备战高考全国名校物理试卷分项解析汇编抛体运动与圆周运动new 96页

专题4 抛体运动与圆周运动（解析版）‎ 一、单项选择题 ‎1．【2013·河南省中原名校期中考试】下列说法正确的是 A．平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的 B．做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心 C．两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动 D．物体受一恒力作用，可能做匀速圆周运动 ‎1.A 解析：速度变化的方向就是加速度的方向，平抛运动的物体的加速度方向始终竖直向下，所以其速度变化的方向始终是竖直向下的，选项A正确；只有做匀速圆周运动的物体的加速度才指向圆心，选项B错误；两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动的加速度方向恒定，而其合速度的方向与加速度的方向不一定相同，所以物体不一定做直线运动，选项C错误；做匀速圆周运动的物体的合外力时刻改变，所以物体受一恒力作用时，不可能做匀速圆周运动，选项D错误。‎ ‎2.【2013·河北省衡水中学高三第一次调研考试】以下说法中正确的是( )‎ A．牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性 B．速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小 C．力是维持物体运动的原因 D．做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，则该质点仍可能做曲线运动 ‎2.A 解析：牛顿第一定律指出“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，其中“保持匀速直线运动状态或静止状态”的属性叫做惯性，这揭示了一切物体都具有惯性，选项A正确；惯性的大小由物体的质量决定，质量是决定物体惯性大小的唯一量度，选项B错误；牛顿第一定律还揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，选项C错误；根据牛顿第一定律，原来做曲线运动的质点突然不受力时要做匀速直线运动，选项D错误（此外，曲线运动是一种变速运动，做曲线运动的质点肯定要受到外力的作用，所以选项D错误）。‎ ‎3.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】 一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a、b两点的位置如图所示，则偏心轮转动过程中a、b两质点 ‎ A．线速度大小相等 B．向心力大小相等 C．角速度大小相等 D．向心加速度大小相等 ‎3．C 解析：a和b两个质点都绕同一个转轴O转动，角速度相等，C对。但是由图知半径不相等，而线速度因此线速度不相等，A错。向心加速度角速度等半径不等因此向心加速度不等,D错。向心力等于，质量相等a不等，所以向心力不相等，B错。 考点：圆周运动的描述 向心力 ‎ ‎4．【2014·河北省高阳中学高三上学期月考】在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球和，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力.要使两球在空中相遇，则必须 ‎ A．甲先抛出球 B．先抛出球 C．同时抛出两球 D．使两球质量相等 ‎4．C 解析：因为相遇时两球的竖直位移相同，所以两球在空中运动的时间相同，即两球应同时抛出才能在空中相遇，选项C正确。‎ 考点：平抛运动的相遇问题。‎ ‎5.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】 如图所示，水平固定半球形的碗的球心为O点，最低点为B点。在碗的边缘向着球心以速度v0水平抛出一个小球，抛出点及 O、B 点在同一个竖直面内，下列说法正确的是 A．v0大小适当时小球可以垂直打在B点左侧内壁上 B．v0大小适当时小球可以垂直打在B点 C．v0大小适当时小球可以垂直打在B点右侧内壁上 ‎ D．小球不能垂直打在碗内任何一个位置 ‎5．D 解析：小球为平抛运动，速度是水平速度和竖直速度的矢量和，水平速度不为0，因此合速度不可能竖直向下，也就不可能垂直打在B点，B错。水平速度水平向右，合速度不可能斜向左下方，因此不可能垂直打在B点左侧内壁上，A错。平抛运动末速度的反向延长线交于水平位移的中点，若垂直打在B点右侧的内壁上，则速度反向延长线与水平位移交于圆心，而圆心不可能是水平位移的中点，C错。因此不可能垂直打在碗内任何一个位置，D对。 考点：平抛运动 ‎6.【2013·河南省豫东、豫北十所名校高三毕业班阶段性测试】‎2013年4月4日至12日CCTV新闻频道播出《探潮亚马孙》节目，揭开亚马孙大潮的神秘面纱，在发生的大潮日，亚马孙河会出现长50公里，高五公尺的巨浪，是全世界最长，也最危险的海浪。为了拍摄大潮更近距离的视频，在拍摄过程中一个摄像机架在行驶在潮前的摩托艇上。摩托艇在某段时间内水平方向和竖直方向的位移分别为x=-2t2-6t、y=0.05t2+4t(t的单位是s,，x、y的单位是m)，则关于摩托艇在该段时间内的运动，下列说法正确的是 A．摩托艇在水平方向的分运动是匀减速直线运动 B．t=0时摩托艇的速度为0‎ C．摩托艇的运动是匀变速曲线运动 D．摩托艇运动的加速度大小为4m/s2‎ ‎6．C 解析：由题意，在水平方向，初速度为-6m/s ，加速度是-4m/s2 ，加速度方向与初速度方向相同，因此，水平方向的分运动是匀加速度直线运动；A错；在竖直方向，初速度为4 m/s ，加速度是0.1m/s2 ，t=0时摩托艇的速度大小是： m/s，与水平正方向的夹角为，B错；摩托艇的加速度大小是： m/s2 ，与水平正方向的夹角为，D错；由于初速度方向与加速度方向不在一条直线上，因此做匀变速曲线运动，C正确。 考点：运动的合成与分解。 ‎ ‎7．【2013·河北省石家庄市第一中学高三第一学期阶段检测】如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2 = 2∶1，A、B分别是两轮边缘上的点，假设皮带不打滑，则下列说法正确的是 R1‎ R2‎ A B A．A、B两点的线速度之比为vA∶vB = 1∶2 B．A、B两点的角速度之比为ωA∶ωB = 2∶1‎ C．A、B两点的加速度之比为aA∶aB = 1∶2 D．A、B两点的加速度之比为aA∶aB = 2∶1‎ ‎7.C 解析：皮带不打滑时，A、B两点的线速度相等，选项A错误；当线速度v相等时，，，所以ωA∶ωB = R2∶R1= 1∶2，aA∶aB = R2∶R1= 1∶2，选项C正确，BD错误。‎ ‎8.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】 倾角为θ的斜面，长为l，在顶端水平抛出一个小球，小球刚好落在斜面的底端，如图所示，那么小球的初速度v0的大小是 A． B． C． D．‎ ‎8．B 解析：小球运动为平抛运动，水平方向为匀速直线运动，竖直方向由斜面的几何关系可得，，，解得，对照，B对。 考点：平抛运动 ‎ ‎9．【2013·陕西五校高三第三次模拟考试】如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面上某一位置P处斜向上抛出，到达斜面顶端Q处时速度恰好变为水平方向，已知P、Q间的距离为L，重力加速度为g，则关于抛出时物体的初速度v0的大小及其与斜面间的夹角α ‎，以下关系中正确的有 θ α Q v0‎ P A． B． ‎ C． D．‎ ‎9．B 解析：用逆向思维法，物体从Q点平抛落在了斜面上的P点，若落在斜面上时的速度夹角为β，由图知位移夹角为θ，有关系α=β-θ和tanβ=2tanθ成立，根据sin2θ=2sinθcosθ，则 ‎，因此选项B正确。‎ 考点：本题考查平抛运动的角度关系、逆向思维和三角函数在物理中的运用。‎ ‎10．【2013·河南省中原名校期中考试】如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N-v2图像如乙图所示。下列说法正确的是 A．当地的重力加速度大小为 B．小球的质量为 ‎ C．v2=c时，杆对小球弹力方向向上 D．若c=2b，则杆对小球弹力大小为2a ‎10.B 解析：设在最高点时，小球受到的弹力方向竖直向下，则N+mg=mv2/R，N=mv2/R-mg。当v2=gR，N=0，所以gR=b，g=b/R，选项A错误；当v2＜gR时，mg-N=mv2/R，可得N=mg-mv2/R，所以a=mg，，小球的质量，选项B正确；当v2＞gR时，杆对小球弹力方向向下，mg+N=mv2/R，可得N=mv2/R-mg，若v2=c=2b=2gR，N=mg=a，选项CD错误。‎ 二、多项选择题 ‎11.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】‎ ‎ 一船在静水中的速度是8m/s，要渡过宽为180m、水流速度为6m/s的河流，则下列说法中正确的是 A．船在此河流中航行的最大速度为10m/s B．此船过河的最短时间是30s C．此船可以在对岸的任意位置靠岸 D．此船可以垂直到达对岸 ‎11．CD 解析：船过河的过程其实船参与了两个运动，一个是自身的运动匀速直线方向可以调节，另外一个是水的运动匀速直线，方向沿河岸向下游。