专题四曲线运动-【创新教程】2020-2024五年高考真题物理分类特训

　　　　　　　　专题四　曲线运动 考点１　曲线运动　运动的合成与分解 ◆曲线运动 １．(２０２３􀅰辽宁卷,１)某同 学在练习投篮,篮球在空 中的运动轨迹如图中虚 线所示,篮球所受合力F 的示意图可能正确的是 (　　) ◆运动的合成———小船渡河 ２．(２０２１􀅰辽宁卷,１,４分)１９３５年５月,红军 为突破“围剿”决定强渡大渡河．首支共产党 员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小 木船坚决强突．若河面宽３００m,水流速度 ３m/s,木船相对静水速度１m/s,则突击队 渡河所需的最短时间为 (　　) A．７５s　　　　　　　　B．９５s C．１００s D．３００s ◆运动分解问题 ３．(２０２３􀅰全国乙卷,１５)小车在水平地面上沿轨 道从左向右运动,动能一直增加．如果用带箭 头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受 合力,下列四幅图可能正确的是 (　　) ４．(２０２３􀅰江苏卷,１０)达􀅰芬奇的手稿中描述 了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直 线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子． 若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙 子排列的几何图形是 (　　) ５．(２０２０􀅰山东卷,１６,９分)单板滑雪 U 型池 比赛是冬奥会比赛项目,其场地可以简化为 如图甲所示的模型:U形滑道由两个半径相 同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平 面直轨道连接而成,轨道倾角为１７．２°．某次 练习过程中,运动员以vM ＝１０m/s的速度 从轨道边缘上的 M 点沿轨道的竖直切面 ABCD 滑出轨道,速度方向与轨道边缘线 AD 的夹角α＝７２．８°,腾空后沿轨道边缘的 N 点进入轨道．图乙为腾空过程左视图．该 运动员可视为质点,不计空气阻力,取重力 加速度 的 大 小 g＝１０ m/s２,sin７２．８°＝ ０．９６,cos７２．８°＝０．３０．求: (１)运动员腾空过程中离开AD 的距离的最 大值d; (２)M、N 之间的距离L． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０２ 最新真题分类特训􀅰物理 考点２　抛体运动规律的理解和应用 ◆斜抛运动 １．(２０２４􀅰 山 东 卷, １２)如图所示,工程 队向峡谷对岸平台 抛射重物,初速度 v０ 大小为２０m/s, 与水平方向的夹角为３０°,抛出点P 和落点 Q 的连线与水平方向夹角为３０°,重力加速 度大小取１０m/s２,忽略空气阻力．重物在 此运动过程中,下列说法正确的是 (　　) A．运动时间为２ ３s B．落地速度与水平方向夹角为６０° C．重物离PQ 连线的最远距离为１０m D．轨迹最高点与落点的高度差为４５m ２．(２０２４􀅰江苏卷,４) 喷泉a、b 形成如图 所示的形状,不计空 气阻力,则喷泉a、b的 (　　) A．加速度相同 B．初速度相同 C．最高点的速度相同 D．在空中的时间相同 ３．(２０２２􀅰山东卷,１１,４分)如图所示,某同学 将离地１．２５m的网球以１３m/s的速度斜向 上击出,击球点到竖直墙壁的距离４．８m．当网 球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为 ８．４５m的P点．网球与墙壁碰撞后,垂直墙面 速度分量大小变为碰前的０．７５倍．平行墙面 的速度分量不变,重力加速度g取１０m/s２,网 球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的 距离d 分别为 (　　) A．v＝５m/s B．v＝３ ２m/s C．d＝３．６m D．d＝３．９m ４．(２０２１􀅰江苏卷,９,４分) 如图所示,A、B 两篮球从 相同高度同时抛出后直接 落入篮筐,落入篮筐时的 速度方向相同,下列判断正确的是 (　　) A．A 比B 先落入篮筐 B．A、B 运动的最大高度相同 C．A 在最高点的速度比B 在最高点的速 度小 D．A、B 上升到某一相同高度时的速度方向 相同 ◆平抛运动 ５．(２０２４􀅰新课标卷,１５)福建舰是我国自主设 计建造的首艘弹射型航空母舰．借助配重小 车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹 射器从甲板上水平弹出后,落到海面上．调 整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能 变为调整前的４倍．忽略空气阻力,则小车 在海面上的落点与其离开甲板处的水平距 离为调整前的 (　　) A．０．２５倍 B．０．５倍 C．２倍 D．４倍 ６．(２０２４􀅰湖北卷,３)如图所 示,有五片荷叶伸出荷塘 水面,一只青蛙要从高处 荷叶跳到低处荷叶上．设 低处荷叶a、b、c、d 和青蛙在同一竖直平面 内,a、b高度相同,c、d 高度相同,a、b分别 在c、d 正上方．将青蛙的跳跃视为平抛运 动,若以最小的初速度完成跳跃,则它应 跳到 (　　) A．荷叶a B．荷叶b C．荷叶c D．荷叶d ７．(２０２３􀅰全国甲卷,１４)一同学将铅球水平推 出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平 抛运动过程中 (　　) A．机械能一直增加 B．加速度保持不变 C．速度大小保持不变 D．被推出后瞬间动能最大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １２ 专题四　曲线运动 ８．(２０２３􀅰全国甲卷,２４) (１２分)如图,光滑水平 桌面上有一轻质弹簧, 其一端固定在墙上．用质量为 m 的小球压 弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为Ep．释 放后,小球在弹簧作用下从静止开始在桌面 上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出．