专题集训3 力与曲线运动-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(三)　力与曲线运动 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－11题，每题5分，共50分) 1.(2025·河北保定一模)如图所示，体育课上一同学在距离地面高0.7 m处将一排球垫起，垫起时排球的速度方向与水平方向的夹角为37°，排球运动过程中距离地面的最大高度为2.5 m。已知排球的质量为0.3 kg，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是(　　) A.排球被垫起时的速度大小为8 m/s B.排球被垫起瞬间动量大小为3 kg·m/s C.排球在最高点处的速度大小为6 m/s D.排球从被垫起到第一次落地所用时间为1.2 s 答案：B 解析：竖直方向有＝2g(H－h)，解得vy＝6 m/s，则排球被垫起时的速度大小v0＝＝10 m/s，A错误；排球被垫起瞬间动量大小p＝mv0＝3 kg·m/s，B正确；排球在最高点处的速度大小vx＝v0cos θ＝8 m/s，C错误；设排球上升和下降所用的时间分别为t1、t2，则有H－h＝g，H＝g，排球从被垫起到第一次落地所用时间t＝t1＋t2，联立解得t＝ s，D错误。故选B。 2.(2025·广东茂名一模)如图所示，制作陶瓷的圆形工作台上有A、B两陶屑随工作台一起转动，转动角速度为ω，A在工作台边缘，B在工作台内部。若A、B与台面间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是(　　) A.当工作台匀速转动，A、B所受合力为0 B.当工作台匀速转动，A、B线速度大小相等 C.当工作台角速度ω逐渐增大，陶屑A最先滑动 D.当工作台角速度ω逐渐增大，A、B所受的摩擦力始终指向轴OO' 答案：C 解析：当工作台匀速转动时，A、B跟随工作台做匀速圆周运动，则所受合力不是0，A错误；当工作台匀速转动，A、B角速度相等，根据v＝ωr，因转动半径不等，则线速度大小不相等，B错误；当陶屑将要滑动时有μmg＝mr，解得ω0＝，可知r越大，产生相对滑动的临界角速度越小，可知当工作台角速度ω逐渐增大，陶屑A最先滑动，C正确；只有当工作台匀速转动时，A、B所受的摩擦力充当向心力，其方向才指向圆心，则当工作台角速度ω逐渐增大，A、B所受的摩擦力不是指向轴OO'，D错误。故选C。 3.(2025·河南焦作二模)如图所示，固定在轻杆外端的小球围绕转轴O在竖直面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，t＝0时刻小球在最低点。设小球水平方向的分速度为vx，竖直方向的分速度为vy，下列图像中可能正确的是(　　) 答案：C 解析：小球做匀速圆周运动，t＝0时刻，轻杆与竖直方向的夹角为0°，t时刻，设轻杆与竖直方向的夹角为θ，则有θ＝ωt，将线速度正交分解可得vx＝vcos θ＝vcos ωt，vy＝vsin θ＝vsin ωt，故A、B错误，C正确；由合速度与分速度的关系可得＋＝v2，故vy -vx图像是圆心在坐标原点的圆，故D错误。故选C。 4.(2025·江西六校第二次联考)元旦跨年时，一市民手持烟花在一空旷的地面燃放，燃放过程中通过不断改变烟花出射方向来改变烟花的运动轨迹，某时刻从H点连续喷出质量相等的两束烟花分别落于Q1、Q2处，轨迹如图所示，两轨迹交于P点，两条轨迹最高点等高，不计空气阻力，则(　　) A.两束烟花在最高点的速度相同 B.落在Q2处的烟花在空中运动的时间更长 C.两束烟花运动过程中动能的变化量相同 D.两束烟花运动过程中动量的变化量不相同 答案：C 解析：两束烟花在运动过程中仅受重力作用，出射到最高点的过程中，在竖直方向，根据速度—位移公式有＝2gh，对全过程，根据位移—时间公式有H＝－vy0t＋gt2，根据动能定理有mgH＝ΔEk，两轨迹的h和H相同，则出射时vy0相同，整个运动过程时间t相同，动能变化量也相同，故C正确，B错误；根据动量定理，有mgt＝Δp，则两束烟花运动过程中动量的变化量相同，故D错误；由于水平方向做匀速直线运动，则有xQ1＝vx1t，xQ2＝vx2t，根据题图可知xQ1＜xQ2，则有vx1＜vx2，故A错误。故选C。 5.(2025·贵州安顺二模)如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后台均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为v0，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为(　　) A. B. C.v0 D.2v0 答案：D 解析：设斜坡的倾角为θ，运动员在斜坡上的位移为L，由平抛运动的知识可得Lcos θ＝vt，Lsin θ＝gt2，联立解得t＝，即t∝v，又甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的，而甲运动员水平飞出时的速度大小为v0，则乙运动员水平飞出时的速度大小为2v0。故选D。 6.(2025·北京朝阳区第一次质检)如图所示，一弹性小球从倾角为θ的斜面A点正上方h处由静止下落，第一次与A点碰撞弹起后，第二次与斜面碰撞于B点。小球与斜面碰撞前后瞬间沿斜面方向速度不变，垂直斜面方向速度大小不变、方向相反。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A.小球从A到B的过程中速度的变化量方向沿AB方向 B.小球从A点弹起后距斜面的最远距离为hsin θ C.