5.抛体运动 圆周运动-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（五） 5.抛体运动 圆周运动 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.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 2.如图()，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 和2，其中方向水平，2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 大谷粒2 谷粒1 P 图(a) 图(b) 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 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 3.跳台滑雪的比赛场地由滑门、助滑坡、着陆坡、停止区组成。若将着陆坡 简化为如图所示的倾角为37°的斜面，运动员经起跳点后的腾空飞行简化 为平抛运动。下列说法正确的是 滑门 A.运动员在空中的飞行时间与初速度成正比 助滑坡起跳点 B.运动员在空中的飞行时间与初速度的平方 着陆坡 37° 成正比 C.运动员起跳的初速度越大，落在着陆坡上时速度与斜面的夹角越小 D.运动员起跳的初速度越大，落在着陆坡上时速度与斜面的夹角越大 4.如图所示，长为1的细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球 (可视为质点)，当小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动时，细线与 竖直方向的夹角为0。已知重力加速度为g,则 A.细线的拉力大小为nolsin0 B.悬点O到轨迹圆圆心的高度为 C.小球的向心加速度大小为wl D.小球的线速度大小为wlcos0 5.如图所示，在某次女排比赛时，12号运动员用双臂在距地面高度为1.4m 处将排球以8/s的速度斜向上击出，速度方向与水平面间的夹角为 45°，当排球运动到最高点时，9号运动员跳起将排球以10m/s的速度水 平击出，对方运动员未接到排球。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/ s2,则排球的落地点到9号运动员击球点的水平距离为 A.10m B.4√5m C多5m D.2√/15m 6.如图所示，半径分别为rA、rB的两圆盘水平放置，圆盘的边缘紧密接触，当 两圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动时，圆盘的边缘不打滑，质量分别为 m4、mg的物块A、B(均视为质点)分别放置在两圆盘的边沿，与圆盘间的 动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让圆盘绕过 圆心的竖直轴转动起来，A比B先滑动的条件是 B A.uara<uBr B B.MarB<uBrA C.1>B D.B<4 rA rB 高考总复习·周测阶梯卷·物理（五）P5一127-3A 7.如图所示，“L”形杆倒置，横杆端固定有定滑轮，竖直杆光滑且粗细均匀， 绕过定滑轮的细线两端分别连接着小球B及套在竖直杆上的滑块A,让 整个装置绕竖直杆的轴以一定的角速度ω匀速转动，稳定时，滑轮两边的 线长相等且两边的线与竖直方向的夹角均为37°。已知细线总长为，滑 块的质量为M,小球的质量为m,不计滑块和球的大小，sin37°=0.6， c0s37°=0.8。则 A.Mm B.M=2m 5g C. D.w一N 3 2L 8.一小船渡河，河宽d=180m,水流速度=5m/s,小船在静水中的速度为 v2=4m/s,下列说法错误的是 A.小船不能垂直河岸渡过此河 B.小船渡过此河位移大小可能为180m C.小船渡河过程中保持船头方向不变，若水流速度变大，渡河时间仍不变 D.小船渡河的最短时间为45s 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.如图所示，一轻杆长为3L,在轻杆两端分别固定质量均为m的小球A和 B。光滑水平转轴穿过轻杆上距小球A为L处的O点，外界给系统一定 能量后，轻杆和小球A、B在竖直平面内转动，忽略空气阻力。下列说法 正确的是 A.小球A过最高点时，轻杆对小球A的弹力可能等于零 B.小球A过最高点时，轻杆对小球A的作用力一定随速度 10 2L 增大而增大 C.小球B运动到最低点时，小球B处于失重状态 D.若小球B运动到最高点时，轻杆对小球B恰好无作用力，则此时水平 转轴对轻杆的作用力为1.5mg 10.如图所示为滑雪运动赛道的简化示意图，甲、乙两运动员分别从AB曲 面（可视为光滑）上的M、N两点（图中未画出）由静止滑下，到达B点后， 分别以速度w、2水平飞出。甲经t1后落到斜坡滑道上C点，乙经t2后 落到斜坡滑道上D点。已知O在B的正下方，斜坡滑道OD足够长且 倾角为0，不计空气阻力，两运动员均可视为质点。下列说法正确的是 A.M点的高度低于N点的高度 B.甲、乙分别落在C、D两点时的速度方向 与OD间的夹角相等 C.若测得OC=CD,一定有t2<2t1 D.