2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（3）曲线运动

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 2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（3）曲线运动1.如图在水平地面上方的点，先后以不同的水平初速度平抛同一小球，不计空气阻力，第一次小球落在地面上的 点，第二次小球撞到竖直墙面的点后落地，测量得知，、点之间的水平距离是 、点间的水平距离的 2 倍，、点之间的竖直距离是 、点间的竖直距离的2 倍，则第一次与第二次平抛小球的初速度之比为（   ）A. B. C. D.2.如图所示，光滑木板长为，木板可以绕左端点在竖直平面内转动，在木板上距离点处放有一小物块，开始时木板水平静止。现让木板突然以的恒定角速度顺时针转动，小物块自由下落正好可以砸在木板的末端，已知重力加速度，则木板的长度为(   )A． B． C． D．3.一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球和紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则(   )A、球的线速度必定等于球的线速度B、球的角速度必定小于球的角速度C、球的运动周期必定小于球的运动周期D、球对筒壁的压力必定大于球对筒壁的压力4.如图，不计空气阻力，从点水平抛出的小球抵达光滑、固定斜面上端处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面做匀加速直线运动。下列说法正确的是(   )A.小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大B.小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重C.撤去斜面，小球仍从点以相同速度水平抛出，落地瞬间小球重力的功率将变大D.撤去斜面，小球仍从点以相同速度水平抛出，落地时间将增大5.分别是斜面的顶端、底端,是斜面上的两个点,点在点的正上方，与等高,从点水平抛出质量相等的两个小球,球1落在点,球2落在点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程，不计空气阻力，下列说法正确的是(   )A.球1和球2运动的时间之比为2:1
B.球1和球2动能增加量之比为1:3
C.球1和球2抛出时初速度之比为
D.球1和球2运动时的加速度之比为1:26.如图,容量足够大的圆筒竖直放置,水面高度为,在圆筒侧壁开一个小孔,筒内的水从小孔水平射出,设水到达地面时的落点距小孔的水平距离为,小孔到水面的距离为。短时间内可认为筒内水位不变,重力加速度为不计空气阻力,在这段时间内下列说法正确的是(   )A.水从小孔射出的速度大小为B.越小,则越大C. 与小孔的位置无关D.当时, 最大,最大值为7.由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，两点距地面的高度相等。下列说法正确的是(   )A．到达点时，炮弹的速度为零B．到达点时，炮弹的加速度为零C．炮弹经过点时的速度小于经过点时的速度D．炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间8.如图所示,两个小球分别从斜虚线EF上的O、S两点水平抛出,过一段时间再次经过斜虚线EF,若不计空气阻力,则下列说法不正确的是(   )A.两小球再次经过斜虚线EF时的速度大小可能相同
B.两小球再次经过斜虚线EF时的速度方向一定相同
C.两小球可能同时经过斜虚线EF上的同一位置
D.从O点水平抛出的小球到再次经过斜虚线EF所用的时间长9.如图所示为固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道。现有一小球以一定的初速度从最低点冲上轨道，小球运动到最高点时的速度为。已知半圆形轨道的半径为0.4m，小球可视为质点，且在最高点受到轨道的作用力为5N，空气阻力不计，取，则下列说法正确的是(    )A．小球初速度B．小球质量为0.3 kgC．小球在点时重力的功率为20WD．小球在点时对半圆轨道的压力为29N10.如图所示，金属块放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在上，下端拴一个小球。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成角(图中位置)。现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动细线与竖直方高成角(图中位置)。两种情况下，金属块都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是(   )A．受到桌面的静摩擦力大小不变 B．小球运动的角速度变大C．细线所受的拉力之比为2：1 D．小球向心力大小之比为3：111.如图所示，水平转盘上叠放着质量均为1 kg的两个物块，B物块用长为0.25 m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8 N，B与转盘间的动摩擦因数为，间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘可绕竖直中心轴转动，转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的读数为零（g取）.根据以上信息，你认为下列说法正确的是(   )A.A物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力、支持力、细线的拉力、B对A的摩擦力的合力提供的B.转盘的角速度为4 rad/s时，细线刚好有拉力C.A物块刚要脱离B物块时转盘的角速度为4 rad/sD.转盘的角速度大于6 rad/s时细线将被拉断12.