船的运动是两个运动的合成，速度也是两个速度的合成，和的合速度在2m/s到14m/s之间，10m/s不是最大速度，答案A错。河的宽度一定，船过河的时间与垂直河岸方向的分速度有关，由于水速沿河岸向下，因此渡河时间只与船速在垂直河岸方向分速度有关，正交分解，该分速度最大等于船的速度，此时渡河的最短时间答案B错。由于船速可以任意调节方向，船速和水速的合速度方向也可以任意调节，因此可以到达对岸任意位置，C对。若垂直到达对岸，即合速度与水速垂直，那么在速度合成的矢量三角形里面，船速是斜边大于水速，题目满足这个条件因此合速度有可能垂直河岸，答案D对。 考点：运动的合成 ‎ ‎12.【2013·河北省邯郸市成安一中、临漳一中等四校联考、2013·四川省泸州市高三第一次诊断性考试】质量为2 kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是 ‎ A．质点的初速度为3 m/s B．质点做匀变速曲线运动 C．质点所受的合外力为3 N D．质点初速度的方向与合外力方向垂直 ‎12.BC 解析：质点在x方向做初速度为3 m/s、加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动，在y方向做速度为4 m/s的匀速直线运动，所以质点的初速度为，选项A错误；质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，加速度与速度方向不在一条直线上，所以质点做匀变速曲线运动，选项B正确；质点所受的合外力为F=ma=3 N，选项C正确；质点的合外力沿x方向，初速度的方向不垂直于x方向，选项D错误。‎ ‎13．【2014·河北省高阳中学高三上学期月考】公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处，‎ A．路面外侧高内侧低 B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 ‎ C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一高度限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值变小 ‎ ‎13．AC 解析：因为当汽车行驶的速率为vc 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，所以路面外侧高内侧低，车速只要低于vc，车辆便会有向内侧滑动的趋势，即路面对车轮产生指向外侧的静摩擦力；如果车速高于vc，但只要不超出某一高度限度，车辆只是有向外侧滑动的趋势，即地面对车轮有指向内侧的静摩擦力；因为vc是汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，即不受静摩擦力时的速度值，所以即使当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值是一样的。选项AC正确。 ‎ 考点：生活中的圆周运动；向心力。‎ ‎14．【2013·河南省河南师范大学附属中学高三期末考试】如图所示，竖直面内有一个半圆形轨道，AB为水平直径，O为圆心，将一些半径远小于轨道半径的小球从A点以不同的初速度水平向右抛出，若不计空气阻力，在小球从抛出到碰到轨道这个过程中。则 A．初速度大的小球运动时间长 B．初速度小的小球运动时间长 C．速度不同的小球运动时间可能相同 D．落在圆形轨道最低点的小球运动时间最长 ‎14.CD 解析：小球刚好落到碗底时，其下落高度最大，运动时间最长，并不是初速度越大或越小，运动时间越长，选项AB错误，D正确；初速度不同时，小球的下落高度也可能相等，小球的运动时间可能相等，选项C正确。‎ ‎15.【2014·河南省十所名校高三第一次阶段测试题】 ‎‎2013年7月7日 ‎，温网女双决赛开打，“海峡组合”彭帅、谢淑薇击败澳大利亚组合夺得职业生涯首个大满贯冠军。如图所示是比赛场地，已知底线到网的距离为L，彭帅在网前截击，若她在球网正上方距地面H处，将球以水平速度沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上。将球的运动视作平抛运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A．根据题目条件能求出球的水平速度v B．根据题目条件能求出球从击出至落地所用时间t C．球从击球点至落地点的位移等于L D．球从击球点至落地点的位移与球的质量无关 ‎15．ABD 解析：球的运动为平抛运动，竖直方向为自由落体运动，水平方向，可求出时间，，AB对。击球点至落地点的位移为，C错误。水平位移，D对。 考点：平抛运动 16．【2013·河北省五校联盟高三第一学期调研测试】如图所示，斜面倾角为θ，从斜面的P点分别以v0和2v 0的速度水平抛出A、B两个小球，不计空气阻力，若两小球均落在斜面上且不发生反弹，则 A．A、B两球的水平位移之比为1∶4 ‎ B．A、B两球飞行时间之比为1∶2 ‎ C．A、B下落的高度之比为1∶2 ‎ D．A、B两球落到斜面上的速度大小之比为1∶4‎ ‎16.AB 解析：因为两小球均落在斜面上 ‎，它们的位移与水平方向的夹角相等，根据平抛运动规律有tanθ=，可得，选项B正确；A、B两球的水平位移之比为，选项A正确；它们下落的高度之比为，选项C错误；设A球落到斜面上时的竖直分速度为vy，合速度大小为vA，根据tanθ=可得，vy=2v 0tanθ，所以vA=，同理可得B球落到斜面上的速度大小为vB=，所以，选项D错误。本题答案为AB。‎ 点评：对于斜面约束下的平抛运动问题，斜面倾角的正切值可能跟水平速度和竖直速度有关，也可能跟水平位移和竖直位移有关，画出运动的轨迹后，只要你抓住倾角正切值这个切入点，作出位移或者速度的平行四边形，思路就会豁然开朗，问题自然迎刃而解。此外，理解并牢记关于平抛运动的几个常用推论。‎ 推论1：做平抛（或类平抛）运动的物体在任一时刻、任一位置处，若其末速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则tanθ=2tanφ．‎ 推论2：平抛（或类平抛）运动物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。‎ 推论3：从同一斜面上以不同初速度水平抛出的物体落在斜面上时速度方向与斜面的夹角恒定不变。‎ ‎17．【2013·江西南昌外国语学校高三月考】如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，A的半径为20 cm，B的半径为10 cm，则A、B两轮边缘上的点（ ）‎ A．角速度之比为1∶2 B．向心加速度之比为1∶2‎ C．线速度之比为1∶2 D．线速度之比1∶1‎ ‎17. ABD 解析：A、B两轮边缘上的点的线速度均与中介轮C边缘上的点的线速度相同，所以vA∶vB=1∶1，选项C错误，D正确；由关系式v=ωr可得ωArA=ωBrB，所以 ‎，选项A正确；，选项B正确。本题答案为ABD。‎ 点评：在分析传动装置的线速度、角速度、向心加速度与半径之间的关系时，关键是抓住不变量，如同轴物体的角速度相等，皮带不打滑时相互接触的轮边缘各点的线速度相等。‎ ‎18.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】 如图，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是 ‎ A．木块A处于超重状态B．木块A处于失重状态 C．B对A的摩擦力越来越小D．B对A的摩擦力越来越大 ‎ ‎18．AC 解析：AB一起做匀速圆周运动，合力提供向心力，加速度即向心加速度。水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中，加速度大小不变，方向指向圆心.在竖直方向有竖直向下的分加速度，因此AB都处于超重状态，A对。对A分析，加速度指向圆心，那么此过程中水平方向加速度逐渐减小，而能够提供A水平加速度的力只有B对A的摩擦力，因此B对A的摩擦力越来越小，C对。 考点：匀速圆周运动 ‎ ‎19．【2013·河南省商丘市高三三模】如图所示，在光滑水平面内建立直角坐标系xOy，一质点在该平面内O点受沿x正方向大小为F的力的作用从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t质点运动到A点，A、O两点距离为a，在A点作用力突然变为沿y轴正方向，大小仍为F，再经时间t质点运动到B点，在B点作用力又变为大小等于4F、方向始终与速度方向垂直且在该平面内的变力，再经一段时间后质点运动到C点，此时速度方向沿x轴负方向，下列对运动过程的分析正确的是 A．A、B两点距离为 B．C点与x轴的距离为 C．质点在B点的速度方向与x轴夹角为30° D．质点从B点运动到C点所用时间可能为 ‎19．BD 解析：从O到A物体做匀加速运动，到达A点的速度满足；从A到B，物体在x方向做匀速运动，在y方向做匀加速运动，所以AB的水平距离为2a，竖直距离为a，A、B两点距离为；在B点的x方向的速度等于沿y方向的速度均等于v，所以在B点的速度方向与x轴夹角为45°，大小等于；由B到C质点做匀速圆周运动，求得r=a.所以C点与x轴的距离为；因为。质点从B点运动到C点走过的路程，用时间为，当n=0时得t/=.选项BD正确。‎ 考点：此题考查运动和力的关系；通过直线运动、类平抛运动和匀速圆周运动考查牛顿定律。‎ ‎20．