素养培优专练（二）-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

金版教程 高考总复习首选用卷 物理 素养培优专练(二) 一、牛顿运动定律、曲线运动规律在实际情境中的应用 (一)牛顿运动定律、曲线运动规律在生产、生活中的应用 1. (2021·广东高考)由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸。道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．P点的线速度大小不变 B．P点的加速度方向不变 C．Q点在竖直方向做匀速运动 D．Q点在水平方向做匀速运动 答案　A 解析　由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的线速度大小不变，加速度方向时刻指向O点，A正确，B错误；Q点在竖直方向的运动与P点相同，则开始时Q点在竖直方向的分速度大小vQy＝vP cos 30°，末状态Q点在竖直方向的分速度大小vQy′＝vP cos 60°，vQy≠vQy′，则Q点在竖直方向做变速运动，同理可知Q点在水平方向也做变速运动，C、D错误。 2．(2022·山东省德州市高三下三模)为限制车辆进出，通常在公园等场所门口放置若干石球。如图所示，半径为0.40 m的固定石球底端与水平地面相切，以切点O为坐标原点、水平向右为正方向建立直线坐标系Ox。现使石球最上端的小物块(可视为质点)获得大小为2.1 m/s水平向右的速度，不计小物块与石球之间的摩擦及空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，则小物块落地点坐标为(　　) A．x＝0.40 m B．x＝0.59 m C．x＝0.80 m D．x＝0.84 m 答案　D 解析　设小物块在石球上端由重力提供向心力恰好做半径为0.40 m的圆周运动时的速度大小为v0，由mg＝，得v0＝2 m/s，因为v＝2.1 m/s>2.0 m/s，所以小物块自石球上端做平抛运动，又2R＝gt2，x＝vt，得小物块落地点坐标x＝0.84 m，故选D。 (二)牛顿运动定律、曲线运动规律在体育运动、娱乐活动中的应用 3．(多选)蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2。依据图像给出的信息，下列说法正确的是(　　) A．运动员的质量为66 kg B．运动员的最大加速度为45 m/s2 C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为5 m D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为10 m 答案　BC 解析　由图给信息可知，开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即mg＝600 N，解得运动员的质量m＝60 kg，A错误；运动员在蹦床上时受到的最大弹力Fm＝3300 N，故运动员的最大加速度am＝＝45 m/s2，B正确；由图可知运动员离开蹦床后在空中运动的最长时间为2 s，由运动的对称性知，上升和下落的时间分别为1 s，则运动员上升的最大高度为h＝gt2＝5 m，C正确，D错误。 4．(2022·北京市密云区高三下一模)“八字刹车”是初级双板滑雪爱好者一项非常重要的技术，用“八字刹车”在水平雪面上滑行时的滑行姿态如图1所示，其减速原理很复杂，但可简化为图2(图1中左边雪板的受力情况)所示。实际滑行时，可通过脚踝“翻转”雪板，使雪板以内刃AB为轴，外刃CD向上翻转，使得两雪板之间夹角为2α，雪板与雪面成β角。此时雪面对雪板的总作用力F可近似认为垂直于雪板所在平面ABCD，其水平、竖直分量分别记为Fx、Fy，其中Fx垂直于AB边，这个分力可以帮助运动员做减速运动。不计空气阻力和一切其他的摩擦，下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变的情况下，α角越小，减速效果越好 B．其他条件不变的情况下，β角越小，减速效果越好 C．滑行动作和姿态相同时，质量大的运动员减速效果更好 D．滑行动作和姿态相同时，质量不同的运动员减速效果相同 答案　D 解析　设运动员及其装备总质量为m，由题意并结合题图2知，2Fy＝mg，Fx＝Fy tan β，F合＝2Fx sin α，联立解得F合＝mg tan βsin α，结合牛顿第二定律知a＝＝g tan βsin α，所以在其他条件不变的情况下，α角越大，减速效果越好，β角越大，减速效果越好，在滑行动作和姿态相同时，减速效果与运动员质量无关，质量不同的运动员减速效果相同，A、B、C错误，D正确。 5．(2022·江苏省连云港市高三下第二次调研考试)第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，图甲为谷爱凌跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示。谷爱凌从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下