高考物理第二轮复习专题升级训练三 力与物体的曲线运动

2
道上，GPS 卫星的半径小，周期较小，加速度较大，选项 C 正确。 5．AD 解析：做平抛运动的物体由于只受重力作用，故其加速度不变， A
正确。匀速圆周运动，加速度大小不变，但方向改变，B 错误。曲线运动中合外 力不变时，其加速度就不变，D 正确，C 错误。故选 A、D。 6 ． BC 解析：滑块在轨道上滑动，只有重力做功，机械能守恒，则有：
12． （18 分）如图所示，质量 M＝0.45 kg 的带有小孔的塑料块沿斜面滑到
最高点 C 时速度恰为零，此时与从 A 点水平射出的弹丸相碰，弹丸沿着斜面方向 进入塑料块中，并立即与塑料块有相同的速度。已知 A 点和 C 点距地面的高度分 别为：H＝1.95 m，h＝0.15 m，弹丸的质量 m＝0.050 kg，水平初速度 v0＝8 m/s， 取 g＝10 m/s2。求：
2013 年高考物理第二轮复习专题升级训练 三 力与物体的曲线运动
一、单选题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分） 1．如图，人沿平直的河岸以速度 v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿 绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为 α ，船的速 率为（ ）
A．vsin α
4π 2r3 ，则 v、ω 、a 随 r 的增大而减小，T 随 r 的增大
GM
而增大，由题意可知“天宫一号”比“神舟八号”的轨道半径大，选项 A、B 正 确。 10．答案： （1）①[（s4＋s5＋s6）－（s1＋s2＋s3）]/（36T2） （2）①AD ②大于
s4＋s5 ②B 4T
有空气阻力和打点计时器对纸带阻力的影响
mg
2
D．小球对圆管的内壁压力等于 mg/4 3．如图所示，在一次抗洪救灾工作中，一架离水面高为 H，沿水平直线飞 行的直升飞机 A，用悬索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员 B，在直升 机 A 和伤员 B 以相同的水平速率匀速运动的同时，悬索将伤员吊起。设经 t 时间 后，A、B 之间的距 离为 l，且 l＝H－2t2。则在这段时间内关于伤员 B 的受力情 况和运动轨迹正确的是下列哪个图（ ）
2 2
解析： 如图， 设圆半径为 r， ad＝aO＋ Oc2－cd2＝r＋
r
质点做平抛运动，则：
x＝v0t y＝0.5r＝ gt2
且 x＝ad 解得：r＝ 4(7－4 3)v2
1 2
g
（2）μ ≤0.125
12．答案： （1）0.75
解析： （1）子弹做平抛运动，经时间 t 有
H－h＝ gt2
代数解得 t＝0.6 s
1 2
① ②
竖直分速度为 vy， 此时子弹的速度与水平方向夹角为 θ 、 水平分速度为 vx、 则有
vy＝gt
tan θ ＝ ＝
③
vy 3 vx 4
④
由于子弹沿斜面方向与木块相碰，故斜面的倾角与 t s 末子弹的速度与水平 3 方向的夹角相同，斜面与水平地面的夹角 θ 的正切值为 0.75（或 ） 。 4 （2 ） 设在 C 点子弹的速度为 vt， 则有 vt ( gt )2 v0 2 10 m/s 子弹立即打入木块， 满足动量守恒条件， 有 mvt＝ （m＋M） vC 解得 vC＝1 m/s 碰后，要子弹能够回到 C 点 ⑦ ⑤ ⑥
v2 8．BC 解析：小球恰能通过最高点 P，有：mg＝m ，小球落地点离 O 点的 R
水平距离为 s＝vt＝v 2×2R ＝2R，B、C 正确。
g
Mm v2 2π 2 9．AB 解析：由公式 G 2 ＝m ＝mrω 2＝m（ ） r＝ma，得 v＝ r r T
＝
GM ，ω r
GM M 3 ，a＝G 2，T＝ r r
4．美国的全球卫星定位系统（简称 GPS）由 24 颗卫星组成，卫星分布在等 分地球的 6 个轨道平面上，每个轨道上又分布有 4 颗卫星，这些卫星距地面的高 度均为 20 000 km。我国自行建立的“北斗一号”卫星定位系统由三颗卫星组成， 三颗卫星都定位在距地面 36 000 km 的地球同步轨道上。比较这些卫星，下列说 法中正确的是（ ）
受力 Fx＝3 N；由在 y 方向的位移图象可知，在 y 方向做匀速直线运动，速度为
vy＝4 m/s，与 x 夹角为 37°，受力 Fy＝0。因此质点的初速度为 5 m/s，A 选项
正确；受到的合外力为 3 N，沿 x 方向，B 选项正确，C 选项错误；2 s 末质点速 度应该为 v＝ 62＋42m/s＝2 13m/s，D 选项错误。
A．“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相同，否则它们不能定位在 同一轨道上 B．GPS 的卫星较“北斗一号”的卫星有较小的运行速度 C．GPS 的卫星较“北斗一号”的卫星有更大的加速度 D．GPS 的卫星较“北斗一号”的卫星周期更长 二、双选题（本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分。在每小题给出的四个 选项中只有两个选项符合题目要求，选对不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分） 5．关于物体的运动，以下说法正确的是（ A．物体做平抛运动时，加速度不变 B．物体做匀速圆周运动时，加速度不变 C．物体做曲线运动时，加速度一定改变 D．物体做曲线运动时，加速度可能变也可能不变 6． （2012·广东理综，17）如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与 光滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力传感器，其示数 N 表示该处所受压力 的大小。某滑块从斜面上不同高度 h 处由静止下滑，通过 B 处时，下列表述正确 的有（ ） ）
