2020届高考物理专题复习附解答：力与曲线运动

第3讲力与曲线运动

(建议用时:40分钟满分:100分)

一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分.第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)

1.(2019·山东滨州二模)如图所示,在竖直平面内有一曲面,曲面方程为y=x2,在y轴上有一点P,坐标为(0,6 m).从P点将一小球水平抛出,初速度为1 m/s.则小球第一次打在曲面上的位置为(不计空气阻力)( C )

A.(3 m,3 m)

B.(2 m,4 m)

C.(1 m,1 m)

D.(1 m,2 m)

解析:设小球经过时间t打在斜面上M(x,y)点,则水平方向有x=v0t,竖直方向有6-y=gt2,又因为y=x2,联立可得x=1 m,y=1 m,故C正确.

2.山西刀削面堪称天下一绝,传统的操作方法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里.如图所示,面刚被削离时与开水锅的高度差h=0.8 m,与锅的水平距离L=0.5 m,锅的半径R=0.5 m.若将削出的小面片的运动视为平抛运动,要使其落入锅中,其水平初速度v0可为( B )

A.1 m/s

B.3 m/s

C.4 m/s

D.5 m/s

解析:根据h=gt2得,t== s=0.4 s,水平位移的范围L

3.(2019·山东青岛二模)如图,两小球P,Q从同一高度分别以v1和v2的初速度水平抛出,都落在了倾角θ=37°的斜面上的A点,其中小球P垂直打到斜面上,则v1,v2大小之比为( A )

A.9∶8

B.8∶9

C.3∶2

D.2∶3

解析:两球抛出后都做平抛运动,由于竖直位移h相等,它们的运动时间t=相等;对球Q有tan 37°===,解得v 2=gt,球P垂直打在斜面上,则有tan 37°==,解得v 1=gt,则==,故A正确.

4.如图所示,小车下吊着两个质量都是m的工件A和B,整体一起向左匀速运动.系A的吊绳较短,系B的吊绳较长,若小车运动到P处突然静止,则两吊绳中张力T A,T B的大小关系是( A )

A.T A>T B>mg

B.T A

C.T A=T B=mg

D.T A=T B>mg

解析:小车运动到P处突然停止时,A,B将以相同的速度做圆周运动,根据T-mg=m,得T=mg+m,因为工件A和B质量相等,A的绳长小于B 的绳长,故A所受拉力大于B所受拉力,由牛顿第三定律知,两吊绳中张力T A>T B,且均大于mg,A正确,B,C,D错误.

5.(2019·山东济南模拟)曲柄连杆结构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件,如图所示,连杆下端连接活塞Q,上端连接曲轴P.在工作过程中,活塞在汽缸内上下做直线运动,带动曲轴绕圆心O旋转.若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动,则下列说法正确的是( A )

A.当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度等于v0

B.当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度大于v0

C.当OPQ在同一直线上时,活塞运动的速度等于v0

D.当OPQ在同一直线上时,活塞运动的速度大于v0

解析:当OP与OQ垂直时,设∠PQO=θ,此时活塞的速度为v,将P点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度,将活塞的速度v分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度,则有v0cos θ=vcos θ,即v=v0,选项A正确,B错误;当OPQ在同一直线上时,P点沿杆方向的速度为0,所以活塞运动的速度等于0,选项C,D错误.

6.(2019·广东汕头二模)2019年央视春晚加入了非常多的科技元素,在舞台表演中还出现了无人机.现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度v y及水平方向的速度v x 与飞行时间t的关系图象如图所示.则下列说法正确的是( AD )

A.无人机在t1时刻处于超重状态

B.无人机在0～t2这段时间内沿直线飞行

C.无人机在t2时刻上升至最高点

D.无人机在t2～t3时间内做匀变速运动

解析:由图象可知,在t1时刻,无人机在竖直方向向上做匀加速直线运动,在水平方向做匀减速直线运动,则无人机有竖直向上的加速度,处于超重状态,故A正确;由图象可知,在0～t2这段时间内,无人机在竖直方向向上做匀加速直线运动,在水平方向做匀减速直线运动,合加速度与合初速度不共线,所以无人机做曲线运动,故B错误;在竖直方向,无人机先向上做匀加速直线运动,后向上做匀减速直线运动,因此在t2时刻没有上升至最高点,故C错误;在t2～t3时间内,无人机在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向向上做匀减速直线运动,因此合运动为匀变速运动,故D正确.

7.(2019·湖北荆州模拟)如图所示,甲球从O点以水平速度v1飞出,落在水平地面上的A点.乙球从O点以水平速度v2飞出,落在水平地面上的B点,反弹后恰好也落在A点,两球质量均为m.若乙球落在B点

时的速度大小为v3,与地面的夹角为60°,且与地面发生弹性碰撞,不计碰撞时间和空气阻力.下列说法正确的是( BC )

A.乙球在B点受到的冲量大小为mv 2

B.抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能

C.OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3∶1

D.由O点到A点,甲、乙两球运动时间之比是1∶1

解析:乙球落在B点时的速度大小为v3,与地面的夹角为60°,故竖直方向的分量v y=v3sin 60°=v3,反弹后竖直方向的分量v y′=-v y=-v3,水平方向速度不变,故冲量大小为p=mv y-mv y′=mv3,故A错误;由题意知,甲球抛出时的初速度大,动能大,而两者的重力势能相等,故抛

出时甲球的机械能大于乙球的机械能,故B正确;设OA间的竖直高度为h,乙球先做平抛运动,再做斜上抛运动,根据对称性可知,从B到A 的水平位移等于从O到B的水平位移的2倍,所以甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍,故C正确;由O点到A点,甲球运动时间为t A=,乙球运动时间是甲球的3倍,故D错误.

8.如图所示,长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动,另一端固定一质量为m的小球,小球搁在水平升降台上,升降平台以速度v匀速上升,下列说法正确的是( CD )