若测得2BC>BD,则有可能OC=CD 选择题答题栏 题号 1 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共3小题，共58分。 11.(16分)某学习小组的三个同学利用不同的实验装置，进行了探究平抛运 动规律的实验： D B 甲 丙 (1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直 方向做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有 A.两球的质量应相等 B.两球应同时落地 C.应改变装置的高度，多次实验 D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 (2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用 于发射小铁球P、Q,其中N的末端与光滑的水平板相切（水平板足 够长)，两轨道上端分别装有电磁铁C、D。调节电磁铁C、D的高度 使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相 等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两 小球能以相同的初速度，同时分别从轨道M、N的末端射出。实验 可观察到的现象是 。仅仅改变弧形轨道M距离水平板 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象。 (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的 照片，图中背景方格的边长均为5cm,如果重力加速度取g=10m s2,照相机的闪光频率为 Hz;小球平抛的初速度大小为 m/s,经过B点时的速度大小为 m/s. 12.(20分)如图，M、N为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉，间距L= 0.5m。一根长为3L的轻绳一端系在M上，另一端竖直悬挂质量m=0. 1kg的小球，小球与水平地面接触但无压力。t=0时，小球以水平向右 的初速度o=10m/s开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子 绕过N、M,运动到M正下方与M相距L的位置时，绳子刚好被拉断，小 球开始做平抛运动。小球可视为质点，绳子不可伸长，不计空气阻力，重 力加速度g取10m/s2。 3L (1)求绳子被拉断时小球的速度大小，及绳子所受的最大拉力大小； (2)求小球做平抛运动时抛出点到落地点的水平距离； 高考总复习·周测阶梯卷·物理（五）P5一227-3A (3)若在t=0时，只改变小球的初速度大小，使小球能通过N的正上方 且绳子不松弛，求初速度的最小值。 13.(22分)如图所示，在水平转盘上放有两个可视为质点的相同木块P和 Q,两者用长为x的细绳连接，整个装置能绕通过转盘中心的转轴OO2 转动。木块与转盘的最大静摩擦力为木块重力的k倍，木块P放在距离 转轴x处。开始时，细绳恰好拉直但无弹力，现让该装置从静止开始转 动，使角速度缓慢增大，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，问： (1)当水平转盘的角速度达到多大时细绳上开始出现张力？ (2)当水平转盘的角速度达到多大时木块Q开始滑动？ 68 02(五) 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 D B A B A C B AD ACD 1.【答案】D 【解析】小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，AB错误；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。 2.【答案】B 【解析】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；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；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，B正确；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。 3.【答案】A 【解析】运动员经起跳点后的腾空飞行简化为平抛运动，水平方向心=t,竖直方向=？g,由题意ta37 么，可得421an37 g ，即运动员在空中的飞行时间与初速度成正比，A正确，B错误；设运动员落在着陆坡上时 速度与水平方向的夹角为0，tan0=2tan37°，运动员起跳的初速度不同，落在着陆坡上时速度与水平方向夹角相 同，与斜面的夹角也相同，CD错误。 4.【答案】B 【解析】细绳长度为l,小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为0，细绳拉力为F,有Fsin0=nolsin0,得 F=mwL,A错误：由ngtan0=m lsin9,h=lcos0,得h=各，B正确：小球的向心加速度a=w2lsin9,C错误；小 球的线速度v=olsin0,D错误。 