - 9 -