小 球与水平地面碰撞后瞬间,其平行于地面的 速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的 速度分量大小变为碰撞前瞬间的４ ５． 小球与 地面碰撞后,弹起的最大高度为h．重力加 速度大小为g,忽略空气阻力．求 (１)小球离开桌面时的速度大小; (２)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的 水平距离． ９．(２０２３􀅰新课标卷,２４)(１０分)将扁平的石 子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一 跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”．要使石 子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水 面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ． 为了观察到“水漂”,一同学将一石子从距水 面高度为h处水平抛出,抛出速度的最小值 为多少? (不计石子在空中飞行时的空气阻 力,重力加速度大小为g) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２２ 最新真题分类特训􀅰物理 １０．(２０２３􀅰湖南卷,２)如图(a),我国某些农村 地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种．某 次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b) 所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为 O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒１和谷粒２ 的初速度分别为v１ 和v２,其中v１ 方向水 平,v２ 方向斜向上．忽略空气阻力,关于两 谷粒在空中的运动,下列说法正确的是 (　　) A．谷粒１的加速度小于谷粒２的加速度 B．谷粒２在最高点的速度小于v１ C．两谷粒从O到P 的运动时间相等 D．两谷粒从O到P 的平均速度相等 １１．(２０２２􀅰广东卷,６,４分)如图所示,在竖直 平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离 地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上 P 点等高且相距为L．当玩具子弹以水平 速度v从枪口向P 点射出时,小积木恰好 由静止释放,子弹从射出至击中积木所用 时间为t．不计空气阻力．下列关于子弹的 说法正确的是 (　　) A．将击中P 点,t大于Lv B．将击中P 点,t等于Lv C．将击中P 点上方,t大于Lv D．将击中P 点下方,t等于Lv １２．(２０２２􀅰河北卷,１０,６分)如图,广场水平 地面上同种盆栽紧密排列在以O 为圆心、 R１ 和R２ 为半径的同心圆上,圆心处装有 竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出 水速度及转动的角速度均可调节,以保障 喷出的水全部落入相应的花盆中．依次给 内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高 度、出水速度及转动的角速度分别用h１、 v１、ω１ 和h２、v２、ω２ 表示．花盆大小相同,半 径远小于同心圆半径,出水口截面积保持 不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力．下 列说法正确的是 (　　) A．若h１＝h２,则v１∶v２＝R２∶R１ B．若v１＝v２,则h１∶h２＝R２１∶R２２ C．若ω１＝ω２,v１＝v２,喷水嘴各转动一周, 则落入每个花盆的水量相同 D．若h１＝h２,喷水嘴各转动一周且落入每 个花盆的水量相同,则ω１＝ω２ １３．(２０２１􀅰河北卷,２,４分)铯原子钟是精确 的计时仪器．图１中铯原子从O 点以１００ m/s的初速度在真空中做平抛运动,到达 竖直平面 MN 所用时间为t１;图２中铯原 子在真空中从P 点做竖直上抛运动,到达 最高点Q 再返回P 点,整个过程所用时间 为t２．O点到竖直平面MN、P点到Q点的距 离均为０．２m．重力加速度取g＝１０m/s２,则 t１∶t２ 为 (　　) A．１００∶１ B．１∶１００ C．１∶２００ D．２００∶１ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３２ 专题四　曲线运动 １４．(２０２０􀅰全国Ⅱ卷,１６,６分)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． E２ E１ 等于 (　　) A．２０ B．１８ C．９．０ D．３．０ １５．(２０２０􀅰江苏卷,８,４分)如图所示,小球 A、B 分别从２l和l的高度水平抛出后落 地,上述过程中A、B 的水平位移分别为l 和２l．忽略空气阻力,则 (　　) A．A 和B 的位移大小相等 B．A 的运动时间是B 的２倍 C．A 的初速度是B 的１２ D．A 的末速度比B 的大 １６．(２０２２􀅰全国甲卷,２４,１２ 分)将一小球水平抛出, 使用频闪仪和照相机对 运动的小球进行拍摄,频 闪仪每隔０．０５s发出一次闪光．某次拍摄 时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄 的照片编辑后如图所示．图中的第一个小 球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间 被删去了３个影像,所标出的两个线段的 长度s１ 和s２ 之比为３∶７．重力加速度大小 取g＝１０m/s２,忽略空气阻力．求在抛出 瞬间小球速度的大小． ◆圆周运动 １７．(２０２４􀅰黑吉辽卷,２)“指尖转球” 是花式篮球表演中常见的技巧, 如图,当篮球在指尖上绕轴转动 时,球面上P、Q 两点做圆周运动 的 (　　) A．半径相等 B．线速度大小相等 C．向心加速度大小相等 D．角速度大小相等 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４２ 最新真题分类特训􀅰物理 考点３　水平面内圆周运动及临界问题 ◆圆盘圆周 １．