5.【答案】D 【解析】排球做斜地运动阶段：，-心sm9,排球做平抛运动阶段人十力= 2g 2g,x=t,排球的落地点到9号运 动员的水平距离为：x=2√15m,D正确，ABC错误。 6.【答案】A 【解析】由牛顿第二定律与圆周运动规律：当A刚要相对圆盘滑动时，以mAg=i,当B刚要相对圆盘滑动时 么Bmg=m,可得A=√grA、=√AgrA,当A比B先滑动时，A<Ug,则有AgTA<√Bgr,整理可 r B 得以ArA<rB,则仅有A正确。 7.【答案】C 【解析1由题知，小球做圆周运动的半径为0.61，mgta37°=n×0.61。,解得w=√爱，C正确，D错误：设细线的 拉力为T,则Tcos37°=mg=Mg,因此M=m,A错误，B错误。 8.【答案】B 【解析】因为船速小于水速，所以船不能垂直河岸渡过此河，A正确；但是只要船头不与河岸平行，就能过此河，位 移的大小大于180，B错误；由运动的独立性可知，船渡河过程中水流速度变大，不影响船垂直河岸的运动，所 以渡河时间不变，C正确：船的渡河时间由垂直于河岸的运动决定，小船过河的最短时间为4=45s,D正确。 02 9.【答案】AD 【解析】轻杆可对小球产生向上的支持力，当小球A通过最高点的速度。=√g工时，轻杆所受小球A的弹力等于 零，A正确：若<V,则轻杆对小球A的弹力竖直向上，且mg一F、=m艺，随若。的增大，R、减小：若> √配，则轻轩在最高点对小球的弹力竖直向下，mg十R、=m艺，随者u的增大，八、也增大，B错误：当小球B运 高考总复习·周测阶梯卷·物理（五）·答案P1027-3AJ 动到最低点时，加速度方向竖直向上，所以处于超重状态，C错误；小球B运动到最高点时，小球B对轻杆恰好无 作用力，即重力恰好提供向心力，有0'=√2gL,由于A、B两小球的角速度相等，则小球A的速度大小4= ,此时小球A受重力和拉力的合力提供向心力，有下-mg=m光，解得F=1.5mg,D正确 2 10.【答案】ACD 【解析】乙落在斜面的位置更远，故乙从B点出射速度更大，则下滑的初位置更高，A正确；设两运动员落到斜面 上的速度方向与水平面夹角分别为A、02,位移方向和水平方向的夹角分别为a1、a2,则有a1>a2,根据平抛运动 推论：速度与水平方向夹角3和位移与水平方向夹角a关系满足tan3=2tana,可得3>3，又因为3=0十0,3 =0十0，所以可得01>02，B错误；设OB间的距离为h。,OC和CD的高度差均为h,两次平抛运动的时间分别 +2h<2,所以 为有和，竖直方向做自由落体运动，有宁8所=h,十h,宁8店=人十2弘，两式相比可得号一√合十升 可得t2<2t,C正确；假设OC=CD,设人从B点水平抛出落在C点时，水平位移为x,则落在D点时的水平位 移为2x,则可得c0sa1=工 ，0s二由B分析可知a>a,得恶>分，所以BC与BD间的距离关系满足 SBD S BD 2s>SD,D正确。 11.【答案】(1)BC(2)P球击中Q球 (3)101.52.5 【解析】(1)小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。A球在竖直方向上的运动情况与 B球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地。实验时，需A、B两球从同一高度开始运动，对质量没有要求， 但两球的初始高度及打击力度应该有变化，要进行3~5次实验得出结论。本实验不能说明A球在水平方向上 的运动性质，B、C正确，A、D错误。 (2)两球在水平方向的运动是相同的，则在相同的时间内水平位移相同，则实验可观察到的现象是：P球击中 Q球。 (3)从图中看出，A、B、C三个点间的水平位移均相等，x=3L,因此这3个点是等时间间隔点。竖直方向两段相 立移之差是个定值，即Ay=gT=2L,解得T以=/2义05s=0.1s,闪光频率了三} -W10 10H:小球运动中水平分莲度的大小一头-ms=15s,小球经过B点的竖直分速度0一务 8X0.05m/s=2m/s,则经过B点的速度ug=√后+=√2.25+4m/s=2.5m/s. 2×0.1 12.【答案】(1)o=4√5m/s,T=17N(2)4m(3)2√/15m/s 【解析】1D小球从最下端以速度抛出到运动到M正下方距离为L的位登时，根据机械能守恒定律了m暖 mg·2L十7m心，在该位置时根据牛顿第二定律T-mg=m二，解得。=45m/s,T=17N (2)小球做平抛运动时x=t,2L=7g,解得x=4m ③)者小球经过N点正上方绳子恰不松范，则清足g=m引从最低点到该位置由骑能定理号心=m。 5L+号mw,解得d。=2V5m/s 13.【解析】(1)细绳上开始出现张力时，木块Q受到的静摩擦力刚好达到最大值，在此临界状态时，由牛顿第二定 律，得kmg=w12rQ,rQ=2x 解得此时水平转盘的角速度ω1一√2 (2)当木块Q刚要开始滑动时，木块P、Q受到的静摩擦力都达到最大值，设此时细绳上的张力为T,根据牛顿 第二定律 对木块P,有kmg一T=mw2rp,rp=x 对木块Q,有T+kmg=mw22rQra=2x 解得w2= 2kg 高考总复习·周测阶梯卷·物理（五）·答案P1127一3AJ