小球从A到B的时间为2 D.A、B两点间的距离为8hsin θ 答案：D 解析：小球从A到B的过程中，仅受竖直向下的重力作用，则速度的变化量方向竖直向下，A错误；小球落到A点时的速度大小v＝，反弹后速度大小也为v＝，将反弹后的运动分解为垂直斜面方向的上抛运动和沿斜面向下的匀加速运动，则反弹后垂直斜面的速度vy＝vcos θ＝cos θ，小球从A点弹起后距斜面的最远距离为hm＝＝hcos θ，B错误；小球从A到B的时间为t＝＝2，C错误；A、B两点间的距离为x＝(vsin θ)t＋(gsin θ)t2＝8hsin θ，D正确。故选D。 7.(2025·安徽宣城期末)如图所示，某同学在进行投篮练习。已知A、B、C是篮球运动轨迹中的三个点，其中A为抛出点，B为运动轨迹的最高点，C为落入篮框的点，且A、B连线垂直于B、C连线，A、B连线与水平方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6 )。则篮球从A到B与从B到C的运动时间之比为(　　) A.3∶4 B.4∶3 C.9∶16 D.16∶9 答案：D 解析：设篮球在A点的竖直分速度为vAy，在C点的竖直分速度为vCy，篮球的水平分速度为vx，篮球从A到B过程，根据逆向思维将篮球的运动看成从B到A的平抛运动，篮球在A点时，根据平抛运动推论可得tan A＝＝2tan θ＝2tan 53°，根据几何关系可知B、C连线与水平方向的夹角为α＝90°－θ＝37°，篮球从B到C做平抛运动，篮球在C点时，根据平抛运动推论可得tan C＝＝2tan α＝2tan 37°，又tAB＝，tBC＝，联立可得篮球从A到B与从B到C的运动时间之比为＝。故选D。 8.(多选)(2025·广东高考)将可视为质点的小球沿光滑冰坑内壁推出，使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示。已知圆周运动半径R为0.4 m，小球所在位置处的切面与水平面夹角θ为45°，小球质量为0.1 kg，重力加速度g取10 m/s2。关于该小球，下列说法正确的有(　　) A.角速度为5 rad/s B.线速度大小为4 m/s C.向心加速度大小为10 m/s2 D.所受支持力大小为1 N 答案：AC 解析：对小球受力分析如图所示，则有FNcos θ＝mg，mgtan θ＝Fn，其中Fn＝mω2R＝m＝man，解得FN＝N，ω＝5 rad/s，v＝2 m/s，an＝10 m/s2。故选AC。 9.(2025·浙江杭州高级中学模拟)如图所示，水平转台上的小物体1、2通过轻质细线相连，质量分别为m、2m。保持细线伸直且恰无张力，并静止在转台上，可绕垂直转台的中心轴OO'转动。两物体与转台表面的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。两物体与轴OO'共线，且物体1到转轴的距离为r，物体2到转轴的距离为2r，重力加速度为g。当转台从静止开始转动，角速度缓慢地增大，下列说法正确的是(　　) A.物体2比物体1先产生摩擦力 B.物体1受到的摩擦力始终指向轴心 C.细线刚有拉力时物体1的线速度为 D.物体1和物体2一起刚要被甩离转台时的角速度为 答案：D 解析：开始转动时，静摩擦力提供向心力，所以两者同时产生静摩擦力，故A错误。根据μmg＝mr，μ·2mg＝2m·2r可知，物体2的静摩擦力先达到最大值，对物体2分析，开始静摩擦力提供向心力，当达到最大值后，细线中出现张力，此时细线的张力和静摩擦力的合力提供物体2的向心力；对物体1分析，随着角速度增大，细线中张力变大，物体1的静摩擦力反向，背离轴心，所以物体1受到的摩擦力先指向轴心，后背离轴心，故B错误。细线刚有拉力时，物体2的静摩擦力达到最大值，有μ·2mg＝2m，物体1的线速度为v1＝v2＝，故C错误。当物体1和物体2一起刚要被甩离转台时，物体1所受的静摩擦力达到最大值，根据牛顿第二定律可得μ·2mg＋FT＝2mω2·2r，FT－μmg＝mω2r，解得ω＝，故D正确。故选D。 10.某课外兴趣小组在一次实验中，将自制火箭从地面竖直向上发射，火箭到达最高点时爆炸，分裂成质量不等的P、Q两部分，P、Q两部分的质量比为2∶5。爆炸后P部分的初速度大小为50 m/s，方向斜向下与竖直方向成60°。若爆炸点离地高度为120 m，不计P、Q运动过程中受到的阻力，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.Q部分落地时的速度大小为10 m/s B.Q部分落地时的速度大小为90 m/s C.P部分落地点与爆炸点的水平距离为75 m D.P部分落地点与爆炸点的水平距离为135 m 答案：C 解析：爆炸过程中，由动量守恒定律得mPvP＝mQvQ，对Q从爆炸到落地，由动能定理得mQgh＝mQv2－mQ，解得v＝20 m/s，故A、B错误；对P部分，在竖直方向有vPy＝vPcos 60°＝25 m/s，h＝vPyt＋gt2，解得t＝3 s，水平方向有vPx＝vPsin 60°＝25 m/s，x＝vPxt，解得P部分落地点与爆炸点的水平距离为x＝75 m，故C正确，D错误。故选C。 11.(多选)(2025·广东深圳一模)一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图1所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力FT随ω2变化的图像如图2所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.细线的长度为1 m B.细线的长度为0.5 m C.小球的质量为2 kg D.小球的质量为3 kg 答案：BC 解析：设细线的长度为L，锥体母线与竖直方向的夹角为θ，当ω1＝0时，绳子的张力FT1＝mgcos θ，当圆锥对小球的支持力为0时，角速度＝25(rad/s)2，此时FT2cos θ＝mg，FT2sin θ＝mLsin θ·，代入题图2中数据解得m＝2 kg，L＝0.5 m。故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $