《2018-2019高中物理二轮复习专题限时训练：3 抛体运动与圆周运动 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019高中物理二轮复习专题限时训练：3 抛体运动与圆周运动 Word版含解析.pdf（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题限时训练专题限时训练 3 抛体运动与圆周运动 抛体运动与圆周运动 时间：时间：45 分钟分钟 一、单项选择题一、单项选择题 1由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移 轨道经过调整再进入地球同步轨道 当卫星在转移轨道上飞经赤道上 空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行已 知同步卫星的环绕速度约为 由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移 轨道经过调整再进入地球同步轨道 当卫星在转移轨道上飞经赤道上 空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行已 知同步卫星的环绕速度约为 3.1103 m/s，某次发射卫星飞经赤道上 空时的速度为 ，某次
2、发射卫星飞经赤道上 空时的速度为 1.55103 m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相 同，转移轨道和同步轨道的夹角为 ，此时卫星的高度与同步轨道的高度相 同，转移轨道和同步轨道的夹角为 30，如图所示，发动机给卫星的 附加速度的方向和大小约为 ，如图所示，发动机给卫星的 附加速度的方向和大小约为( B ) A西偏北方向，西偏北方向，1.9103 m/s B东偏南方向，东偏南方向，1.9103 m/s C西偏北方向，西偏北方向，2.7103 m/s D东偏南方向，东偏南方向，2.7103 m/s 解析 ：解析 ： 设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同 的某点时，速度为 设当卫
3、星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同 的某点时，速度为 v1，发动机给卫星的附加速度为，发动机给卫星的附加速度为 v2，该点在同步 轨道上运行时的速度为 ，该点在同步 轨道上运行时的速度为 v.三者关系如图，由图知附加速度方向为东 偏南，由余弦定理知 三者关系如图，由图知附加速度方向为东 偏南，由余弦定理知 v v v22v1vcos30，代入数据解得，代入数据解得 2 22 1 v21.9103 m/s.选项选项 B 正确正确 2(2017新课标全国卷新课标全国卷)发球机从同一高度向正前方依次水平发球机从同一高度向正前方依次水平 射出两个速度不同的乒乓球射出两个速度不同的乒乓球(忽略
4、空气的影响忽略空气的影响)速度较大的球越过球 网，速度较小的球没有越过球网其原因是 速度较大的球越过球 网，速度较小的球没有越过球网其原因是( C ) A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 解析 ：解析 ： 发球机从同一高度水平射出两个速度不同的乒乓球，根据 平抛运动规律，竖直
5、方向上， 发球机从同一高度水平射出两个速度不同的乒乓球，根据 平抛运动规律，竖直方向上，h gt2，可知两球下降相同距离，可知两球下降相同距离 h 所所 1 2 用的时间是相同的，选项用的时间是相同的，选项 A 错误；由错误；由 v 2gh 可知，两球下降相同可知，两球下降相同 2 y 距离距离h时在竖直方向上的速度时在竖直方向上的速度vy相同， 选项相同， 选项B错误 ； 由平抛运动规律， 水平方向上， 错误 ； 由平抛运动规律， 水平方向上，xvt，可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时 间 ，可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时 间 t 较少，选项较少，选项 C 正确 ； 由于做平
6、抛运动的球在竖直方向的运动为自 由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的距离相同，选项 正确 ； 由于做平抛运动的球在竖直方向的运动为自 由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的距离相同，选项 D 错误错误 3(2018山东潍坊统一考试山东潍坊统一考试)如图所示，河水由西向东流，河宽 为 如图所示，河水由西向东流，河宽 为 800 m，河中各点的水流速度大小为，河中各点的水流速度大小为 v水 水，各点到较近河岸的距离 为 ，各点到较近河岸的距离 为 x，v水 水与 与 x 的关系为的关系为 v水 水 x(m/s)(x 的单位为的单位为 m)，让小船船头，让小船船头 3 400 垂直河岸由南向北渡河
7、，小船划水速度大小恒为垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为 v船 船 4 m/s，则下列 说法中正确的是 ，则下列 说法中正确的是( B ) A小船渡河的轨迹为直线小船渡河的轨迹为直线 B小船在河水中的最大速度是小船在河水中的最大速度是 5 m/s C 小船在距南岸 小船在距南岸 200 m 处的速度小于其在距北岸处的速度小于其在距北岸 200 m 处的速处的速 度度 D小船渡河的时间是小船渡河的时间是 160 s 解析 ：解析 ： 小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上先加速 运动， 到达河中间后再减速运动， 小船的合运动是曲线运动， 小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上