(２０２４􀅰江苏卷,８)生产陶 磁的工作台匀速转动,台 面上掉有陶屑,陶屑与桌 面间的动摩擦因数处处相 同(台面够大),则 (　　) A．离轴OO′越远的陶屑质量越大 B．离轴OO′越近的陶屑质量越大 C．只有平台边缘有陶屑 D．离轴最远的陶屑距离不超过某一值R ２．(２０２１􀅰山东卷,３,３分)如 图所示,粗糙程度处处相同 的水平桌面上有一长为L的 轻质细杆,一端可绕竖直光 滑轴O转动,另一端与质量为m 的小木块 相连．木块以水平初速度v０ 出发,恰好能完 成一个完整的圆周运动．在运动过程中,木 块所受摩擦力的大小为 (　　) A． mv２０ ２πL　　　　　　　　B． mv２０ ４πL C． mv２０ ８πL D． mv２０ １６πL ３．(２０２３􀅰江苏卷,１３)(６分)“转 碟”是传统的杂技项目．如图所 示,质量为 m 的发光物体放在 半径为r的碟子边缘,杂技演员 用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起 在水平面内绕 A 点做匀速圆周运动．当角 速度为ω０ 时,碟子边缘看似一个光环．求此 时发光物体的速度大小v０ 和受到的静摩擦 力大小f． ４．(２０２２􀅰 辽宁卷,１３,１０ 分) ２０２２年北京冬奥会短道速滑 混合团体２０００米接力决赛 中,我国短道速滑队夺得中国 队在本届冬奥会的首金． (１)如果把运动员起跑后进入 弯道前的过程看作初速度为 零的匀加速直线运动,若运动 员加速到速度v＝９m/s时,滑过的距离x ＝１５m,求加速度的大小; (２)如果把运动员在弯道滑行的过程看作 轨道为半圆的匀速圆周运动,如图所示,若 甲、乙两名运动员同时进入弯道,滑行半径 分别为R甲＝８m、R乙 ＝９m,滑行速率分别 为v甲＝１０m/s、v乙 ＝１１m/s,求甲、乙过弯 道时的向心加速度大小之比,并通过计算 判断哪位运动员先出弯道． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５２ 专题四　曲线运动 ◆圆锥摆问题 ５．(２０２４􀅰江苏卷,１１)如图所示,细 绳穿过竖直的管子拴住一个小 球,让小球在A 高度处做水平面 内的匀速圆周运动,现用力将细 绳缓慢下拉,使小球在B 高度处 做水平面内的匀速圆周运动,不 计一切摩擦,则 (　　) A．线速度vA＞vB B．角速度ωA＞ωB C．向心加速度aA＜aB D．向心力FA＞FB ６．(２０２１􀅰河北卷,９,６分)如图, 矩形金属框MNQP竖直放置, 其中MN、PQ足够长,且PQ杆 光滑．一根轻弹簧一端固定在 M 点,另一端连接一个质量为 m的小球,小球穿过PQ杆．金属框绕MN 轴 分别以角速度ω和ω′匀速转动时,小球均相对 PQ杆静止．若ω′＞ω,则与以ω匀速转动时相 比,以ω′匀速转动时 (　　) A．小球的高度一定降低 B．弹簧弹力的大小一定不变 C．小球对杆压力的大小一定变大 D．小球所受合外力的大小一定变大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点４　竖直面与斜面内圆周运动及临界问题 １．(２０２４􀅰全国甲卷,１７)如图,一 光滑大圆环固定在竖直平面内, 质量为m 的小环套在大圆环上, 小环从静止开始由大圆环顶端经Q 点自由 下滑至其底部,Q 为竖直线与大圆环的切 点．则小环下滑过程中对大圆环的作用力 大小 (　　) A．在Q 点最大 B．在Q 点最小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ２．(２０２２􀅰全国甲卷,１４,６ 分)北京２０２２年冬奥会首 钢滑雪大跳台局部示意 图如图所示．运动员从a 处由静止自由滑 下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点, a、c两处的高度差为h,要求运动员经过c 点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力 的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽 略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半 径不应小于 (　　) A．hk＋１ B． h k C．２hk D． ２h k－１ ３．(２０２１􀅰全国甲卷,１５,６分)“旋转纽扣”是 一种传统游戏．如图,先将纽扣绕几圈,使穿 过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复 拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现． 拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达５０ r/s,此时纽扣上距离中心１cm 处的点的向 心加速度大小约为 (　　) A．１０m/s２ B．１００m/s２ C．１０００m/s２ D．１００００m/s２ ４．(２０２１􀅰浙江６月,７,３ 分)质量为m 的小明坐 在秋千上摆动到最高点 时的照片如图所示,对 该时刻,下列说法正确 的是 (　　) A．秋千对小明的作用力小于mg B．秋千对小明的作用力大于mg C．小明的速度为零,所受合力为零 D．小明的加速度为零,所受合力为零 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６２ 最新真题分类特训􀅰物理 实验六　探究平抛运动的特点 １．(２０２４􀅰河北卷,１１)(８分)(１)某同学通过 双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置 如图１所示,其中测量头包括毛玻璃、游标 尺、分划板、手轮、目镜等． 图１ 该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿 色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第 一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺 读数,如表所示: 单色光类别 x１/mm x６/mm 单色光１ １０．６０ １８．６４ 单色光２ ８．４４ １８．