专题突破练(3) 力与曲线运动——平抛运动模型(Word练习)-【优化指导】2025年高考物理二轮复习高中总复习·第2轮

专题突破练(三)　力与曲线运动——平抛运动模型 1．1935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300 m，水流速度3 m/s，木船相对静水速度1 m/s，则突击队渡河所需的最短时间为(　　) A．75 s B．95 s C．100 s D．300 s D　解析：河宽d＝300 m一定，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＝1 m/s，渡河时间最短，tmin＝＝ s＝300 s，D正确。 2．(2024·福建南平模拟)如图所示，这是一个小球从水平向右的横风区正上方自由下落的闪光照片，除横风区外，其他位置的空气作用力可不计，则(　　) A．小球在横风区中水平速度不变 B．小球刚进入横风区时加速度水平向右 C．小球刚从横风区飞出时速度最大 D．小球从横风区飞出后，做匀变速曲线运动 D　解析：小球刚进入横风区时，受重力和水平向右的风力，根据牛顿第二定律可知加速度斜向右下方，且水平方向的速度增大，A、B错误；小球从横风区飞出后，只受重力作用，做匀变速曲线运动，向下运动过程中速度不断增大，所以小球刚从横风区飞出时速度不是最大，C错误，D正确。 3．(2024·河北衡水模拟)如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，拉船的绳与水平方向夹角为，则船的速度为(　　) A．v B．v C．v D．v C　解析：将小船的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示，沿着绳子的分速度等于汽车的速度，故v＝v′cos θ，代入数据有v′＝＝v，C正确。 4.(2024·浙江1月选考)如图所示，小明取山泉水时发现水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍，在地面上平移水桶，水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为h，直径为D，则水离开出水口的速度大小为(　　) A． B． C． D．(＋1)D C　解析：设出水孔到水桶中心水平距离为x，则x＝v0，落到桶底A点时有x＋＝v0，解得v0＝，C正确。 5．(2024·浙江宁波模拟)图为西湖音乐喷泉某时刻的照片，水从喷口倾斜射出，空中呈现不同的抛物线，取其中4条抛物线，分别记作①②③④，空气阻力不计，下列说法正确的是(　　) A．4条水柱中，①中的水上升较高，其出射速度最大 B．②中的水比③中的水在空中运动的时间长 C．在最高点，②中的水比③中的水速度大 D．喷口水平倾角越小，水射程越远 B　解析：4条水柱中，①中的水上升的高，水在空中的运动时间最长，出射时的竖直速度最大，而其水平位移不确定，所以水平速度不确定，则出射速度不一定最大，A错误；②中的水上升的高度大于③中的水上升的高度，所以②中的水在空中运动的时间长，B正确；在最高点，水的速度为水平方向速度，而②中的水不一定比③中的水水平速度大，C错误；水的射程为x＝v0cos θ·t＝v0cos θ·2＝，当喷口水平倾角为45°时，水射程最远，D错误。 6.(多选)(2024·江西卷)一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处。如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为v0，末速度v沿x轴正方向。在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度vx和竖直方向分速度vy与时间t的关系，下列图像可能正确的是(　　) AD　解析：由于小鱼在运动过程中只受重力作用，则小鱼在水平方向上做匀速直线运动，即vx为一定量，则有x＝vxt，A正确，C错误；小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则有y＝vy0t－gt2，vy＝vy0－gt，且vy最终减为0，B错误，D正确。 7．(2024·江苏扬州二模)如图所示，质子和α粒子分别从O点由静止开始经过M、N板间的电场加速后，从P处垂直射入偏转电场。质子落在感光板上的S点，则α粒子(　　) A．落在S点，速度方向与质子的相同 B．落在S点，速度方向与质子的不同 C.落在S点左侧，速度方向与质子的相同 D．落在S点右侧，速度方向与质子的不同 A　解析：设粒子的质量为m，电荷量为q，M、N板间电压为U，偏转电场的场强为E；粒子经过加速电场过程，根据动能定理有qU＝mv，可得v0＝，粒子进入偏转电场后做类平抛运动，有x＝v0t，y＝at2＝·t2，可得y＝，可知粒子在偏转电场中的轨迹与粒子的质量和电荷量均无关，则α粒子和质子在偏转电场中的运动轨迹相同，即α粒子落在S点，速度方向与质子的相同，A正确。 8．(2024·江西红色十校联考)某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物(视为小球)组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，不考虑重力影响和颗粒间相互作用。颗粒在垂直板方向所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为f＝krv，其中r为颗粒的半径，k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。已知颗粒的电荷量与其半径的二次方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为20 μm和9 μm的两种颗粒，若20 μm的颗粒恰好100%被收集，则9 μm的颗粒被收集的百分比为(　　) A．75% B．55% C．45% D．15% C　解析：设金属板长度为L，间距为d，则水平方向有L＝v0t，直径为20 μm的颗粒恰好100%被收集，设其带电荷量为q1，颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，竖直方向有q1E＝kr1v1，d＝v1t，9 μm的颗粒带电荷量为q2＝q1，竖直方向有q2E＝kr2v2，d2＝v2t，解得d2＝d，则9 μm的颗粒被收集的百分比为×100%＝45%，C正确。 9.(2024·浙江1月选考)如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d(远小于板长)，电子的质量为m，电荷量为e，则(　　) A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能mv＋eU C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 C　解析：光电子从金属板M上逸出至到达N板的过程中，根据动能定理有eU＝Ekm－mv，解得到达N板时的动能为Ekm＝eU＋mv，可知动能与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，A、B错误；平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为y＝vmt，d＝t2，解得y＝vmd，C正确；M、N间加反向电压使电流表示数恰好为零时，则eUc＝mv，解得Uc＝，D错误。 10．(2023·山东卷)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离L＝60 m，灭火弹出膛速度v0＝50 m/s，方向与水平面夹角θ＝53°，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8。 (1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H； (2)已知电容器储存的电能E＝CU2，转化为灭火弹动能的效率η＝15%，灭火弹的质量为3 kg，电容C＝2.5×104 μF，电容器工作电压U应设置为多少？ 答案：(1)60 m　(2)1 000 V 解析：(1)灭火弹做斜上抛运动，则 水平方向上有L＝v0cos θ·t 竖直方向上有H＝v0t sin θ－gt2 代入数据联立解得H＝60 m。 (2)根据题意可知Ek＝ηE＝15%×CU2 又因为Ek＝mv 联立解得U＝1 000 V。 学科网（北京）股份有限公司 $$