【2013·湖北省华中师大附中高三五月模拟】水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道ab向右运动，如图所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过最高点c。则 A．R越大，v0越大 ‎ B．R越大，小球经过b点后的瞬间对轨道的压力变大 C．m越大，v0越大 ‎ D．m与R同时增大，初动能Ek0增大 ‎20．AD 解析：小球刚好能通过最高点c，表明c点的速度为，根据机械能守恒定律有，可知选项A正确。m与R同时增大，初动能Ek0增大，选项D正确。小球在b点的向心力，R越大，支持力越小，选项B错误。， v0 与m无关，选项C错误。‎ 考点：本题考查圆周运动，机械能守恒定律，向心力等知识。‎ 三、非选择题 ‎21．【2014·江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，一长为的木板，倾斜放置，倾角为45°，现有一弹性小球，从与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板的夹角相等，欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为___________。‎ ‎ ‎ ‎21． 解析：小球第一段运动是自由落体运动，第二段运动是平抛运动，由图可知角θ=45°，则有x1=y1，x2=y2，斜面高度为L。在竖直方向，L=y1+y2，再根据平抛运动的轨迹方程有，根据自由落体运动有，结合这几式可得小球释放点距离木板上端的水平距离为。‎ 考点：本题考查自由落体运动、平抛运动的规律。‎ ‎22.【2014•河北省高阳中学高三月考】汽车以1.6m/s的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一小球（可视作质点），架高1.8 m。由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，小球从架上落下。已知该型号汽车在所在路面行驶时刹车痕s (即刹车距离)与刹车前车速v的关系如下图线所示，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，g取10m/s2。求：‎ ‎0 ‎ ‎1 ‎ ‎2 ‎ ‎3 ‎ ‎4 ‎ ‎5 ‎ ‎6 ‎ ‎7 ‎ ‎8 ‎ ‎1 ‎ ‎2 ‎ ‎3 ‎ ‎4 ‎ ‎5 ‎ ‎6 ‎ ‎7 ‎ ‎8 ‎ v （m/s） ‎ s （m） ‎ ‎（1）汽车刹车过程中的加速度多大；‎ ‎（2）货物在车厢底板上落点距车后壁的距离．‎ ‎22．（1）（2）0.64m 解析：（1） 汽车以速度v刹车，匀减速到零，刹车距离为s。‎ 由运动学公式 ‎ 由v—s关系图象知：当v=4m/s时，s =2m，代入数值得： ‎ ‎（2）刹车后，货物做平抛运动： ‎ 货物的水平位移为： ‎ 汽车做匀减速直线运动，刹车时间为，则：＜ ‎ 则汽车的实际位移为： ‎ 故： ‎ 考点：此题考查匀变速运动及平抛运动的规律；运动图线。‎ ‎23.【2014·吉林省通化一中高三月考】如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75 mg，求a、b两球落地点间的距离。‎ ‎ ‎ ‎23．4R R 解析：以a球为对象，设其到达最高点时的速度为va，根据向心力公式有：‎ 即，所以：‎ 以b球为对象，设其到达最高点时的速度为vb，根据向心力公式有：‎ ‎，即所以，‎ 两小球脱离轨道后均做平抛运动，它们的水平位移分别为：‎ ‎。‎ 考点：本题考查圆周运动的临界条件，平抛运动。‎ ‎ ‎ 专题4 抛体运动与圆周运动 全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。‎ 本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。‎ 备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。‎ 一、单项选择题 ‎1.【2014•江西长治二中高三第二次月考】如图所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v 向右匀速运动，当它经过靠近桌边的竖直木板ad边正前方时，木板开始做自由落体运动。若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板上的投影轨迹是 ‎ ‎2.【2014•江西南昌三中高三第二次月考】如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用长为L的轻绳连在一起，Lv2‎ C.a比b早抛出，且v1>v2 D. a比b早抛出，且v1L2‎ C．L1