０８ 根据表中数据,判断单色光１为　　　　 (填“红光”或“绿光”)． 　　　图２ (２)图２为探究平抛运动特 点的装置,其斜槽位置固 定且末端水平,固定坐标 纸的背板处于竖直面内, 钢球在斜槽中从某一高度 滚下,从末端飞出,落在倾 斜的挡板上挤压复写纸,在坐标纸上留下印 迹．某同学利用此装置通过多次释放钢球, 得到了如图３所示的印迹,坐标纸的y轴对 应竖直方向,坐标原点对应平抛起点． ①每次由静止释放钢球时,钢球在斜槽上的 高度　　　　(填“相同”或“不同”)． ②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的 轨迹． 图３ ③根据轨迹,求得钢球做平抛运动的初速度 大小为　　　　m/s(当地重力加速度g为 ９．８m/s２,保留２位有效数字)． ２．(２０２３􀅰浙江卷,１６(Ⅰ))(７分)(１)在“探究 平抛运动的特点”实验中 ①用图１装置进行探究,下列说法正确的是 　　　　． A．只能探究平抛运动水平分运动的特点 B．需改变小锤击打的力度,多次重复实验 C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动 的特点 ②用图２装置进行实验,下列说法正确的是 　　　　． A．斜槽轨道 M 必须光滑且其末端水平 B．上下调节挡板N 时必须每次等间距移动 C．小钢球从斜槽 M 上同一位置静止滚下 ③用图３装置进行实验,竖直挡板上附有复 写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点 迹．实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末 端,钢球从斜槽上P 点静止滚下,撞击挡板 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７２ 专题四　曲线运动 留下点迹０,将挡板依次水平向右移动x,重 复实验,挡板上留下点迹１、２、３、４．以点迹０ 为坐标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点 迹坐标值分别为y１、y２、y３、y４．测得钢球直 径为d,则钢球平抛初速度v０ 为　　　　． A．x＋d２ æ è ç ö ø ÷ g ２y１ B．x＋d２ æ è ç ö ø ÷ g y２－y１ C．３x－d２ æ è ç ö ø ÷ g ２y４ D．４x－d２ æ è ç ö ø ÷ g ２y４ (２)如图４所示,其同学把A、B 两根不同的弹簧串接竖直悬挂, 探究A、B 弹簧弹力与伸长量的 关系．在B弹簧下端依次挂上质 量为m的钩码,静止时指针所指 刻度xA、xB 的数据如表． 钩码个数 ０ １ ２ 􀆺 xA/cm ７．７５ ８．５３ ９．３０ 􀆺 xB/cm １６．４５１８．５２２０．６０ 􀆺 钩码个数为１时,弹簧A 的伸长量 ΔxA＝ 　　　　cm,弹 簧 B 的 伸 长 量 ΔxB ＝ 　　　　cm,两根弹簧弹性势能的增加量 ΔEp 　　　　mg(ΔxA ＋ΔxB)(选填“＝” “＜”或“＞”)． ３．(２０２１􀅰全国乙卷,２２,５分)某同学利用图(a) 所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学 使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进 行拍摄,频闪仪每隔０．０５s发出一次闪光, 某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中 未包括小球刚离开轨道的影像)．图中的背 景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸 板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格 的边长为５cm．该同学在实验中测得的小 球影像的高度差已经在图(b)中标出． 完成下列填空:(结果均保留２位有效数字) (１)小球运动到图(b)中位置A 时,其速度 的水平分量大小为　　　　m/s,竖直分量 大小为　　　　m/s; (２)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度 的大小为　　　　m/s２． ４．(２０２０􀅰天津卷,９(１),６分)某实验小组利 用图１所示装置测定平抛运动的初速度．把 白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上, 在桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与 桌子边缘及木板均平行．每次改变木板和桌 边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置 滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球 的落点． 图１ ①为了正确完成实验,以下做法必要的是 　　　　． A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从静止开始释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 图２ ②实验小组每次将木板向远离桌 子的方向移动０．２m,在白纸上记 录了钢球的４个落点,相邻两点之 间的距离依次为 １５．０cm、２５．０ cm、３５．０cm,示意如图２．重力加 速度g＝１０m/s２,钢球平抛的初 速度为　　　　m/s． ③图１装置中,木板上悬挂一条铅 垂线,其作用是　　　　． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８２ 最新真题分类特训􀅰物理 小车受到细绳的拉力T 等于小车受到的合力F,即 F＝ MM＋mmg＝ １ １＋mM mg． 可见,只有桶和砂的总质量m 比小车质量M 小得多时, 才能认为桶和砂所受的重力mg等于使小车做匀加速直 线运动的合力F． 答案:(１)３１􀆰４　(２)０􀆰４４　(３)见解析 ３．解析:(１)由题知,弹簧处于原长时滑块左端位于O 点,A 点到O 点的距离为５．００cm．拉动滑块使其左端处于A 点,由静止释放并开始计时．结合图乙的F—t图有Δx＝ ５．００cm,F＝０．