复习练案4 第一部分 专题一 第3讲 曲线运动-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习练案

复习练案[4] 第一部分 专题一第3讲 曲线运动 A组·基础练 4.(2024·江苏卷)陶瓷是以粘土为主 要原料以及各种天然矿物经过粉碎 1.(2024·辽宁卷)“指尖转球”是花式篮球表演中常见 混炼、成型和煅烧制得的材料以及 的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上 各种制品。如图所示是生产陶瓷的 P、Q两点做圆周运动的 简化工作台，当陶瓷匀速转动时，台 面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同 (台面够大)，则 A.离轴O0越远的陶屑质量越大 B.离轴OO越近的陶屑质量越小 C.只有平台边缘有陶屑 D.离轴最远的陶屑距离不会超过某一值 5.(多选)(2024·江西卷)一条河流某处存在高度差， A.半径相等 B.线速度大小相等 小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处。如图所示，以 C.向心加速度大小相等D.角速度大小相等 小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立 2.(2024·湖北卷)如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水 坐标系，小鱼的初速度为。，末速度沿x轴正方向。 面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处 在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于 荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相 小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度，和 同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的 竖直方向分速度：，与时间的关系，下列图像可能正 跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则 确的是 () 它应跳到 A.荷叶a B.荷叶bC.荷叶cD.荷叶d 3.(2024·重庆三模)如图所示，网球比赛中，运动员甲 某次在B点直线救球倒地后，运动员乙将球从距水 平地面上D点高度为h的A点水平击出，落点为C。 乙击球瞬间，甲同时起身沿直线BC奔跑，恰好在球 落地时赶到C点。已知BC⊥BD,BD=d,BC=I,网 球和运动员甲均可视为质点，忽略空气阻力，则甲此 次奔跑的平均加速度大小与当地重力加速度大小之 比为 D 6.(2024·河北衡水三模)消防火箭炮具有覆盖面积 大、发射效率高、使用简便和再装填时间短等优点。 火箭炮发射的火箭弹打到着火点后会立即释放高浓 度灭火剂，迅速扑灭火灾。如图是一种肩扛式消防火 箭炮。设着火点与消防员站立点的水平距离和竖直 -7 B 距离分别为L、H,消防员身高h,肩打火箭筒的瞄准 仰角（与水平方向所成锐角）为8，火箭弹发射后其高 A. B.2d 度达到最大值时刚好打到着火点上，忽略空气阻力， C.+ D.4+E 火箭炮发射点与消防员的头顶平齐，则L、H、h、这 h 几个物理量满足的关系式为 () 180 点与Q点等高，飞跃过程中人距地面的最大高度为H =2.05m,重力加速度g取10m/s2,整个过程中人的 姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正 确的是 A.H-h=2Ltan 8 B.H-h= 2Lan g C.H-h =2Lsin 6 D.H-h=号 7.（多选)(2024·江西南昌一模)如图甲所示为驼峰过 甲 山车通过轨道最低点的示意图。已知驼峰过山车通 A.人助跑的距离为3.6m 过轨道最低点时整体运动速度方向水平向左，大小为 B.人助跑的距离为3m ,通过的轨道是半径为R的圆弧：过山车是一个半 C.人刚离开墙壁时的速度大小为6m/s 径为，的转盘，转盘边缘上通过两个相互垂直的直径 D.人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正 上有四个质量相等的小孩A、B,C、D,某时刻AB直径 与轨道圆弧的切线平行，转盘以ω的角速度逆时针 切值为号 转动（俯视）如图乙所示是转盘放大示意图。已知9.（多选）(2024·四川南充三模)如图，足够大水平圆 R,转盘与水平面平行，圆弧轨道处于竖直平面。 盘中央固定一光滑竖直细杆，质量分别为2m和m的 下列说法正确的是 小球A、B用轻绳相连，小球A穿过竖直杆置于原长 为1的轻质弹簧上，弹簧劲度系数为k=6mg,B紧靠 一个固定在圆盘上且与OAB共面的挡板上，在缓慢 增加圆盘转速过程中，弹簧始终在弹性限度内，不计 一切摩擦，重力加速度为g,则 () 转盘放大示意图 甲 Z A.A、B小孩相对转盘轴心的速度相同 B.