2023届高三物理二轮专题训练3：力与物体的曲线运动

专题训练3 力与物体的曲线运动 一、选择题（第1～6题为单选题，第7～10题为多选题） 1．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为的物块在恒力F作用下运动，已知物块经过P、Q两点时的速率均为，由P点运动到Q点的过程所用时间，且物块在P点的速度方向与P、Q连线的夹角。已知，，关于物块的运动，下列说法正确的是（　　） A．物块的运动轨迹为圆的一部分 B．恒力，且力的方向与连线垂直 C．物块从P运动到Q的过程中，到P、Q连线的最大距离为1.2m D．P、Q两点的距离为6m 2．2022年北京冬季奥运会，将于2022年02月04～20日举行，这是我国历史上第一次举办冬季奥运会，其中“跳台滑雪”的滑道由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成。如图所示为某滑雪爱好者从助滑道上滑下，在起跳区末端（A点正上方高h处），第一次以速度v0水平飞出，经过时间t，落在着陆坡AB的中点处。已知AB长为L，滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离为d；若第二次该滑雪者在起跳区末端以v0的速度水平飞出（不计空气阻力），则（　　） A．滑雪者在空中飞行时间变为t B．滑雪者在着陆时的速度方向与第一次是平行的 C．滑雪者着陆点离A点的距离将变为L D．滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离大于d 3．在光滑水平桌面中央固定一边长为0.1 m的小正三棱柱abc，俯视如图。长度L＝0.5 m的不可伸长细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量m＝0.8 kg可视为质点的小球，t＝0时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球一垂直于细线方向的水平速度，大小为v0＝4 m/s。由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）。已知细线所能承受的最大张力为50 N，则细线断裂之前（　　） A．小球的速率保持不变 B．小球速率逐渐增大 C．小球运动的路程为0.6π m D．小球运动的位移大小为0.1 m 4．木星冲日就是指木星、地球和太阳依次排列大致形成一条直线时的天象。已知木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，则下列说法正确的是（　　） A．木星绕日运行速度比地球绕日运行速度大 B．木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小 C．木星第一宇宙速度比地球第一宇宙速度小 D．每两次“木星冲日”的时间间隔约为400天 5．2017年6月19日长征三号火箭发射同步卫星中星9A时出现异常，卫星没有进入预定静止轨道，通过我国研究人员的努力，经过10次轨道调整，终于在7月5日将中星9A卫星成功定点于东经101.4°的静止轨道，完成“太空自救”。如图所示是卫星自救过程的简化示意图，近地轨道和静止轨道是圆轨道，异常轨道和转移轨道是椭圆轨道，P、Q、S三点与地球中心共线，P、Q两点是转移轨道的远地点和近地点，近似认为PQ的距离为地球半径R的8倍，则下列说法正确的是（　　） A．静止轨道与地球赤道平面可以不重合 B．卫星在静止轨道上经过S点与在转移轨道上经过P点的加速度相同 C．卫星在异常轨道上经过Q点速率小于在静止轨道上经过S点的速率 D．卫星在近地轨道上的周期与在转移轨道上的周期之比约为1∶8 6．某同学设计了一个滑梯游戏装置，如图所示，一光滑轨道AO固定在水平桌面上，O点在桌面右侧边缘上。以O点为圆心的光滑圆弧轨道BD竖直固定在桌子的右侧，C点为圆弧轨道BD的中点。若宇航员利用该游戏装置分别在地球表面和火星表面进行模拟实验，将小球放在光滑轨道AO上某点由静止下滑，小球越过O点后飞出，落在光滑圆弧轨道BD上。忽略空气阻力，已知地球表面的重力加速度大小为g，火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。在地球表面或在火星表面上，下列说法正确的是（　　） A．若小球恰能打到C点，则击中C点时的速度方向与圆弧面垂直 B．小球释放点越低，小球落到圆弧上时动能就越小 C．根据题目的条件可以得出火星表面的重力加速度大小 D．在地球和火星进行模拟实验时，若都从光滑轨道上同一位置释放小球，则小球将落在圆弧上的同一点 7．如图所示，斯特林发动机的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动。连杆AB，OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB长为R，连杆AB长为L（），当OB杆以角速度ω逆时针匀速转动时，滑块在水平横杆上左右滑动，连杆AB与水平方向夹角为α，AB杆与OB杆的夹角为β。在滑块向左滑动过程中（　　） A．滑块A从右向左先做加速度减小的加速运动，后做加速度减小的减速运动 B．当OB杆与AB垂直时，滑块的速度最大 C．当OB杆与OA垂直时，滑块的速度大小为 D．当时，滑块的速度大小为 8．如图所示，在凤凰峡谷的两侧存在与水平面分别成45°、30°角的山坡，某同学站在左侧山坡上的P点向对面山坡上水平抛出三个质