６１０N, 根据胡克定律k＝FΔx ,计算出k≈１２N/m, (２)根据牛顿第二定律有F＝ma, 则a—F 图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的 倒数,根据图丙中I,则有１m＝ ３－０ ０．６ kg －１＝５kg－１, 则滑块与加速度传感器的总质量为m＝０．２０kg． (３)滑块上增加待测物体,同理,根据图丙中Ⅱ,则有 １m′ ＝１．５－００．５ kg －１＝３kg－１, 则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为 m′＝０．３３kg, 则待测物体的质量为 Δm＝m′－m＝０．１３kg． 答案:(１)１２　(２)０．２０　(３)０．１３ ４．解 析:(１)垫 块 的 厚 度 为 h＝１cm＋２×０．１ mm ＝１．０２cm (５)绘制图线如图; 根据mg􀅰nhl ＝ma 可知a与n 成正比关系,则根据图像可知,斜率 k＝０．６７ ＝ a ４ ,解得a＝０．３４２m/s２ 答案:(１)１．０２ (５) ０．３４２ 专题四　曲线运动 考点１　曲线运动　运动的合成与分解 １．A　篮球做曲线运动,所受合力指向运动轨迹的凹侧．故 选 A． ２．D　河宽d＝３００m,当木船船头垂直河岸时,在河宽方 向上的速度最大,渡河用时最短,即木船相对静水的速 度v＝１m/s,渡河时间最短为 tmin＝ d v ＝ ３００ １s＝３００s． 故选 D． ３．D　AB．小车做曲线运动,所受合外力指向曲线的凹侧, 故 AB错误;CD．小车沿轨道从左向右运动,动能一直增 加,故合外力与运动方向夹角为锐角,C错误,D正确．故 选 D． ４．D　罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,在时间 Δt内水平方向位移增加量１２aΔt ２,竖直方向在做自由落 体运动,在时间 Δt内竖直位移增加 １２gΔt ２;说明水平方 向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定,则连线 的倾角就是一定的．故选 D． ５．解析:(１)在 M 点,设运动员在 ABCD 面内垂直AD 方 向的分速度为v１,由运动的合成与分解规律得 v１＝vMsin７２．８° ① 设运动员在ABCD 面内垂直AD 方向的分加速度为a１, 由牛顿第二定律得 mgcos１７．２°＝ma１ ② 由运动学公式得 d＝v ２ １ ２a１ ③ 联立①②③式,代入数据得 d＝４．８m ④ (２)在 M 点,设运动员在ABCD 面内平行AD 方向的分 速度为v２,由运动的合成与分解规律得 v２＝vM cos７２．８° ⑤ 设运动员在ABCD 面内平行AD 方向的分加速度为a２, 由牛顿第二定律得 mgsin１７．２°＝ma２ ⑥ 设腾空时间为t,由运动学公式得 t＝２v１a１ ⑦ L＝v２t＋ １ ２a２t ２ ⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式,代入数据得 L＝１２m ⑨ 答案:(１)４．８m　(２)１２m 考点２　抛体运动规律的理解和应用 １．BD　AC．将初速度分解为沿PQ 方向分速度v１ 和垂直 PQ 分速度v２,则有v１＝v０cos６０°＝１０m/s,v２＝v０sin ６０°＝１０ ３m/s, 将重力加速度分解为沿PQ 方向分加速度a１ 和垂直PQ 分加速度a２,则有a１＝gsin３０°＝５m/s２,a２＝gcos３０° ＝５ ３m/s２, 垂直PQ 方向根据对称性可得重物运动时间为t＝２v２a２ ＝４s, 重物离PQ 连 线 的 最 远 距 离 为dmax＝ v２２ ２a２ ＝１０ ３m,故 AC错误; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４７１ 最新真题分类特训􀅰物理 B．重物落地时竖直分速度大小为vy＝－v０sin３０°＋gt＝ ３０m/s, 则落 地 速 度 与 水 平 方 向 夹 角 正 切 值 为 tanθ＝vyvx ＝ vy v０cos３０° ＝ ３, 可得θ＝６０°,故B正确; D．从抛出到最高点所用时间为t１＝ v０sin３０° g ＝１s , 则从最高点到落地所用时间为t２＝t－t１＝３s, 轨迹最高点与落点的高度差为h＝１２gt ２ ２＝４５m,故D正 确． ２．A　不计空气阻力,在喷泉喷出的水在空中只受重力,加 速度均为重力加速度,故 A 正确;设喷泉喷出的水竖直 方向的分速度为vy,水平方向速度为vx,竖直方向,根据 对称性可知在空中运动的时间t＝２ ２hg ,可知tb＞ta,va ≠vb,D错误;BC．最高点的速度等于水平方向的分速度 vx＝ x t ,由于水平方向的位移大小关系未知,无法判断 最高点的速度大小关系,根据速度的合成可知无法判断 初速度的大小,BC错误． ３．BD　设网球飞出时的速度为v０, 竖直方向v２０竖直 ＝２g(H－h), 代入数据得 v０竖直 ＝ ２×１０×(８．４５－１．２５)m/s＝１２m/s, 则v０水平 ＝ １３２－１２２ m/s＝５m/s, 排球水平方向到P 点的距离x水平 ＝v０水平t＝v０水平 􀅰 v０竖直 g ＝６m, 根据几何关系可得打在墙面上时,垂直墙面的速度分量 v０水平⊥ ＝v０水平 􀅰 ４ ５＝４m /s, 平行墙面的速度分量v０水平∥ ＝v０水平 􀅰 ３ ５＝３m /s, 反弹后,垂 直 墙 面 的 速 度 分 量v′水平⊥ ＝０．７５􀅰v０水平⊥ ＝３m/s, 则反弹后的网球速度大小为v水平 ＝ v′２水平⊥ ＋v２０水平∥ ＝ ３ ２m/s, 网球落到地面的时间t′＝ ２Hg ＝ ８．４５×２ １０ s＝１．３s , 着地点到墙壁的距离d＝v′水平⊥t′＝３．９m,故 BD正确, AC错误．故选BD． ４．D　AB．若研究两个过程的逆过程,可看作是从篮筐沿 同方向斜向上的斜抛运动,落到同一高度上的 A、B 两 点,则A 上升的高度较大,高度决定时间,可知A 运动时 间较长,即B 先落入篮筐中,故 A、B错误;C．因为两球 抛射角相同,A 的射程较远,则A 球的水平速度较大,即 在最高点的速度比B 在最高点的速度大,故 C错误;D． 由斜抛运动的对称性可知,当A、B 上升到与篮筐相同高 度时的速度方向相同,故 D正确．故选 D． ５．