四个小孩相对地面的加速度大小均 为，√()+( A.球离开圆盘后，弹簧弹力不变 B.绳子越长小球飞离圆盘时的角速度就越大 C.转盘对四个小孩的作用力大小均 为√(mg)+(mwr) C当角速度为、丹时，弹簧长度等于号 D.A、B两小孩相对地面的速度大小均 为√。+(wr)月 D.当角速度为、号时，弹簧弹力等于3 10.(多选)(2024·江苏卷)如图所示，细绳 B组·综合练 穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球 8.（多选)(2024·山东烟台三模)跑酷，又称自由奔跑， 在A高度处作水平面内的匀速圆周运© 是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲 动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在BA⊙ 所示为一城墙的入城通道，通道宽度L=6m,一跑酷 高度处作水平面内的匀速圆周运动，不 爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速 计一切摩擦，则 到M点时斜向上跃起，到达右墙壁P点时，竖直方向 A.周期T<TB 的速度恰好为零，P点距离地面高h=0.8m,然后立 B.角速度uu<ug 即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获 C.线速度>r 得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P D.向心加速度a4<am 181 11.(2024·江西卷)雪地转椅是一种游乐项日，其中心12.(2024·福建漳州三模)水车是我国劳动人民利用 传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所 水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从 示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中 槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成30°角的 心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连 水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮 接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转 叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已 椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅 知槽口到冲击点A所在的水平面距离h=1.5R,水 与雪地之间的动摩擦因数为4，重力加速度为g,不 车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重 计空气阻力。 力加速度为g。求： 水平圆盘 1.5R 转椅 01 A 水平圆盘 B r2Br 图(a圆盘在水平雪地 图圆盘在空中 (1)在图(a)中，若圆盘在水平雪地上以角速度w 匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕0 (1)水从槽口落到水轮叶面的时间； 点做半径为1的匀速圆周运动。求AB与OB (2)槽口处水流的初速度大小： 之间夹角α的正切值： (3)轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动 (2)将圆盘升高，如图(b)所示。圆盘匀速转动，转 时的向心力大小F。 椅运动稳定后在水平于地上绕O,点做半径为 3的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为 0,绳子在水平雪地上的投影A,B与O,B的夹角 为B。求此时圆盘的角速度w2。 -182复习练案%4& /组%基础练 "%0!由题意可知!球面上?%5两点转动时属于同轴转 动!故角速度大小相等!故0正确#由图可知!球面上?% 5两点做圆周运动的半径的关系为@ ? C@ 5 !故/错误# 根据7$@ % 可知!球面上?%5两点做圆周运动的线速 度的关系为7 ? C7 5 !故#错误#根据9 A $@ % 1 可知!球面 上?%5两点做圆周运动的向心加速度的关系为 9 ? C9 5 !故*错误" 故选0" 1%*!青蛙做平抛运动!水平方向匀速直线!竖直方向自 由落体则有$$78!; $" 1 "8 1 可得7$$ " 1槡; !因此水平 位移越小!竖直高度越大初速度越小!因此跳到荷叶K 上面" 故选*" %%/!