专题一 第3讲 力与曲线运动（课时作业）-2022高考物理【优化探究】二轮专题复习（新教材新高考）

[A组　基础性训练] 1. (多选)如图所示，物体A用一根跨过定滑轮的轻绳与小车连接，小车沿水平面向右做匀速直线运动，则小车运动过程中，物体A的(　　) A．速度越来越小　　　　 B．速度越来越大 C．加速度越来越小 D．加速度越来越大 解析：设绳子与水平方向的夹角为α，将小车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向的分速度等于A的速度，有vA＝v0cos α，小车向右做匀速直线运动，则α减小，则A的速度增大，A做加速运动，根据三角函数知识可知，速度增加得越来越慢，故加速度越来越小，故B、C正确，A、D错误。 答案：BC 2. (2021·适应性测试湖南卷)有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示，一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁发生多次弹性碰撞(碰撞前后，小球水平方向速度大小不变、方向反向，竖直方向速度大小和方向都不变)，不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是(　　) A．小球下落时间与小球质量m有关 B．小球下落时间与小球初速度v有关 C．小球下落时间与水井井口直径d有关 D．小球下落时间与水井井口到水面高度差h有关 解析：因为小球与井壁发生多次弹性碰撞，碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向，则将小球的运动轨迹连接起来就是一条抛物线，可知小球在竖直方向做自由落体运动，由下落时间t＝可知，下落时间与小球的质量m、小球初速度v以及井口直径均无关，只与井口到水面高度差h有关，故选D。 答案：D 3．(2021·广东广州一模)如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1 m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3 s，自动识别系统的反应时间为0.3 s；汽车可看成高1.6 m的长方体，其左侧面底边在aa′直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6 m。要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为(　　) A. rad/s B. rad/s C. rad/s D. rad/s 解析：由题意可知，直杆转动的时间t＝3.3 s－0.3 s＝3.0 s，设汽车恰好到达直杆时直杆转动的角度至少为θ，由几何关系得tan θ＝＝1，则θ＝，即横杆至少转过，则角速度ω＝＝ rad/s，故选D。 答案：D 4．(2020·全国Ⅱ卷)如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于(　　) A．20 B．18 C．9.0 D．3.0 解析：摩托车从a点做平抛运动到c点 水平方向：h＝v1t1，竖直方向：h＝gt12 解得v1＝ 动能E1＝mv12＝ 摩托车从a点到b点 水平方向：3h＝v2t2，竖直方向：0.5h＝gt22 解得v2＝3 动能E2＝mv22＝mgh，故＝18。 答案：B 5. (2021·湖南高三模拟)如图所示，一卫星在距地面高度刚好等于地球半径的轨道上做匀速圆周运动，其轨道平面与地球赤道平面重合，转动方向和地球自转方向相同，在地球赤道上某处有一个可以接收卫星信号的基站。已知地球的半径为R，自转周期为T，第一宇宙速度为v，引力常量为G，则由以上信息可求得(　　) A．地球的质量为 B．该卫星的周期为 C．基站能够连续接收到卫星信号的最长时间为 D．地球同步卫星的轨道半径为 解析：由于地球的第一宇宙速度为v＝，而g＝，两式联立可解得地球质量M＝，选项A错误；由万有引力提供向心力可得G＝m·2R，结合M＝，可解得卫星围绕地球做圆周运动的周期T′＝，选项B错误；以地球为参考系，则卫星围绕地球做圆周运动的角速度为ω′＝ω星－ω地＝－，基站能够连续接收到的卫星信号范围如图所示，由几何关系可知∠AOB＝120°，故基站能够连续接收到卫星信号的最长时间为t＝×，解得t＝，选项C错误；由于同步卫星的周期与地球自转的周期相同，设同步卫星的轨道半径为r，则有G＝mr，解得r＝，选项D正确。 答案：D 6．(2021·上海嘉定区一模)某同学为了估算地球的质量，用摆长为L的单摆做小振幅摆动，测得周期为T，若地球半径为r，则地球质量为(　　) A. B. C. D. 解析：根据单摆的周期公式有T＝2π，根据万有引力与重力的关系有(忽略地球自转)mg＝G，解得M ＝，故选C。 答案：C [B组　综合性训练] 7. (2021·湖南衡阳八中月考)深空中，某行星X绕恒星Y逆时针方向公转，卫星Z绕X逆时针方向运行，X轨道与Z轨道在同一平面内。如图，某时刻Z、X和Y在同一直线上，经过时间t