C　动能表达式为Ek＝ １ ２mv ２,由题意可知小车水平离 开甲板时的动能变为调整前的４倍,则离开甲板时速度 变为调整前的２倍;小车离开甲板后做平抛运动,从离开 甲板到到达海面上时间不变,根据x＝v水平t,可知小车在 海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的 ２倍． ６．C　青蛙做平抛运动,水平方向匀速直线运动,竖直方向 自由落体运动,则有x＝vt,h＝１２gt ２, 可得v＝x g２h ,因此水平位移越小,竖直高度越大,初速 度越小,因此青蛙跳到荷叶c上面时,初速度最小． ７．B　A．铅球做平抛运动,仅受重力,故机械能守恒,A 错 误;B．铅球的加速度恒为重力加速度,保持不变,B正确; CD．铅球做平抛运动,水平方向速度不变,竖直方向做匀 加速直线运动,根据运动的合成可知铅球速度变大,则 动能越来越大,CD错误．故选B． ８．解析:(１)由小球和弹簧组成的系统机械能守恒可知Ep ＝１２mv ２, 得小球离开桌面时速度大小为v＝ ２Epm (２)设弹起的最大高度为h,则v′２y ＝２gh,可得h＝ v′２y ２g , 第一 次 碰 撞 前 速 度 的 竖 直 分 量 为vy,由 题 可 知v′y ＝ ４ ５vy , 离开桌面后由平抛运动规律得x＝vt,vy＝gt, 解得小球第一次落地点距桌面上其飞出的水平距离x＝ ５ mghEp ２mg ＝ ５ ２ hEp mg． 答案:(１) ２Ep m ;(２)５２ hEp mg ９．解析:石子做平抛运动,落到水面时竖直方向的速度:v２y ＝２gh,得:vy＝ ２gh 又由题 意 可 知,速 度 夹 角:vy v０ ≤tanθ,则 初 速 度:v０ ≥ ２gh tanθ ,即抛出时的最小速度为 ２gh tanθ． 答案:抛出时的最小速度为 ２gh tanθ １０．B　A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均 为重力加速度,故谷粒１的加速度等于谷粒２的加速 度,A错误;C．谷粒２做斜向上抛运动,谷粒１做平抛 运动,均从O 点运动到P 点,故位移相同．在竖直方向 上谷粒２做竖直上抛运动,谷粒１做自由落体运动,竖 直方向上位移相同,故谷粒２运动时间较长,C错误;B． 谷粒２做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,故运 动到最高点的速度即为水平方向上的分速度．与谷粒１ 比较水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒２水平方 向上的速度较小即最高点的速度小于v１,B正确;D．两 谷粒从O 点运动到P 点的位移相同,运动时间不同,故 平均速度不相等,谷粒１的平均速度大于谷粒２的平均 速度,D错误．故选B． １１．B　由题意知枪口与P 点等高,子弹和小积木在竖直方 向上做自由落体运动,当子弹击中积木时子弹和积木 运动时间相同,根据h＝１２gt ２, 可知下落高度相同,所以将击中P 点;又由于初始状态 子弹到P 点的水平距离为L,子弹在水平方向上做匀 速直线运动,故有t＝Lv ,故选B． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５７１ 详解详析 １２．BD　AB．根据平抛运动的规律h＝１２gt ２,R＝vt 解得R＝v ２hg ,可知若h１＝h２,则v１∶v２＝R１∶R２, 若v１＝v２,则h１∶h２＝R２１∶R２２,选项 A错误,B正确; C．若ω１＝ω２,则喷水嘴各转动一周的时间相同,因v１＝ v２,出水口的截面积相同,可知单位时间喷出水的质量 相同,喷水嘴转动一周喷出的水量相同,但因内圈上的 花盆总数量较小,可知得到的水量较多,选项 C错误; D．设出水口横截面积为S０,喷水速度为v,若ω１＝ω２, 则喷水管转动一周的时间相等,因h相等,则水落地的 时间相等,则t＝Rv ,在圆周上单位时间内单位长度的 水量为Q０＝ vΔtS０ ωRΔt－ RS０ ωRt＝ S０ ωt＝ S０ ω ２hg , 即一 周 中 每 个 花 盆 中 的 水 量 相 同,选 项 D 正 确．故 选BD． １３．C　铯原子做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动, 即x＝vt１ 解得t１＝ x v ＝ ０．２ １００s 铯原子做竖直上抛运动,抛至最高点用时t２ ２ ,逆过程可 视为自由落体,即x＝１２g (t２ ２ )２ 解得t２ ＝ ８x g ＝ ８×０．２ １０ s＝０．４s 则 t１ t２ ＝ ０．２ １００ ０．４ ＝ １２００ , 故选 C． １４．B　有题意可知当在a点动能为E１ 时,有E１＝ １ ２mv ２ １, 根据平抛运动规律有h＝１２gt ２ １,h＝v１t１,当在a点时动 能为E２ 时,有E２＝ １ ２mv ２ ２,根据平抛运动规律有 １ ２h＝ １ ２gt ２ ２,３h＝v２t２,联立以上各式可解得 E２ E１ ＝１８,故选B． １５．AD　A．位移为初位置到末位置的有向线段,由题图可 得sA＝ l２＋(２l)２＝ ５l,sB＝ l２＋(２l)２＝ ５l,A 和 B 的位移大小相等,A 正确;B．平抛运动的时间由高度 决定,即tA＝ ２×２l g ＝ ２× ２l g ,tB＝ ２×l g ＝ ２l g ,则 A 的运动时间是B 的 ２倍,B错误;C．平抛运动,在水 平方向上做匀速直线运动,则vxA ＝ l tA ＝ gl２ ,vxB ＝ ２l tB ＝ ２gl,则A 的初速度是B 的 １ ２ ２ ,C 错误;D．小球 A、B 在 竖 直 方 向 上 的 速 度 分 别 为vyA ＝２ gl,vyB ＝ ２gl,所 以 可 得vA ＝ １７gl ２ ,vB ＝２ gl＝ １６gl ２ , 即vA＞vB,D正确．故选 A、D． １６．解析:频闪仪每隔０．０５s发出一次闪光,每相邻两个球 之间被删去３个影像,故相邻两球的时间间隔为t＝４T ＝０．０５×４s＝０．２s 设抛出瞬间小球的速度为v０,每相邻两球间的水平方 向上位移为x,竖直方向上的位移分别为y１、y２,根据平 抛运动位移公式有x＝v０t,y１＝ １ ２gt ２＝１２×１０×０．２ ２ m ＝０．２m,y２＝ １ ２g (２t)２－１２gt ２＝１２×１０× (０．４２－０．２２)m ＝０．６m 令y１＝y,则有y２＝３y１＝３y 已标 注 的 线 段 s１、s２ 分 别 为 s１ ＝ x２＋y２,s２ ＝ x２＋(３y)２＝ x２＋９y２ 则有 x２＋y２∶ x２＋９y２＝３∶７ 整理得x＝２ ５５ y 故在抛出瞬间小球的速度大小为v０＝ x t ＝ ２ ５ ５ m /s． 