第24届冬季奥林匹克运动会，将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，如图，跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、停止区三部分组成；比赛中，质量为m的运动员从处由静止下滑，运动到处后水平飞出，落在了着陆坡末端的点，滑入停止区后，在与等高的处速度减为零。间的高度差为h，着陆坡的倾角为，重力加速度为g，不计运动员在助滑道受到的摩擦阻力及空气阻力，则(   )A．间的高度差为B．适当调节助滑道和着陆坡，运动员可以沿与相切的方向着陆C．运动员在停止区上克服摩擦力所做的功为D．当运动员飞出后，瞬时速度方向与水平方向间的夹角为时，其离着陆坡最远13.一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量对应时间的比值定义为角加速度(即)。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：(已知打点计时器所接交流电的频率为f，圆盘的半径为为纸带上的5个计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)。①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，另一端固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
(1)据图乙可求得纸带运动的加速度大小为______；(用字母、和f表示)(2)由图乙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为______；(用字母、和f表示)(3)圆盘转动的角加速度大小为______。(用字母、、和f表示)14.某同学用如图甲所示的装置做“探究平抛运动规律”的实验,实验中正确记录了小球的印迹,得到如图乙所示的方格纸中四个位置,小方格的边长为,不计空气阻力。(1) 实验中,下列说法合理的是_____。A.斜槽一定要光滑,其末端必须水平B.每次小球都必须从同一高度自由滑下C.平板必须竖直,斜槽末端必须水平D.平板竖直固定,必须取槽口处为坐标原点(2)图乙中若取a点为坐标原点,水平方向为x轴,竖直方向为y 轴,小球在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,则小球做平抛运动时的初速度为__________m/s,小球抛出点的坐标为____________(保留两位有效数字,)15.如图所示，半径为的光滑圆形轨道固定在竖直面内。大小相等的小球质量分别为（为待定系数）。球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的球相撞，碰撞后球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失。重力加速度为。试求：（1）待定系数；（2）第一次碰撞刚结束时小球各自的速度和球对轨道的压力；（3）小球在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球在轨道最低处第次碰撞刚结束时各自的速度。16.静止在水平面上的小车固定在刚性水平轻杆的一端，杆的另一端通过小圆环套在竖直光滑的立柱上。每当小车停止运动时，车上的弹簧枪就会沿垂直于轻杆的水平方向自动发射一粒弹丸，然后自动压缩弹簧并装好一粒弹丸等待下次发射，直至射出所有弹丸。下图为该装置的俯视图。已知每粒弹丸的质量为，未装弹丸时的小车质量为(包括弹簧枪质量)。现给小车装上粒弹丸，每次发射弹丸释放的弹性势能为，发射过程时间极短；小车做圆周运动时的半径为，运动时受到一个与运动方向相反的阻力作用、阻力大小为小车对地面压力的倍，其它阻力忽略不计，重力加速度为。(1)求第一粒弹丸被射出时小车的速度大小；(2)整个过程中轻杆未被拉断，求轻杆所受拉力的最大值；(3)求整个过程中小车做圆周运动的总路程。17.如图所示，水平地面和半圆轨道面均光滑，质量M＝1kg的小车静止在地面上，小车上表面与R=0.24m的半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m＝2kg的滑块（可视为质点）以=6m/s的初速度滑上小车左端，二者共速时的速度为=4m/s，此时小车还未与墙壁碰撞，当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2，求：（1）小车的最小长度；（2）滑块m恰好从Q点离开圆弧轨道时小车的长度；（3）小车的长度L在什么范围，滑块不脱离轨道？18.如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q （两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．若PC间距为，斜面MN足够长，物块Q质量m=4kg，与MN间的动摩擦因数μ=，求：（ sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；（2）物块P第一次过M点后0.3s到达K点，则 MK间距多大；（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程．

                   
答案以及解析1.答案：A解析：第一次平抛过程中，水平方向上 竖直方向上联立解得第二次平抛过程中，水平方向上 竖直方向上联立解得则第一次与第二次平抛小球的初速度之比故选 A。2.答案：C解析：设从开始到小物块砸在木板的末端，木板转过的角度为，则有：所以小物块下落的高度：由自由落体运动规律得：解得小物块下落时间为：，根据木板转动的角度：，联立解得：故ABD错误，C正确；故选：C。3.答案：B解析：设圆锥筒的底角大小为，匀速圆周运动中重力和支持力的合力提供向心力，由和知，因此A错误。由。知，因此B正确。由知,因此C错误。由知支持力大小方向都相同，因此D错误。故本题选B。4.答案：C解析：A.物体在抵达斜面之前做平抛运动,加速度为;在斜面上运动时,由牛顿第二定律得加速度为：,(是斜面的倾角)，可知小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的小，故A错误；B.