设甲此次奔跑的平均加速度大小为9!当地重力加 速度大小为"!对甲有" 1 98 1 $)!对网球有" 1 "8 1 $;!联立 可得9 " $ ) ; !故选/" 4%0!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 " !" $! % 1 @!解得@$"" % 1 !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++.的距离与陶屑质量无关!只要在 台面上不发生相对滑动的位置都有陶屑!故/%#%*错 误#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6$"" % 1 ! " 与 % 均一定!故6为定值!即离轴最远的陶屑距离不超过某 一值6!故0正确" 9%/0!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7 $ 为定值!则有水平位移 $$7 $ 8!故/正确!*错误#小鱼在竖直方向上做竖直上 抛运动!则<$7 <& 8> " 1 "8 1 !7 < $7 <& >"8且最高点时竖直 方向的速度为&!故#错误!0正确" 故选/0" @%#!如图!设初速度为7 & !则竖 直方向有7&.23 ! 1 8$B>;!水平 反向7 & ,-. ! 8$2!联立可得B> ; $ " 1 2783 ! !故选#" <%#0!(%0两小孩相对转盘轴心的速度大小均为 % @!但 方向不同!故/错误#圆盘整体相对地面的加速度大小 为7& 1 6 !方向竖直向上!四个小孩相对转盘轴心的加速度 为 % 1 @!方向水平!相对地面四个小孩的加速度大小为 9 ($ 7& 1 ) 6 1 6& % 1 @'槡 1 !故#正确#转盘对小孩的竖直 方向作用力大小为& < $! 7 & 1 6 6!"!转盘对小孩的作用 力大小为& ($ !" 6!7& 1 ) 6 1 6&! % 1 @'槡 1 !故*错误# (%0两小孩相对地面的速度为小孩相对转盘轴心的速 度和轴心相对地面水平向左的速度的矢量和!大小均 为7 & 1 6& % @'槡 1 !故0正确" 故选#0" #组%综合练 +%/0!人到达右墙壁?点时!竖直方向的速度恰好为零! 根据逆向思维!可知从/点到?点的逆过程为平抛运 动!则; $" 1 "8 " 1 !从?点到5点的过程为斜抛运动!根 据对称性可得B>; $" 1 (" 81 ) 1 1 !2 $7 & 8 1 !解得8 " $ &%4 .!8 1 $" .!7 & $@ )(.!人助跑的距离为$$2 >7 & 8 " $ %%@ )!故/正确!#错误#人刚离开墙壁时竖直方向的 速度大小为7 < $" A 8 1 1 $9 )(.!人刚离开墙壁时的速度 大小为7$ 7 & 1 67 <槡 1 槡$ @" )(.!故*错误#人刚离开 ?点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为783 ! $ 7 & 7 < $ @ 9 !故0正确" 故选/0" ;%/0!球离开圆盘后!对#竖直方向',-. ! $!"!对/竖 直方向&弹$1!" 6',-.!$%!"!即弹簧弹力不变!选项 /正确#设小球恰飞离圆盘时绳子与竖直方向夹角为 ! & !(0绳长为2!此时弹簧长度为) " !对/!#&)>) " ' $ %!"!解得) " $ ) 1 !则,-. ! & $ ) 12 !对#!!"783 ! & $ ! % & 1 2.23 ! & ! % & $ " 2,-. !槡& $ 1"槡)!则小球飞离圆盘时 的角速度为定值!与绳长无关!选项#错误#当角速度 为 "槡)C%&!此时物块还没有离开圆盘!此时弹簧长度 大于) 1 !选项*错误#当角速度为4"槡)B%& 此时物块 已经离开圆盘!此时弹簧弹力等于%!"!选项0正确" 故选/0" "&%#0!设绳子与竖直方向夹角为 ! !绳子长度为)!小球 所在平面距离顶点的竖直高度为;!对小球分析有 !"783 ! $! 4 " 1 ' 1 ).23 ! !整理有'$1 " ),-. !槡" $1"槡;" ! 由题意可知!高度;变小!所以周期变小!即' ( B' 0 ! 故/项错误#对小球分析有!"783 ! $! % 1 ).23 ! !整理 有 % $ " ),-.槡!$槡"; !由题意可知!高度;变小!所以 角速度大小变大!即 % ( C % 0 !故#项正确# & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 对小球分析 ()*!( 有!"783 ! $! 7 1 ).23 ! !整理有7$.23 ! ") ,-.槡!!由题意 可知!绳子长度)变小!角度 ! 变大!所以线速度大小 变化无法判断!故*项错误#对小球分析有!"783 ! $ !9!整理有9 $"783 ! !由题意可知!其角度 ! 变大!所 以向心加速度大小变大!即9 ( C9 0 !故0项正确" 故 选#0" ""%&"' " " % " 1 @ " !