答案:２ ５ ５ m /s １７．D　D．由题意可知,球面上P、Q 两点转动时属于同轴 转动,故角速度大小相等,故 D正确;A．由题图可知,球 面上P、Q 两点做圆周运动的半径的关系为rP ＜rQ,故 A错误;B．根据v＝rω可知,球面上P、Q 两点做圆周运 动的线速度的关系为vP ＜vQ,故 B错误;C．根据an＝ rω２ 可知,球面上P、Q 两点做圆周运动的向心加速度 的关系为aP＜aQ,故 C错误． 考点３　水平面内圆周运动及临界问题 １．D　ABC．与台面相对静止的陶屑做匀速圆周运动,静摩 擦力提供向心力,当静摩擦力为最大静摩擦力时,根据 牛顿第二定律可得:μmg＝mω ２r,解得:r＝μg ω２ ,因与台面 相对静止的这些陶屑的角速度相同,由此可知能与台面 相对静止的 陶 屑 离 轴 OO′的 距 离 与 陶 屑 质 量 无 关,故 ABC错误;D．离轴最远的陶屑其受到的静摩擦力为最大 静摩擦力,由前述分析可知最大的运动半径为R＝μg ω２ , μ、g与ω 均一定,故R 为定值,即离轴最远的陶屑距离 不超过某一值R,故 D正确． ２．B　在运动过程中,只有摩擦力做功,而摩擦力做功与路 径有关,根据动能定理－f􀅰２πL＝０－１２mv ２ ０ 可得摩擦力的大小f＝ mv２０ ４πL ,故选B． ３．解析:发光体的速度v０＝ω０r, 发光体做匀速圆周运动,则静摩擦力充当做圆周运动的 向心力,则静摩擦力大小为f＝mω２０r． 答案:v０＝ω０r;f＝mω２０r ４．解析:(１)根据速度位移公式有v２＝２ax, 代入数据可得a＝２．７m/s２, (２)根据向心加速度的表达式a＝v ２ R 可得甲、乙的向心加速度之比为a甲 a乙 ＝ v２甲 v２乙 × R乙 R甲 ＝ ２２５ ２４２ , 甲、乙两物体做匀速圆周运动,则运动的时间为t＝πRv 代入数据可得甲、乙运动的时间为t甲 ＝４π５ s ,t乙 ＝９π１１s , 因t甲 ＜t乙 ,所以甲先出弯道． 答案:(１)２．７m/s２　(２)２２５２４２　 甲 ５．C　CD．设绳子与竖直方向的夹角为θ,对小球受力分析 有Fn＝mgtanθ＝ma, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６７１ 最新真题分类特训􀅰物理 由题图可看出小球从A 高度到B 高度θ增大,则由aB＞ aA,FB＞FA,故 C正确,D错误;AB．再根据题图可看出, A、B 位置在同一竖线上,则A、B 位置的半径相同,则根 据Fn ＝m v２ r ＝mω ２r,可 得 vA ＜ vB,ωA ＜ωB,故 AB 错误． ６．BD　对小球受力分析,设弹力为 T,弹簧与水平方向的 夹角为θ,则对小球竖直方向Tsinθ＝mg 而T＝k(MPcosθ－l０ ) 可知θ为定值,T 不变,则当转速增大后,小球的高度不 变,弹簧的弹力不变．则 A 错误,B正确;水平方向当转 速较小时,杆对小球的弹力FN 背离转轴,则Tcosθ－FN ＝mω２r 即FN＝Tcosθ－mω２r 当转速较大时,FN 指向转轴,Tcosθ＋F′N＝mω′２r 即F′N＝mω′２r－Tcosθ 则因ω′＞ω,根据牛顿第三定律可知,小球对杆的压力不 一定变大．则 C错误;根据F合 ＝mω２r 可知,因角速度变大,则小球受合外力变大．则 D 正确． 故选B、D． 考点４　竖直面与斜面内圆周运动及临界问题 １．C　设大圆环半径为R,小环在大 圆环上某处(P 点)与圆环的作用 力恰好为零,如图所示,设图中夹 角为θ,从 大 圆 环 顶 端 到 P 点 过 程,根 据 机 械 能 守 恒 定 律 mgR(１ －cosθ)＝１２mv ２, 在P 点,根据牛顿第二定律mgcosθ＝mv ２ R , 联立解得cosθ＝２３ , 从大圆环顶端到P 点过程,小环速度较小,小环重力沿 着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力,所以 大圆环对小环的弹力背离圆心,不断减小,从P 点到最 低点过程,小环速度变大,小环重力和大圆环对小环的 弹力合力提供向心力,所以大圆环对小环的弹力逐渐变 大,根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的 作用力大小先减小后增大． ２．D　运动员从a到c根据动能定理有mgh＝１２mv ２ c 在c点有FNc－mg＝m v２c Rc ,FNc≤kmg, 联立有Rc≥ ２h k－１ , 故选 D． ３．C　a＝ω２r＝(２πn)２r,代 入 数 据 得a＝１００π２ m/s２ ≈ １０００m/s２,C正确． ４．A　在最高点,小明的速度为０,设秋千的摆长为l,摆到 最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ,秋千对小明的作 用力为F,则对人,沿摆绳方向受力分析有 F－mgcosθ＝mv ２ l 由于小明的速度为０,则有 F＝mgcosθ＜mg 沿垂直摆绳方向有 mgsinθ＝ma解得小明在最高点的加速度为 a＝gsinθ 所以 A正确;BCD错误;故选 A． 实验六　探究平抛运动的特点 １．解析:(１)根据 Δx＝Lλd ,可得λ＝dΔxL ,由表格数据可知, Δx１ ＝ １８．６４－１０．６０ ５ mm ＝ １．６０８ mm ,Δx２ ＝ １８．０８－８．４４ ５ mm＝１．９２８mm ,Δx１＜Δx２,则λ１＜λ２,由 于绿光波长小于红光波长,则单色光１为绿光． (２)①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同,必须让 钢球在斜槽上的相同高度由静止释放． ②钢球做平抛运动的轨迹如图所示． ③因为坐标原点对应平抛起点,为方便计算,在图线上 找到纵坐标 为１９．６cm 的 点 为 研 究 点,该 点 的 坐 标 为 (１４．１cm,１９．６cm),将研究点的数据代入y＝１２gt ２、v０ ＝xt ,解得v０≈０．７１m/s． 答案:(１)绿光　(２)①相同　②见解析 ③０．７１ ２．解析:(１)①AC．用如图１所示的实验装置,只能探究平 抛运动竖直分运动的特点,故 AC 错误;B．在实验过程 中,需要改变小锤击打的力度,多次重复 实 验,故 B 正 确．故选B． ②AC．为了保证小球做平抛运动,需要斜槽末端水平,为 了保证小球抛出时速度相等,每一次小球需要静止从同 一位置释放,斜槽不需要光滑,故 A 错误,C正确;B．