2020高考物理課標(biāo)二輪(天津?qū)Ｓ?訓(xùn)練題：專題提升訓(xùn)練3 力與曲線運(yùn)動(dòng) Word版含解析

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1、專題提升訓(xùn)練3力與曲線運(yùn)動(dòng) —專題提升訓(xùn)練第6頁 —、單項(xiàng)選擇題（本題共5小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的） 1.（2019?北京海淀月考）右圖是碼頭的旋臂式起重機(jī)，當(dāng)起重機(jī)旋臂水平向右保持靜 止時(shí),吊著貨物的天車沿旋臂向右勻速行駛,同時(shí)天車又使貨物沿豎直方向先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng)。該過程中貨物的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是（） 合案:C 解析:貨物在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平行四邊形定則,知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上,軌跡為曲線,貨物的加速度先向上后向下,因?yàn)榧铀俣鹊姆较蛑赶?/p>

2、軌跡的凹側(cè),故 C正確AB、D錯(cuò)誤。 2.（2019?天津期末）如圖所示，湖中有一條小船，岸上人用纜繩跨過定滑輪拉船靠岸。若用恒速v0拉繩，當(dāng)繩與豎直方向成?角時(shí),小船前進(jìn)的瞬時(shí)速度是（） A.VoSinaB. C.v°cosaD. 答案:B 解析:船的速度等于沿繩子方向和垂直于繩子方向速度的合速度，根據(jù)平行四邊形 運(yùn)動(dòng)軌跡，三個(gè)小球到墻壁的水平距離均相同，且a和b從同一點(diǎn)拋出。不計(jì)空氣阻力，則（） A.a和b的飛行時(shí)間相同 B. b的飛行時(shí)間比c的短 C. a的水平初速度比b的小 D. c的水平初速度比a的大 答案:D 解析:根據(jù)t=—可知,b下落的

3、高度比a大，則b飛行的時(shí)間較長(zhǎng)，根據(jù)v0=-，因水平位移相同，則a的水平初速度比b的大，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;b的豎直下落高度比c大，則b飛行的時(shí)間比c長(zhǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;a的豎直下落高度比c大，則a飛行的時(shí)間比c長(zhǎng)， 根據(jù)v0=-，因水平位移相同，則a的水平初速度比c的小，選項(xiàng)D正確。 4.（2018?浙江金華期末）如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員在參加跳遠(yuǎn)比賽,他騰空過程中離地面的最大高度為1，成績(jī)?yōu)?1。假設(shè)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為①運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。則有（） A.tana=2B.tana=- C.tana=-D.tana=1 答案:D 解析:運(yùn)動(dòng)員從最

4、高點(diǎn)到落地的過程做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱性知平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為21，則有l(wèi)=_gt2,解得t=- 運(yùn)動(dòng)員通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為v=—?jiǎng)t有tana=一=1,故D正確。 5.（2019?陜西西安八校聯(lián)考）如圖所示，小物塊位于半徑為R的半圓柱形物體頂端，若 B.落地時(shí)水平位移為R C.落地速度大小為2 D.落地時(shí)速度方向與水平地面成60°角 答案:C 解析:設(shè)小物塊在半圓柱形物體頂端做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界速度為v，則重力剛好提供向 c 心力，由牛頓第二定律得mg=m—，解得vc=，因?yàn)関0>vc，所以小物塊將離開半圓 柱形物體做平拋運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直方向R=—gt

5、2,水平位移為 x=v0t，解得x=2R，B錯(cuò)誤;小物塊落地時(shí)豎直方向分速度大小為v=gt，解得vy= 則落地時(shí)速度的大小為v=2—，速度與水平地面成45°夾角,C正確,D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 6.（2019?天津紅橋區(qū)一模）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0,則（） A. 該彎道的半徑r=—— B. 當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度大小隨之變化 C. 當(dāng)火車速率大于v時(shí)，

6、內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓 D. 當(dāng)火車速率小于v時(shí)，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓 答案:AD 解析:火車轉(zhuǎn)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，設(shè)轉(zhuǎn)彎 處斜面的傾角為0,根據(jù)牛頓第二定律得mgtan3=m—，解得r=，故A正確;根據(jù)牛 頓第二定律得mgtan0=m—，解得v=，可知火車規(guī)定的行駛速度與質(zhì)量無關(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比所需的向心力大,此時(shí)內(nèi)軌對(duì)火車有側(cè)壓力,輪緣擠壓內(nèi)軌，故D正確。 7.（2019?河北石家莊質(zhì)檢）如圖所示,兩個(gè)質(zhì)

7、量均為m的小球A、B套在半徑為R的圓環(huán)上，圓環(huán)可繞豎直方向的直徑旋轉(zhuǎn)，兩小球隨圓環(huán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)圓環(huán)靜止。已知OA與豎直方向的夾角0=53°,OA與OB垂直，小球B與圓環(huán)間恰好沒有摩擦力, A. 圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為一 B. 圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為一 C. 小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為-mg D. 小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為-mg 答案:AD 解析:對(duì)小球B受力分析,B在圓環(huán)支持力和重力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)圓環(huán)的角速度為°由牛頓第二定律可得mgtan37°=me2Rsin37°，解得?=一,A正確,B錯(cuò)誤;對(duì)A球，設(shè)圓環(huán)對(duì)小球的支持力大小為F,圓環(huán)對(duì)小球的摩擦力大小為