&1' " ".23 ! ,-. - &.23 ! .23 - 6 " ,-. ! '@槡 1 #解析$!!""转椅做匀速圆周运动%设此时轻绳拉力 为'%转椅质量为!%受力分析可知轻绳拉力沿切线方 向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡%沿径向 方向的分量提供圆周运动的向心力%故可得',-. $ $ ! % " 1 @ " % " !" $'.23 $ 联立解得783 $ $ " " % " 1 @ " $ !1"设此时轻绳拉力为'.%沿( " 0和垂直( " 0竖直向 上的分力分别为' " $'..23 ! %' 1 $'.,-. ! 对转椅根据牛顿第二定律得' " ,-. - $! % 1 1 @ 1 沿切线方向' " .23 - $:$ " & ' 竖直方向& ' 6' 1 $!" 联立解得 % 1 $ " ".23 ! ,-. - !.23 ! .23 - 6 " ,-. ! "@槡 1 $ "1%&"' %6槡" !&1'槡6"!&%'4!" #解析$!!""由平抛运动规律知%竖直 方向; $" 1 "8 1 解得8$ %6槡" $ !1"竖直方向的分速度7 < $"8 由平抛运动得783 %&:$7& 7 < 解得水流的初速度大小7 & $槡"6$ !%"由平抛运动得7< 7 $,-.%&: 向心力大小为&$!7 1 6 解得&$4!"$ 复习练案%9& /组%基础练 "%0!在天宫实验室内!物体处于完全失重状态!重力提 供了物体绕地球匀速圆周运动的向心力!故/%#%*中 的实验均无法得到天宫实验室轨道处的重力加速度" 由重力提供绕地球做匀速圆周运动的向心力得!" $ - /! @ 1 $! 4 " 1 ' 1 @!整理得轨道重力加速度为" $4" 1 ' 1 @!故 通过测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和 轨道半径可行!0正确" 1%*!0点处的物体受到地球与月球的万有引力的方向 相同!而0到地球之间的距离小于月球到地球的距离! 根据万有引力提供向心力可知!0处物体的向心加速度 要大于月球的向心加速度!不能与月球具有相等的角 速度!故0点不可能是+拉格朗日点,!同理分析!(%>% =点可能是+拉格朗日点," 故选*" %%0!在环月飞行时!样品所受合力提供所需的向心力! 不为零!故/错误#若将样品放置在月球正面!它对月 球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小#由于 月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速 度的" @ !则样品在地球表面的重力大于在月球表面的 重力!所以样品放置在月球背面时对月球的压力!比放 置在地球表面时对地球的压力小!故#错误!0正确#样 品在不同过程中受到的引力不同!但样品的质量相同! 故*错误" 4%/!在?点变轨前后空间站所受到的万有引力不变!根 据牛顿第二定律可知空间站变轨前%后在?点的加速 度相同!故/正确#因为变轨后其半长轴大于原轨道半 径!根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周 期比变轨前的大!故#错误#变轨后在?点因反冲运动 相当于瞬间获得竖直向下的速度!原水平向左的圆周 运动速度不变!因此合速度变大!故*错误#由于空间 站变轨后在?点的速度比变轨前大!而比在近地点的 速度小!则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的 小!故0错误" 9%#!<%; I)(.是卫星在轨道运行的最大速度!所以空间 站在轨道运动的线速度都不会大于<%; I)(.!故/错 误#地球自转周期为14 L!所以空间站的公转周期为 '$ 14 "@ L $"D9 L $;& )23!故#正确#航天员+飘浮,在 空间站中不动时万有引力完全提供向心力!处于完全 失重状态!故*错误#由于稀薄大气的影响!如不加干 预!运行一段时间后空间站的机械能减小!空间站将变 轨到低轨道运行!动能会增大!故0错误" @%*!设月球表面的重力加速度为" & !则有-/! 6 1 $!" & ! 解得" & $ -/ 6 1 $ - 6 1 A 4 % " 6 % & $ 4 "& -6 % !根据竖直上抛运 动的规律可知!落回月球表面的时间8$17& " & $17 & A % 4 "& -6 $ %7 & 1 "& -6 !*正确" <%/#!从图中我们可以看到!冬至时地球位于近日点附 近!公转速度最快" 随着地球向远日点移动!公转速度 逐渐减慢" 因此!芒种&位于远日点附近'时的公转速 度应该比小满&位于近日点和远日点之间'时慢!故/ 正确#地球公转轨道是椭圆形的!但轨道上的速度并不 是均匀分布的" 由于公转速度的变化! & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 芒种到小暑的 (**!(