对于小球和斜面组成的系统，因为小球有沿斜面向下的加速度，故小球在竖直方向上有竖直向下的分加速度，小球处于失重状态，所以小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重，故B错误；C.撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地瞬间竖直方向分速度变大，重力的瞬时功率变大，故C正确；D.比较小球在斜面上与空中运动的时间。由于小球在斜面上运动的加速度为,竖直分加速度为，则知撤去斜面，落地时间变短，故D错误。故选：C。5.答案：C解析：因为，则的高度差是高度差的2倍，根据得，解得球1和球2运动的时间之比为，故选项A不符合题意；根据动能定理得，知球1和球2动能增加量之比为，故选项B不符合题意；球1的水平距离是球2的水平距离的2倍，结合，解得初速度之比为，故选项C符合题意；平抛运动的物体只受重力，加速度为，故两球的加速度相同，故选项D不符合题意。故选C6.答案：D7.答案：D8.答案：D解析：A,物体做平抛运动,设EF与水平方向的夹角为 ,设抛出时的速度为,则,,,联立解得,到虚线的速度为，若抛出时的速度相同，则落到虚线上的速度大小相同，故A正确；B,小球到达虚线时速度与水平方向的夹角为α,则，故两小球经过斜虚线EF时的速度方向一定相同，故B正确；C,小球在斜面上位移为，当初速度不同时，两球可以到达同一位置，故C正确；D，由A可知，经历的时间相同，故D错误；9.答案：AD
解析：10.答案：BD解析：设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力；则有：T=；向心力：，得角速度：，使小球改到一个更高的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，则得到细线拉力T增大，角速度ω增大。对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力等于细线的拉力大小，细线拉力T增大，则静摩擦力变大，故A错误，B正确；开始时细线的拉力：，增大为60°后的拉力：,所以：．故C错误；开始时小球的向心力：Fn1＝mgtan30°＝mg，θ增大为60°后的向心力：所以：，故D正确；故选BD。11.答案：CD解析：A物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力、支持力、B对A的摩擦力的合力提供的，A错误；当B物块与转盘将要发生滑动时，有，解得，这时，B错误；当A物块所需的向心力大于最大静摩擦力时，A将要脱离B物块，此时对A物块有，，解得，此时细线的拉力为，此时细线未断，接下来随着角速度的增大，A脱离B物块，C正确；当细线达到能承受的最大拉力8 N时，A已脱离B物块，则有，解得，D正确.12.答案：AD解析：A、设运动员从B到C所用的时间为t，根据平抛运动的规律有：
解得：在水平方向有：由几何关系可得：代入数据解得运动员经过B点时速度为:
从A到B由动能定理得：
解得：，故A正确；
B、设运动员着陆时速度方向与水平方向的夹角为α，则有：，由由此可得：，，与无关，所以，调节助滑道AB和着陆坡BC，运动员不可能沿与BC相切的方向着陆，故B错误；
C、设运动员在停止区CD上克服摩擦力所做的功为,从B到D的过程由动能定理得：，解得：，故C错误；
D、运动员飞出后做平抛运动，瞬时速度方向与着陆坡BC平行时，即瞬时速度方向与水平方向间的夹角为θ时，其离着陆坡BC最远，故D正确。13.答案：(1)(2)(3)14.答案：（1）BC（2）1.0；解析：（1）斜槽不一定要光滑，因为每次摩擦力相同，只要小球每次从同一高度自由滑下，那么小球每次从槽口飞出的速度都相 同，但要保证小球飞出时的初速度方向是水平的，故斜槽末端必须水平，平板必须竖直，A错误,B、C正确;坐标原点应建立在斜槽槽口小球的重心处，而不是槽口处，D错误。（2）由题图乙知小球在水平方向有，竖直方向由知，联立两式得，；小球经过b点时的竖直速度大小,由知,所以小球从拋出点到a点经历的时间为，由，得,由,得,即小球抛出点的坐标为。15.答案：（1）根据题意在碰撞中无机械能损失由得（2）设碰撞后的速度大小分别为，则，解得，方向向左；，方向向右，设轨道对球的支持力为球对轨道的压力为，方向竖直向上为正、向下为负。则　解得，由牛顿第三定律可得，方向竖直向下（3）设小球运动过程中取向右为正方向，球第二次碰撞刚结束时的速度分别为、，则：解得：，方向向左（另一组：，，不合题意，舍去）由此可得：当为奇数时，小球在第次碰撞刚结束时的速度分别与第一次碰撞刚结束时相同。当为偶数时，小球在第次碰撞刚结束时的速度分别与第二次碰撞刚结束时相同。16.答案：（1）发射第一粒弹丸，由动量和能量守恒得联立解得 (2)设某次发射后，车上有颗弹丸，则整理得可知时杆拉力最大即发射最后一颗弹丸后，轻杆承受的拉力最大。此时轻杆对车的最大拉力由牛顿第三定律，得：轻杆所受拉力的最大值为(3)发射弹丸后，车上有(……2，1，0)颗弹丸时，圆周运动路程为，有得最大总路程17.答案：（1)，设小车的最小长度为由能量守恒知， 得(2)m恰能滑过圆弧的最高点，小车粘在墙壁后，滑块在车上滑动，运动到最高点Q， 在这个过程对滑块由动能定理：解得：   所以小车长度（3）若滑块恰好滑至圆弧到达T点时速度为0，则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道。小车粘在墙壁后，滑块在车上滑动，运动到T点， 在这个过程对滑块由动能定理：   解得所以小车长度小车的长度L必须满足：L≥5. 8m18.答案：（1）滑块由P到D过程，由动能定理，得：根据几何关系，有：在D点，支持力和重力的合力提供向心力，则有：代入数据解得：由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为78N．（2）PM段，根据动能定理，有：代入数据解得：沿MN向上运动过程，根据牛顿第二定律，得到：根据速度时间公式，有：代入数据解得：t1=0.2s      所以t1=0.2s时，P物到达斜面MN上最高点，故返回过程，有：沿MN向下运动过程，根据牛顿第二定律，有： 故，根据运动学公式，有：，即MK之间的距离为0.17m．（3）最后物体在CM之间来回滑动，且到达M点时速度为零，对从P到M过程运用动能定理，得到：代入数据解得： 即物块P在MN斜面上滑行的总路程为1.0m．