8、Ff,方向?yàn)檠貓A環(huán)向下，由牛頓第二定律知，在豎直方向有Fcos53°-mg-Ffcos37°=0,在水平方向有Ffcos53°+Fsin53°=m"Rsin53°，聯(lián)立解得F=—，即小球A所受摩擦力大小為一，方向沿圓環(huán)向上,D正確,C錯(cuò)誤。 8. （2019?廣東深圳三校模擬）如圖所示，兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑不同的半圓軌道固定在地面上,質(zhì)量相等的兩個(gè)小球分別從與球心在同一水平高度的A、B兩點(diǎn)由靜止開始自由滑下,它們通過軌道最低點(diǎn)時(shí)（） A. 線速度相等 B. 向心加速度相等 C. 對(duì)軌道的壓力相等 D. 兩小球都處于超重狀態(tài) 答案:BCD 解析:設(shè)半圓軌道的半徑為r,小球到最低點(diǎn)

9、時(shí)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律得mgr=-mv2，所以v=，由于它們的半徑不同，所以線速度不相等，故A錯(cuò)誤;小球的 向心加速度a=—=2g，與半徑無關(guān)，因此此時(shí)兩個(gè)小球的向心加速度相等，故B正確;在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得FN-mg=m一，聯(lián)立解得FN=3mg,由牛頓第三定律可知小球?qū)壍赖膲毫?mg，由于球的質(zhì)量相等，所以兩個(gè)小球?qū)壍赖膲毫ο嗟龋蔆正確;由于兩小球加速度均向上，故均處于超重狀態(tài)，故D正確。 9. （2019?河南鄭州質(zhì)檢二）下圖為一半球形的坑，其中坑邊緣兩點(diǎn)M、N與球心等高且在同一豎直面內(nèi)。現(xiàn)甲、乙兩位同學(xué)（可視為質(zhì)點(diǎn)）分別站在M、N兩點(diǎn)，同時(shí)將兩個(gè)小球以V］、v2

10、的速度沿圖示方向水平拋出，發(fā)現(xiàn)兩球剛好落在坑中同一點(diǎn)Q,已知ZMOQ=60°，忽略空氣阻力。則下列說法正確的是（） A. 甲、乙兩同學(xué)拋出球的速率之比為1：3 B. 若僅增大V],則兩球?qū)⒃诼淙肟又兄跋嘧? C. 兩球的初速度無論怎樣變化，只要落在坑中的同一點(diǎn)，兩球拋出的速率之和不變 D. 若僅從M點(diǎn)水平拋出小球，改變小球拋出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中答案:AB 解析:兩球剛好落在坑中同一點(diǎn)，說明兩球在豎直方向的位移相同，由y=-gt可知，兩球在空中飛行的時(shí)間相同。設(shè)半球形坑的半徑為R,則甲同學(xué)拋出的球的水平位移為x=R-Rcos60°二-，乙同學(xué)拋出的球的水平位移為x=R+R

11、cos60°=一，由x=vt甲乙 可知，甲、乙兩同學(xué)拋出球的速率之比為v1:v2=x:x=1:3，A正確;若僅增大v1, 12甲乙1 相撞時(shí)v]t+v2t=2R,t減小，則h=-gt2減小，故兩球?qū)⒃诼淙肟又兄跋嘧?B正確;只要 落入坑中的同一點(diǎn)，則x+x=2R,由x=vt可知,兩球拋出的速率之和V[+v2=-甲 甲乙12 -乙斗—與小球在空中飛行時(shí)間有關(guān),即與小球落入坑中的同一點(diǎn)的位置有關(guān),C錯(cuò)誤;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推論，小球落入坑中時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線與水平直徑的交點(diǎn)在水平位移的-處，即若僅從M點(diǎn)水平拋出小球,改變小球拋出的速度，小球不可能垂直坑壁落入坑中,D錯(cuò)誤。 三、

12、計(jì)算題(本題共1小題，須寫出規(guī)范的解題步驟) 10. (2019?福建龍巖質(zhì)檢)如圖甲所示,陀螺可在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落，好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀螺”。它可等效為一質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)的模型,如圖乙所示。在豎直平面內(nèi)固定的強(qiáng)磁性圓軌道半徑為RAB兩點(diǎn)分別為軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)沿軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，受圓軌道的強(qiáng)磁性引力始終指向圓心O且大小恒為F,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率v=—通過A點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為其重力的7倍，不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為 g。 A 質(zhì)點(diǎn) (1) 求質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量。 (2) 質(zhì)點(diǎn)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，若磁性引力大小恒定,試證明質(zhì)點(diǎn)對(duì)A、B兩點(diǎn)的壓

13、力差為定值。 (3) 若磁性引力大小恒為2F,為確保質(zhì)點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)的最大速率。 答案:見解析解析：(1)在A點(diǎn):F+mg-FA=——①根據(jù)牛頓第三定律:F=F=7mg② AA 由①②式聯(lián)立得:m=—o③ ⑵質(zhì)點(diǎn)能完成圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律： F+mg-FNA=④ 根據(jù)牛頓第三定律:Fna'=Fna⑤ 在B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律：F-mg-FNB=——⑥根據(jù)牛頓第三定律:Fnb'=FNb⑦ 從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律: mg?2R=--⑧ 由④⑤⑥⑦⑧聯(lián)立得:FNA'-FNB'=6mg,為定值，得到證明。 (3)在B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律： 2F-mg-FNB= 當(dāng)Fnb=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)速率最大叫刃直皿 2F-mg=⑨ 聯(lián)立解得:VBm