专题跟踪检测(六) “力与运动”创新性考法专练（Word练习）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

专题跟踪检测（六） “力与运动”创新性考法专练 1．(2023·湖南常德模拟)在天宫课堂中，航天员利用手摇离心机将水油分离。手摇离心机可简化为在空间站中手摇小瓶的模型，如图所示，假设小瓶(包括小瓶中的油和水)的质量为m，P为小瓶的质心，OP长度为L，小瓶在t时间内匀速转动了n圈，以空间站为参考系，下列说法正确的是(　 ) A．图中细线的拉力在竖直圆周运动的最低点时最大，最高点时最小 B．水、油能分离的原因是小瓶里的水和油做圆周运动产生了离心现象，密度较小的油集中于小瓶的底部 C．水和油成功分层后，水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供 D．细线的拉力大小为 解析：选D　小瓶受到的地球引力全部用来提供其随空间站绕地球做圆周运动的向心力，小瓶完全失重，所以小瓶在细线拉力的作用下做匀速圆周运动，细线拉力在任意位置大小都相等，故A错误；水、油能分离的原因是水和油做圆周运动时，需要的向心力不一样，由于水和油的密度不同产生了离心现象，密度较大的水集中于小瓶的底部，B错误；水对油有指向圆心的作用力，水做圆周运动的向心力由瓶底对水的弹力和油对水的作用力的合力提供，C错误；小瓶转动的周期为T＝，细线的拉力大小为F＝mL＝，故D正确。 2．(2023·海南高三模拟)(多选)如图1所示，水平地面上固定一轻质弹簧，弹簧竖直放置，其上端连接一轻质薄板。t＝0时刻，一可视为质点的物块从弹簧正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，其位置随时间变化的图像(x－t图像)如图2所示，其中t＝0.2 s时物块刚接触薄板。弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，以竖直向下为正方向，则(　 ) A．0～0.2 s，物块的加速度逐渐增大 B．t＝0.2 s后物块做简谐运动 C．0.2～0.4 s，物块的加速度先减小后增大 D．0.2～0.4 s，物块的加速度先增大后减小 解析：选BC　由题意可知0～0.2 s，物块做自由落体运动，加速度恒定，A错误；从图像看t＝0.2 s后的图像为正弦函数，物块做简谐运动，B正确；0.2～0.4 s，物块受到的弹簧弹力一直增大，弹力先小于重力后大于重力，由牛顿第二定律，物块的加速度先减小后增大，C正确，D错误。 3．(2023·福建福州三模)(多选)某研究小组研发了一款弹跳机器人，总质量仅为30 g，其结构如图所示，流线型头部内的微型电机先将碳纤维细条制成的弹性结构压缩，之后弹性势能迅速释放，在约为10 ms的时间内将机器人由静止加速到28 m/s，此时机器人恰好离开地面，接着沿竖直方向上升，离地最大高度为33 m，当地重力加速度为9.8 m/s2，则(　 ) A．微型电机工作时，消耗的电能全部转化为弹性结构储存的弹性势能 B．机器人在10 ms的加速时间内平均加速度大小约为2 800 m/s2 C．弹跳机器人在空中上升时加速度大小大于9.8 m/s2 D．弹跳机器人在空中上升的过程中机械能守恒 解析：选BC　微型电机工作时，有内阻会消耗部分电能而转化为焦耳热，故A错误；由题意可得加速阶段的平均加速度大小为a1＝＝2 800 m/s2，故B正确；设减速上升过程中加速度大小为a2，则有2a2h＝v02，解得a2≈11.88 m/s2>9.8 m/s2，加速度大于重力加速度，则可知存在空气阻力，上升过程中需要克服空气阻力做功，则机械能不守恒，故C正确，D错误。 4．(2023·湖南三校联考)(多选)如图所示，空间中存在竖直方向的匀强电场(图中未画出)，某时刻，不带电的小球A自地面上方的P点以速度v1水平抛出，与此同时带负电的小球B以竖直向下的初速度v2开始运动，小球落地前P点、A球、B球三者始终保持在一条直线上。已知两球质量均为m，B球带电量为－q，初始时A、B两球等高且距离为L，两球可视为质点且始终在同一竖直面内运动，运动过程中未相碰，重力加速度为g，则以下说法中正确的是(　 ) A．匀强电场的方向竖直向下 B．电场强度大小为 C．B球的初速度v2＝ D．B球的初速度v2＝ 解析：选AC　A球做平抛运动，则竖直方向上有yA＝gt2，水平方向上有xA＝v1t，小球落地前P点、A球、B球三者始终保持在一条直线上，根据相似三角形可得＝，可得B球竖直方向位移yB＝L＝L＝t，可知B球做匀速直线运动，则电场力与重力平衡，场强大小为E＝，由于小球B带负电，可知匀强电场的方向竖直向下；由yB＝v2t，联立解得v2＝，故选A、C。 5．(2023·洛阳高三模拟)我国是第三个对火星进行探测并将探测器着陆火星的国家，探测器在环绕火星表面飞行时周期是T。火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，若在火星表面附近以初速度v0水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为h，落到火星表面时物体的水平位移为x，已知引力常量为G，下列说法正确的是(　 )