上 下调节 挡 板 N 时 不 必 每 次 等 间 距 移 动,故 B 错 误．故 选 C． ③A．竖直方向,根据y１＝ １ ２gt ２, 水平方向x－d２＝v０t , 联立可得v０＝ x－ d ２( ) g ２y１ ,故 A 错误;B．竖直方向, 根据 Δy＝y２－２y１＝gt２, 水平方向x＝v０t, 联立可得v０＝x gy２－２y１ ,故 B错误;CD．竖直方向根 据y４＝ １ ２gt ２, 水平方向４x－d２＝v０t , 联立可得v０＝ ４x－ d ２( ) g ２y４ ,故 D 正 确,C 错 误．故 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７７１ 详解详析 选 D． (２)钩码个数为１时,弹簧A 的伸长量 ΔxA＝８．５３cm－ ７．７５cm＝０．７８cm, 弹簧B 的伸长量 ΔxB＝１８．５２cm－１６．４５cm－０．７８cm ＝１．２９cm, 根据系统机械能守恒定律可知两根弹簧增加的重力势 能等于钩码减少的重力势能和弹簧减少的弹性势能之 和 ΔEp＝(０．１８５２－０．０１６４５)mg＝０．０２０７mg, 又mg(ΔxA＋ΔxB)＝０．０２０７mg, 可得 ΔEp＝mg(ΔxA＋ΔxB)． 答案:(１)①B　②C　③D　(２)①０．７８　②１．２９　③＝ ３．解析:(１)因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为 v０＝ x t ＝ ０．０５ ０．０５m /s＝１．０m/s． 竖直方向做自由落体运动,因此A 点的竖直速度可由平 均速度等于时间中点的瞬时速度求得 vy＝ ８×５×１０－２ ０．０５×４ m /s＝２．０m/s (２)由竖直方向的自由落体运动可得 g＝y３ ＋y４－y２－y１ ４T２ 代入数据可得g＝９．７m/s２． 答案:(１)１．０　２．０　(２)９．７ ４．解析:①A．实验过程中要保证钢球水平抛出,所以要保 持桌面水平,故 A正确;B．为保证钢球抛出时速度相同, 每次应使钢球从同一位置静止释放,故 B正确;C、D．实 验只要每次钢球抛出时速度相同即可,斜面底边ab与桌 面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小对于每次抛 出的速度无影响,故 C错误,D错误．故选 A、B． ②每次将木板向远离桌子的方向移动０．２m,则在白纸 上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等,刚球抛出 后在竖直方向做自由落体运动,根据 Δy＝gT２ 可知相邻 两点的时间间隔为 T＝ (２５－１５)×１０－２ １０ s＝０．１s ,刚 球在水平方向上做匀速直线运动,所以小球初速度为v ＝xT ＝ ０．２ ０．１m /s＝２m/s． ③悬挂铅 垂 线 的 目 的 是 方 便 调 整 木 板 保 持 在 竖 直 平 面上． 答案:①AB　②２　③方便将木板调整到竖直平面 专题五　万有引力与宇宙航行 考点１　开普勒行星运动定律和万有引力定律 １．C　质点做匀速圆周运动,根据题意设周期T＝kr 合外力等于向心力,根据F合 ＝Fn＝m ４π２ T２ r 联立可得Fn＝ ４mπ２ k２ r３ 其中４mπ ２ k２ 为常数,r的指数为３,故题中n＝３,故选 C． ２．D　根据题意可得,木卫３的轨道半径为r３＝nr, AB．根据万有引力提供向心力GMm R２ ＝m４π ２ T２ R, 可得R＝ ３ GMT２ ４π２ , 木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为１∶２ ∶４,可得木卫一轨道半径为r１＝ nr ３ １６ , 木卫二轨道半径为r２＝ nr ３ ４ ,故 AB错误;C．木卫三围绕 的中心天体是木星,月球围绕的中心天体是地球,根据 题意无法求出周期 T 与T０ 之比,故 C 错误;D．根据万 有引力提供向心力,分别有GM木 m(nr)２ ＝m４π ２ T２ nr, GM地 m r２ ＝m４π ２ T２０ r, 联立可得 M木 M地 ＝ T２０ T２ n３,故 D正确．故选 D． ３．C　根据GMm r２ ＝ma, 可得a＝GM r２ , 因该卫星与 月 球 的 轨 道 半 径 相 同,可 知 向 心 加 速 度 相 同;因该卫星的质量与月球质量不同,则向心力大小以 及受地球的万有引力大小均不相同．故选 C． ４．B　可以近似把S２看成匀速圆周运动,由图可知,S２绕 黑洞的周期T＝１６年,地球的公转周期T０＝１年,S２绕 黑洞做圆周运动的半径r与地球绕太阳做圆周运动的半 径R 关系是r＝１０００R 地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供,由向心 力公式可知GMm R２ ＝mRω２＝mR(２πT )２ 解得太阳的质量为 M＝４πR ３ GT０２ 同理 S２绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供, 由向心力公式可知GMxm′ r２ ＝m′rω２＝m′r(２πT )２ 解得黑洞的质量为 Mx＝ ４πr３ GT２ Mx M ＝ r３ T２ × T２０ R３ ＝１０００ ２ １．６２ ＝３．９×１０６ 综上可得 Mx＝３．９０×１０６ M,故选B． ５．C　把火星看作中心天体,若有卫星绕其做匀速圆周运 动,有GMm r２ ＝m４π ２r T２ ,整理可得,r ３ T２ ＝GM ４π２ ,它也符合开 普勒第三定律a ３ T２ ＝k,即在开普勒第三定律中k＝GM ４π２ ,在 火星表面处由重力等于万有引力得 mg＝GMmR２ ,得GM ＝gR２,故k＝gR ２ ４π２ ．设“天问一号”的停泊轨道与火星表 面最近距离为h１,最远距离为h２,由开普勒第三定律,有 (２R＋h１＋h２ ２ )３ T２ ＝k＝gR ２ ４π２ ,代入具体数据解得h２＝５．８３ ×１０７m≈６×１０７m,故C正确．(注意:本题具体计算数据 复杂,观察四个选项,只需估算得到数量级即可) ６．D　绕中心天体做圆周运动,根据万有引力提供向心力, 可得 GMm R２ ＝m４π ２ T２ R 则T＝ ４π ２R３ GM ,R＝ ３ GMT２ ４π２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８７１ 最新真题分类特训􀅰物理