A．小球运动到半圆弧最高点 P 时向心力恰好为零 B．小球运动到半圆弧最高点 P 时向心力恰好等于小球的重力 C．小球落地点离 O 点的水平距离为 2R D．小球落地点离 O 点的水平距离为 4R 9． （2012·安徽理综，14 改编）我国发射的“天宫一号”和“神舟八号” 在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为 350 km，“神舟八号”的运行轨道 高度为 343 km。它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
（1）斜面与水平地面的夹角 θ 的正切值。 （2）若在斜面下端与地面交接处设一个垂直于斜面的弹性挡板，塑料块与 它相碰后的速率等于碰前的速率，要使塑料块能够反弹回到 C 点，斜面与塑料块 间的动摩擦因数可为多少？
参考答案 1．C 解析：如图所示：船速为 v 沿绳方向的分量。连带运动问题指物拉绳
或绳拉物问题，高中阶段不用考虑绳或杆的长度变化，故解题原则为：把物体的 实际速度分解为垂直于绳和平行于绳两个分量， 根据沿绳方向的分速度大小相等 求解。C 正确。
1 mgh mvB 2 ，解得 vB＝ 2gh，滑块到 B 点时，支持力 NB 与重力的合力提供向 2
心力，即 N B mg m ＝NB，故 B、C 正确。 7．AB 解析：由 x 方向的速度图象可知，在 x 方向的加速度为 1.5 m/s2， 2mgh vB 2 ，联立以上两式得 NB＝mg＋ ，由牛顿第三定律知 N R R
2．C
解析：依题意，小球以速度 v 通过最高点时，由牛顿第二定律得 2mg
v2 ＝m r v
( )2 2
v
令小球以速度 通过圆管的最高点时小球受向下的压力 N，有 mg＋N＝m 2 r
解得 N＝－
mg
2
上式表明，小球受到向上的支持力，由牛顿第三定律知小球对圆管内壁有向 下的压力，大小为 3．A
mg
A．“天宫一号”比“神舟八号”速度小 B．“天宫一号”比“神舟八号”周期长 C．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大 D．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大 三、实验题（每空 3 分，共 18 分。把答案填在相应的横线上或按题目要求 作答） 10． （1）某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使 用的打点计时器的打点周期为 T。他的实验步骤如下： A．按图甲安装好实验器材； B．接通电源，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次； C．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点 开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图乙中 0、1、2„„6 点所示； D．测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作 s1、s2、s3„„s6； F．通过测量和计算，判断出小车沿斜面做匀变速直线运动。
B．
v
sin α
C．vcos α
D．
v
cos α
2．质量为 m 的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆 管的内径，如图所示。已知小球以速度 v 通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好 为 mg，则小球以速度 通过圆管的最高点时（ 2
v
）
A．小球对圆管的内、外壁均无压力 B．小球对圆管的外壁有压力 C．小球对圆管的内壁压力等于
C．小车到达斜面底端时的速度 D．小车滑下过程中损失的机械能 （2）如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁 夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
①为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________。 （填入正确 选项前的字母） A．米尺 B．秒表 C．0～12 V 的直流电源 D．0～12 V 的交流电源 ②实验中势能的减小量总________（选填“大于”“等于”或“小于”）动 能的增加量，原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________ （写出两个原因） 四、计算题（本题共 2 小题，共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程 式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须 明确写出数值和单位） 11． （18 分） （2011·海南单科，15）如图，水平地面上有一个坑，其竖直 截面为半圆。ab 为沿水平方向的直径。若在 a 点以初速度 v0 沿 ab 方向抛出一小 球，小球会击中坑壁上的 c 点。已知 c 点与水平地面的距离为圆半径的一半，求 圆的半径。 。