8、先加速 运动， 到达河中间后再减速运动， 小船的合运动是曲线运动， A 错误 ； 当小船运动到河中间时， 东西方向上的分速度最大， 此时小船的合速 度最大，最大值 错误 ； 当小船运动到河中间时， 东西方向上的分速度最大， 此时小船的合速 度最大，最大值 vmax5 m/s，B 正确；小船在距南岸正确；小船在距南岸 200 m 处的速 度等于其在距北岸 处的速 度等于其在距北岸 200 m 处的速度，处的速度，C 错误 ； 小船的渡河时间错误 ； 小船的渡河时间 t200 s，D 错误错误 4如图所示，一长为如图所示，一长为L 的木板，倾斜放置，倾角为的木板，倾斜放置，倾角为 45，今，今2
9、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 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( D ) A. L B. L 1 2 1 3 C. L D. L 1 4 1 5 解析 ：解析 ： 设小球释放点距木板上端的水平距离为设小球释放点距木板上端的水平距离为 x， 由， 由 45可知， 小
10、球自由下落高度 可知， 小球自由下落高度 hx，由，由 v 2gh 可得：可得：v0.水平抛出后，水平抛出后， 2 0 2gx 小球落到木板下端时竖直方向速度小球落到木板下端时竖直方向速度 vy，由竖直位移和水，由竖直位移和水 2g L x 平位移相等可得：平位移相等可得： vytv0t，解得：，解得：x ，故 ，故 D 正确正确 1 2 L 5 5(2018江南十校联考江南十校联考)两根长度不同的细线下面分别悬挂两个 小球， 细线上端固定在同一点， 若两个小球以相同的角速度绕共同的 竖直轴在水平面内做匀速圆周运动， 则两个摆球在运动过程中， 相对 位置关系示意图正确的是图中的 两根长度不同的
11、细线下面分别悬挂两个 小球， 细线上端固定在同一点， 若两个小球以相同的角速度绕共同的 竖直轴在水平面内做匀速圆周运动， 则两个摆球在运动过程中， 相对 位置关系示意图正确的是图中的( B ) 解析 ：解析 ： 小球做匀速圆周运动， 有小球做匀速圆周运动， 有mgtanm2Lsin， 整理得， 整理得Lcos 是常量，即两球处于同一高度，选项是常量，即两球处于同一高度，选项 B 正确正确 g 2 6 近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目， 如图 近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目， 如图(俯视图俯视图) 是某台设计的冲关活动中的一个环节要求挑战者从平台是某台设计的冲关活动中的一个环节
12、要求挑战者从平台 A 上跳到 以 上跳到 以 O 为转轴的快速旋转的水平转盘上，而不落入水中已知平台到 转盘盘面的竖直高度为 为转轴的快速旋转的水平转盘上，而不落入水中已知平台到 转盘盘面的竖直高度为 1.25 m，平台边缘到转盘边缘的水平距离和 转盘半径均为 ，平台边缘到转盘边缘的水平距离和 转盘半径均为 2 m，转盘以，转盘以 12.5 r/min 的转速匀速转动，转盘边缘间 隔均匀地固定有 的转速匀速转动，转盘边缘间 隔均匀地固定有 6 个相同障碍桩， 障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的 圆心角均相等 若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿 个相同障碍桩， 障碍桩及桩和桩之间的间隔对
13、应的 圆心角均相等 若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿 AO 方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g 取取 10 m/s2，则 能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度为 ，则 能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度为( B ) A4 m/s B5 m/s C6 m/s D7 m/s 解析：解析：人起跳后做平抛运动，在竖直方向上有人起跳后做平抛运动，在竖直方向上有 y gt2，解得时，解得时 1 2 间间 t0.5 s，转盘的角速度为，转盘的角速度为 2n rad/s，转盘转过 所用时，转盘转过 所用时 5 12 6 间间 t 0.4 s，要使人能
14、跳过空隙，时间应该小于，要使人能跳过空隙，时间应该小于 0.4 s，因此根据，因此根据 水平方向做匀速运动有水平方向做匀速运动有 xv0t，解得，解得 v05 m/s，故选项，故选项 A、C、D 错 误， 错 误，B 正确正确 二、多项选择题二、多项选择题 7(2018宜宾模拟宜宾模拟)在设计水平面内的火车轨道的转弯处时，要 设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡 在设计水平面内的火车轨道的转弯处时，要 设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡(如 图所示 如 图所示)，内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半 径和火车的行驶速度大小若某转弯处设计为
15、当火车以速率 ，内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半 径和火车的行驶速度大小若某转弯处设计为当火车以速率 v 通过 时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零车轮与铁轨 间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是 通过 时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零车轮与铁轨 间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是( BC ) A当火车以速率当火车以速率 v 通过此弯路时，火车所受各力的合力沿路基通过此弯路时，火车所受各力的合力沿路基 向下方向向下方向 B当火车以速率当火车以速率 v 通过此弯路时，火车所受重力与铁轨对其支 持力的合力提供向心力 通过此弯路时，火车所受重力
16、与铁轨对其支 持力的合力提供向心力 C当火车行驶的速率大于当火车行驶的速率大于 v 时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力 时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力 D当火车行驶的速率小于当火车行驶的速率小于 v 时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力 时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力 解析 ：解析 ： 火车转弯时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰 好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圆心， 故 火车转弯时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰 好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圆心， 故 A 错误，错误，B 正确；当速度大于正确；当速度大于 v 时，重力和支持力
17、的合力小于所 需向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故 时，重力和支持力的合力小于所 需向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故 C 正确 ； 当速度小于正确 ； 当速度小于 v 时， 重力和支持力的合力大于向心力， 此时内轨对车轮轮缘施加压力， 故 时， 重力和支持力的合力大于向心力， 此时内轨对车轮轮缘施加压力， 故 D 错误错误 8(2018西安质检西安质检)如图所示，小滑块如图所示，小滑块 a 从倾角为从倾角为 60的固定 粗糙斜面顶端以速度 的固定 粗糙斜面顶端以速度 v1沿斜面匀速下滑，同时将另一小滑块沿斜面匀速下滑，同时将另一小滑块 b 在斜 面底端正上方与小滑块 在斜 面底端正上
18、方与小滑块 a 等高处以速度等高处以速度 v2水平向左抛出，两滑块恰 在斜面中点 水平向左抛出，两滑块恰 在斜面中点 P 处相遇下列说法正确的是处相遇下列说法正确的是( AD ) Av1v221 Bv1v211 C若小滑块若小滑块 b 以速度以速度 2v2水平向左抛出，则两滑块仍能相遇水平向左抛出，则两滑块仍能相遇 D若小滑块若小滑块 b 以速度以速度 2v2水平向左抛出，则小滑块水平向左抛出，则小滑块 b 落在斜面 上时，小滑块 落在斜面 上时，小滑块 a 在小滑块在小滑块 b 的下方的下方 解析：解析： 根据题述，两小滑块恰在斜面中点根据题述，两小滑块恰在斜面中点 P 相遇，由几何关系可知
19、， 两小滑块水平位移相等， 有 相遇，由几何关系可知， 两小滑块水平位移相等， 有 v1tcos60v2t， 解得， 解得 v1v221， 选项， 选项 A 正确，选项正确，选项 B 错误小滑块错误小滑块 b 以速度以速度 2v2水平向左抛出时，若没有斜 面，将到达与 水平向左抛出时，若没有斜 面，将到达与 P 点等高的点等高的 B 点；若有斜面，则落在斜面上点；若有斜面，则落在斜面上 A 点，如 图所示设斜面长为 点，如 图所示设斜面长为 2L，小滑块，小滑块 b 在水平方向做匀速直线运动，由 几何知识得，其运动到 在水平方向做匀速直线运动，由 几何知识得，其运动到 A 点的水平位移大于，且
20、水平分速度大小点的水平位移大于，且水平分速度大小 2L 3 等于等于 v1，小滑块，小滑块 b 运动到运动到 A 点的时间点的时间 tb.由几何关系，小滑块由几何关系，小滑块 a 2L 3v1 运动到运动到 A 点的位移小于，则其运动到点的位移小于，则其运动到 A 点的时间点的时间 tata， 2L 3 2L 3v1 故两小滑块不能相遇，小滑块故两小滑块不能相遇，小滑块 b 运动到运动到 A 点时，小滑块点时，小滑块 a 已经运动 到 已经运动 到 A 点下方，选项点下方，选项 C 错误，选项错误，选项 D 正确正确 9如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半 径 如图所示，竖直放
21、置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半 径 r0.4 m，最低点处有一小球，最低点处有一小球(半径比半径比 r 小很多小很多)，现给小球一水平 向右的初速度 ，现给小球一水平 向右的初速度 v0， 则要使小球不脱离圆轨道运动， 则要使小球不脱离圆轨道运动， v0应当满足应当满足(取取 g 10 m/s2)( CD ) Av00 Bv04 m/s Cv02 m/s Dv02 m/s52 解析：解析：当当 v0较大时，小球能够通过最高点，这时小球在最高点较大时，小球能够通过最高点，这时小球在最高点 处需要满足的条件是处需要满足的条件是 mg，又根据机械能守恒定律有，又根据机械能守恒定律有mv2 mv
22、2 r 1 2 2mgr mv ，得，得 v02 m/s，C 正确当正确当 v0较小时，小球不能通较小时，小球不能通 1 2 2 0 5 过最高点， 这时对应的临界条件是小球上升到与圆心等高位置处时速 度恰好减为零，根据机械能守恒定律有 过最高点， 这时对应的临界条件是小球上升到与圆心等高位置处时速 度恰好减为零，根据机械能守恒定律有 mgr mv ，得，得 v02 1 2 2 0 2 m/s，D 正确正确 10如图所示，如图所示，A、B 两球分别套在两光滑的水平直杆上，两球 通过一轻绳绕过一定滑轮相连，现在使 两球分别套在两光滑的水平直杆上，两球 通过一轻绳绕过一定滑轮相连，现在使 A 球以
23、速度球以速度 v 向左匀速移动， 某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为 向左匀速移动， 某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为 、，下列说法正 确的是 ，下列说法正 确的是( AD ) A此时此时 B 球的速度为球的速度为 vcos cos B此时此时 B 球的速度为球的速度为 vsin sin C在在 增大到增大到 90的过程中，的过程中，B 球做匀速运动球做匀速运动 D在在 增大到增大到 90的过程中，的过程中，B 球做加速运动球做加速运动 解析：解析：由于绳连接体沿绳方向的速度大小相等，因此由于绳连接体沿绳方向的速度大小相等，因此 vcos vBcos，故，故 vBv，A 正确
24、，正确，B 错误 ； 在错误 ； 在 增大到增大到 90的过程中，的过程中， cos cos 在减小， 因此在减小， 因此 B 球的速度在增大，球的速度在增大， B 球做加速运动，球做加速运动， C 错误，错误， D 正确正确 三、计算题三、计算题 11 如图所示， 用一根长为 如图所示， 用一根长为 l1 m 的细线， 一端系一质量为的细线， 一端系一质量为 m1 kg 的小球的小球(可视为质点可视为质点)， 另一端固定在一光滑锥体顶端， 锥面与竖直， 另一端固定在一光滑锥体顶端， 锥面与竖直 方向的夹角方向的夹角 37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动 的角速度为 ，当小球在水平面
25、内绕锥体的轴做匀速圆周运动 的角速度为 时， 细线的张力为时， 细线的张力为 FT.(g 取取 10 m/s2， 结果可用根式表示， 结果可用根式表示) 求：求： (1)若要小球离开锥面，则小球的角速度若要小球离开锥面，则小球的角速度 0至少为多大？至少为多大？ (2)若细线与竖直方向的夹角为若细线与竖直方向的夹角为 60，则小球的角速度，则小球的角速度 为多 大？ 为多 大？ 解析：解析：(1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线拉 力，如图所示 若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线拉 力，如图所示 小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上， 故向心力水平， 在水 平方向由牛顿第
26、二定律得： 小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上， 故向心力水平， 在水 平方向由牛顿第二定律得：mgtanm lsin 2 0 解得：解得： 即即 0 rad/s 2 0 g lcos g lcos 5 2 2 (2)同理，当细线与竖直方向成同理，当细线与竖直方向成 60角时，由牛顿第二定律得：角时，由牛顿第二定律得： mgtan60m2lsin60 解得： 解得：2 g lcos60 即即 2 rad/s g lcos60 5 答案：答案：(1) rad/s (2)2 rad/s 5 2 2 5 12某新式可调火炮水平射出的炮弹所做的运动可视为平抛运某新式可调火炮水平射出的炮弹所做的运动可
27、视为平抛运 动如图所示，目标是一个剖面为动如图所示，目标是一个剖面为 90的扇形山崖的扇形山崖 OAB，半径为，半径为 R， 重力加速度为 ， 重力加速度为 g. (1)若炮弹以初速度若炮弹以初速度 v0射出，炮弹恰好垂直打在圆弧的中点射出，炮弹恰好垂直打在圆弧的中点 C， 求炮弹到达 ， 求炮弹到达 C 点所用时间；点所用时间； (2)若在同一高地若在同一高地 P 处先后以不同速度射出两发炮弹，击中处先后以不同速度射出两发炮弹，击中 A 点 的炮弹运动的时间是击中 点 的炮弹运动的时间是击中 B 点的两倍，点的两倍，O、A、B、P 在同一竖直平 面内，求高地 在同一竖直平 面内，求高地 P 离离 A 点的高度点的高度 解析：解析：(1)炮弹做平抛运动，当炮弹恰好垂直打在圆弧的中点炮弹做平抛运动，当炮弹恰好垂直打在圆弧的中点 C 时， 由几何关系可知， 其水平分速度和竖直分速度相等， 即时， 由几何关系可知， 其水平分速度和竖直分速度相等， 即 vyvxv0 又知又知 vygt 联立解得 联立解得 tv 0 g (2)设高地设高地P离离A点的高度为点的高度为h， 击中， 击中B点的炮弹运动的时间为点的炮弹运动的时间为t0， 则有 ， 则有 h g(2t0)2 hR gt 1 2 1 2 2 0 联立解得联立解得 h R 4 3 答案：答案：(1) (2) R v0 g 4 3