【金版教程】（全国通用）2022高考物理二轮复习 新题重组练专题一　力与运动3b

【金版教程】（全国通用）2022高考物理二轮复习新题重组练专题一　力与运动3bZ专题检测•素能提升一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第2、3、8小题为多选题。)1．[2022·广东汕头一模]无风时气球匀速竖直上升，速度为3m/s。现吹水平方向的风，使气球获4m/s的水平速度，气球经一定时间到达某一高度h，则有风后(　　)A．气球实际速度的大小为7m/sB．气球的运动轨迹是曲线C．若气球获5m/s的水平速度，气球到达高度h的路程变长D．若气球获5m/s的水平速度，气球到达高度h的时间变短[解析]　有风时，气球实际速度的大小v＝m/s＝5m/s，A错误；气球沿合速度方向做匀速直线运动，轨迹为直线，B错误；水平速度增大，但气球飞行的时间不变，水平方向的位移增大，竖直方向的位移不变，合位移增大，故气球到达高度h的路程变长，C正确，D错误。[答案]　C2．[2022·江苏高考]为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。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[解析]　A、B两球均只受重力作用，由mg＝ma可得a＝g，与质量无关，故A错。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同，均为自由落体运动，故它们同时落地，即B正确。实验中，必须改变某些条件，重复实验多次，才能说明所得规律的普遍性，故C项所述做法是必需的，C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况，故D错。[答案]　BC6\n3．[2022·浙江杭州一模]2022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vB．根据题目条件能求出球从击出至落地所用时间tC．球从击球点至落地点的位移等于LD．球从击球点至落地点的位移与球的质量无关[解析]　球的运动为平抛运动，竖直方向为自由落体运动，H＝gt2，水平方向为匀速直线运动，L＝v0t，可求出时间t＝，v0＝＝L，A、B正确；击球点至落地点的位移为，C错误；水平位移L＝v0t＝v0与质量无关，D正确。[答案]　ABD4．[2022·江西上饶二模]如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点)，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为(　　)A.　　　　　　B.C.D.6\n[解析]　将B点的速度分解为v0和vy，则tan60°＝，vy＝v0，而vy＝gt，所以t＝＝，由几何关系，小球水平方向的位移x＝R＋Rcos60°＝R，根据x＝v0t得，v0＝，B正确。[答案]　B5．如图所示，水平地面上固定一个光滑轨道ABC，该轨道由两个半径均为R的圆弧、平滑连接而成，O1、O2分别为两段圆弧所对应的圆心，O1O2的连线竖直，现将一质量为m的小球(可视为质点)由轨道上A点静止释放，则小球落地点到A点的水平距离为(　　)A．2RB.RC．3RD.R[解析]　由题意结合机械能守恒定律，可得小球下滑至第二个四分之一圆轨道顶端时的速度大小为v＝，方向水平向右。在第二个四分之一圆轨道顶端的临界速度v0＝，由于v>v0，所以小球将做平抛运动，结合平抛运动规律，可得小球落地点到A点的水平距离为3R，所以ABD选项错误，C选项正确。[答案]　C6．[2022·安徽高考]如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2。则ω的最大值是(　　)6\nA.rad/sB.rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s[解析]　当物体转到圆盘的最低点恰好不滑动时，转盘的角速度最大，其受力如图所示(其中O为对称轴位置)由沿斜面的合力提供向心力，有μmgcos30°－mgsin30°＝mω2R得ω＝＝1.0rad/s，选项C正确。[答案]　C7．如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速度v＝在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速率匀速通过一个桥面半径为r的圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列选项中正确的是(　　)A．L1>L2B．L1＝L2C．L1<L2D．L2－L1＝[解析]　设弹簧的劲度系数为k，弹簧的原长为L0，根据题意有mg＝k(L1－L0)，所以L1＝L0＋；当汽车以同一速率匀速通过一个圆弧形凸形桥面的最高点时，小球竖直向下的合外力提供向心力，因而mg－k(L2－L0)＝＝mg，可得L2＝L0。所以L1－L2＝，只有A正确。[答案]　A6\n8．如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是(　　)A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为∶1B．小球m1和m2的角速度大小之比为∶1C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1D．小球m1和m2的线速度大小之比为3∶1[解析]　由mg＝F1cos60°可得F1＝2mg；由mg＝F2cos30°可得F2＝mg；细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为∶1，选项A正确；由mgtanθ＝mω2Lsinθ，可得小球的角速度ω＝，则m1和m2的角速度大小之比为∶1，选项B错误；小球m1和m2的向心力大小之比为mgtan60°∶mgtan30°＝3∶1，选项C正确；由mgtanθ＝m，可得小球m1和m2的线速度大小之比为＝＝∶1，选项D错误。[答案]　AC二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9．[2022·山东潍坊一模]如图所示，水平地面的B点右侧有一圆形挡板。圆的半径R＝4m，B为圆心，BC连线与竖直方向夹角为37°。滑块静止在水平地面上的A点，AB间距L＝4.5m。现用水平拉力F＝18N沿AB方向拉滑块，持续作用一段距离后撤去，滑块恰好落在圆形挡板的C点，已知滑块质量m＝2kg，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)拉力F作用的距离；(2)滑块从A点运动到圆弧上C点所用的时间。[解析]　(1)滑块落在C点，其从B点射出的速度v2满足：Rsin37°＝v2t3又Rcos37°＝gt在水平面上加速前进x1时，物块恰好落到C点，由动能定理Fx1－μmgL＝mv解得：x1＝2.5m6\n(2)开始时的加速度为a1，由牛顿第二定律F－μmg＝ma1x1＝a1tvmax＝a1t1撤力后滑块在水平面上减速运动的加速度为a2，运动时间为t2μmg＝ma2v2＝vmax－a2t2运动总时间为t，t＝t1＋t2＋t3＝2.3s[答案]　(1)2.5m　(2)2.3s10．[2022·开封模拟]如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为l＝0.60m的轻细绳，它的一端系住一质量为m的小球P，另一端固定在板上的O点。当平板的倾角固定为α时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0＝3.0m/s。若小球能保持在板面内做圆周运动，倾角α的值应在什么范围内？(取重力加速度g＝10m/s2)[解析]　小球在倾斜平板上运动时受到绳子拉力、平板弹力、重力。在垂直平板方向上合力为0，重力在沿平板方向的分量为mgsinα小球在最高点时，由绳子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力，有T＋mgsinα＝①研究小球从释放到最高点的过程，根据动能定理有－mglsinα＝mv－mv②若恰好能通过最高点，则绳子拉力T＝0③T＝0时，联立①②解得sinα＝，解得α＝30°故α的范围为0°≤α≤30°[答案]　0°≤α≤30°6