适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练17

课时规范练17

基础对点练

1.(曲线运动的速度方向)高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,下列说法正确的是(　　)

A.a、b、c、d四个点的速度方向均竖直向下

B.a、c两个点的速度方向竖直向下

C.b、d两个点的速度方向竖直向下

D.c点的速度方向竖直向上

答案 B

解析 曲线运动的速度方向沿该点轨迹的切线方向,所以图中a点的速度方向竖直向下,b点的速度方向竖直向上,c点的速度方向竖直向下,d点的速度方向竖直向上,故B正确。

2.(曲线运动的轨迹与合力方向的关系)(2023广东肇庆模拟改编)在某次足球比赛中,某球员利用任意球破门,足球的运动轨迹示意图如图所示。则足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是(　　)

答案 D

解析 当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,并且轨迹向合外力方向弯曲,故D正确。

3.(运动性质的判定)如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁体,下列关于小球运动的说法正确的是(　　)

A.磁体放在A处时,小铁球做匀速直线运动

B.磁体放在A处时,小铁球做匀加速直线运动

C.磁体放在B处时,小铁球做匀速圆周运动

D.磁体放在B处时,小铁球做变加速曲线运动

答案 D

解析 磁体放在A处时,合力向前,加速度向前,物体加速运动,但磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,A、B错误;磁体放在B处时,合力与速度不共线,故小铁球偏转,但不是圆周运动,磁力大小与距离有关,所以加速度是变化的,即小铁球做变加速曲线运动,故C错误,D正确。

4.(运动的合成与分解)某人骑自行车以4 m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报告当时是正北风,风速为4 m/s,那么,骑车人感觉到的风向和风速为(　　)

A.西北风　风速为4 m/s

B.西北风　风速为4 m/s

C.东北风　风速为4 m/s

D.东北风　风速为4 m/s

答案 D

解析 以骑车人为参考系,人向正东方向骑行,受到向正西方向的风,风速v1=4m/s,当时有正北风,风速为v2=4m/s,如图所示,可求得人感觉到的风向为东北风,风速v=4m/s,D正确。

5.(小船渡河问题)(2023广东中山模拟改编)已知某小船在静水中的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1,小船出发点A到正对岸B点的距离为d,河岸平直。若小船以最短的时间渡河,则小船到达对岸的地点与B点的距离为(　　)

A. B. C.2d D.4d

答案 B

解析 要使渡河时间最短,小船的速度应垂直河岸,渡河时间t=,小船到达对岸的地点与B点的距离x=v水t,又v船∶v水=2∶1,解得x=,选项B正确。

6.(运动的合成与图像应用)(2023天津河西模拟)某质点在Oxy平面上运动,t=0时质点位于y轴上。它在x轴方向运动的速度—时间图像如图甲所示,在y轴方向的位移—时间图像如图乙所示。有关该质点的运动情况,下列说法正确的是(　　)

甲

乙

A.质点沿x轴正方向做匀速直线运动

B.质点沿y轴正方向做匀速直线运动

C.质点在t=1 s时速度大小为5 m/s

D.质点在t=1 s时的位置坐标为(5 m,5 m)

答案 D

解析 由题图甲知,质点沿x轴正方向做匀加速直线运动,A错误;由题图乙知,质点沿y轴负方向做匀速直线运动,B错误;t=1s时,质点在x轴方向上的速度大小为v1=6m/s,在y轴方向上的速度大小为vy=m/s=5m/s,故质点在t=1s时的速度大小为v1=m/s,C错误;t=1s时,质点所在位置的纵坐标为y=5m,横坐标为x=t=5m,所以质点在t=1s时的位置坐标为(5m,5m),D正确。

7.(杆端速度的分解)(多选)(2023湖北重点中学联考)甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用轻直杆连接,乙球处于粗糙水平地面上,甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上,初始时轻杆竖直,杆长为4 m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右运动,对于两球的运动,下列说法正确的是(　　)

A.乙球距离起点3 m时,甲、乙两球的速度大小之比为∶3

B.乙球距离起点3 m时,甲、乙两球的速度大小之比为3∶

C.甲球即将落地时,乙球的速度与甲球的速度大小相等

D.甲球即将落地时,乙球的速度为零

答案 BD

解析 设轻杆与竖直方向的夹角为θ,则v1在沿杆方向的分速度为=v1cosθ,v2在沿杆方向的分速度为=v2sinθ,而,当乙球距离起点3m时,有cosθ=,sinθ=,解得此时甲、乙两球的速度大小之比为,A错误,B正确;当甲球即将落地时,θ=90°,此时甲球的速度达到最大,而乙球的速度为零,C错误,D正确。

素养综合练

8.(2023河北邢台名校联考)冰壶比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转(自旋),擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰),减小冰壶前侧受到的摩擦力,可使冰壶做曲线运动。在下列所示的各图中,圆表示冰壶,ω表示冰壶自旋的方向,v表示冰壶前进的方向,则在刷冰的过程中,冰壶运动的轨迹(虚线表示)可能正确的是(　　)

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

答案 B

解析 由题意可知,擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰),减小冰壶前侧受到的摩擦力,而后侧所受摩擦力几乎不变。如图所示,若冰壶按题图①所示的逆时针方向旋转,则沿垂直速度的方向,摩擦力的合力向左,则冰壶运动轨迹将向左偏转;同理若冰壶按顺时针方向旋转,则冰壶运动轨迹向右偏转,即①④正确。故选B。

9.如图所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与物块B相连,在外力作用下A沿杆以速度vA匀速上升经过P、Q两点,经过P点时绳与杆间的夹角为α,经过Q点时A与定滑轮的连线处于同一水平面,则(　　)

A.经过Q点时,B的速度方向向下

B.经过P点时,B的速度大小等于

C.在A从P至Q的过程中,B处于失重状态

D.在A从P至Q的过程中,B处于超重状态

答案 D

解析 对于A,它的速度如图中标出的vA,将其沿绳方向和垂直绳方向分解为va、vb,其中va与B的速度vB沿同一根绳子,大小相同,刚开始时B的速度大小为vB=vAcosα;当A环上升至与定滑轮的连线处于同一水平面时有va=0,所以B的速度vB=0,A、B错误;由vB=vAcosα知,当A上升时,夹角α增大,vB减小,因此B向下做减速运动,则B处于超重状态,C错误,D正确。

10.如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm,7.5 cm,12.5 cm,17.5 cm。在图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。

(1)请在图乙中描绘出蜡块4 s内的轨迹。

(2)求出玻璃管向右平移的加速度a。

(3)求t=2 s时蜡块的速度v2。

答案 (1)见解析图　(2)5×10-2 m/s2　(3)0.14 m/s

解析 (1)根据题中位移数据描点、连线,可得轨迹如图所示。

(2)因Δx=aT2

所以a==5×10-2m/s2。

(3)vy==0.1m/s

vx=at=5×10-2×2m/s=0.1m/s

v2=m/s=0.14m/s。