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2019-2020年高考物理真題分類匯編 拋體和圓周運(yùn)動(dòng)(含解析)
(xx新課標(biāo)I-18). 帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1、L2,中間球網(wǎng)高度為h,發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面高度為3h,不計(jì)空氣的作用,重力加速度大小為g,若乒乓球的發(fā)射速率v在其范圍內(nèi),通過(guò)選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上,則v的最大取值范圍是
A.
, 故可判定AC錯(cuò);水平位移最大是斜向?qū)Ψ脚_(tái)面的兩個(gè)角發(fā)射,設(shè)剛好出臺(tái)角的發(fā)射速度為v2 ,有3h = gt22 , = v2t2 。得:v2 = , 要落到球網(wǎng)右側(cè)上發(fā)射速度v < , 可得選項(xiàng)D正確。
(xx新課標(biāo)I-22). (6分)
某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)的速度的實(shí)驗(yàn),所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20m).
完成下列填空:
(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數(shù)為1.00kg;
(2)將玩具小車放置在凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤秤示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為_(kāi)_____kg.
(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè),此過(guò)程中托盤秤的最大示數(shù)為m,多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示:
序號(hào)
1
2
3
4
5
M(kg)
1.80
1.75
1.85
1.75
1.90
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為是_______N,玩具小車通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)______m/s ,(重力加速度大小取9.80m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
【答案】 (2)1.40 (2分) (4)7.9(2分) 1.4(2分)
【考點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,會(huì)正確使用的儀器測(cè)質(zhì)量,知道用多次測(cè)量求平均值的方法減少。
【解析】(2)根據(jù)秤盤指針可知量程是10kg , 指針?biāo)甘緮?shù)是1.4kg ; (4)記錄的托盤示數(shù)各次并不相同,而多次測(cè)量求平均值可以減少誤差,即=≈1.81kg,而模擬器的質(zhì)量為1.00kg , 所以小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)小車對(duì)橋的壓力FN = g - m橋g ≈ 7.9N;徑向合力提供向心力,由牛頓第二、三定律和向心力的公式有:FN-m車g=m車v2/R,
m車 = 1.40kg - 1.00kg = 0.40kg, 代入數(shù)據(jù)得出小車通過(guò)最低點(diǎn)的速度是:v≈1.4m/s
【xx新課標(biāo)II-16】16. 由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)不在赤道上,同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過(guò)調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道。當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1x103/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55x103/s,此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30,如圖所示,發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為
A. 西偏北方向,1.9x103m/s B. 東偏南方向,1.9x103m/s
C. 西偏北方向,2.7x103m/s D. 東偏南方向,2.7x103m/s
【答案】B
考點(diǎn):速度的合成與分解
【xx新課標(biāo)II-21】21. 如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接。不計(jì)摩擦,a、b可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g。則
A. a落地前,輕桿對(duì)b一直做正功
B. a落地時(shí)速度大小為
C. a下落過(guò)程中,其加速度大小始終不大于g
D. a落地前,當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí),b對(duì)地面的壓力大小為mg
【答案】BD
考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律;運(yùn)動(dòng)的合成與分解
【xx重慶-8】.(16分)同學(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如題8圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M 板上部有一半徑為的圓弧形的粗糙軌道,P為最高點(diǎn),Q為最低點(diǎn),Q點(diǎn)處的切線水平,距底板高為.N板上固定有三個(gè)圓環(huán).將質(zhì)量為的小球從P處?kù)o止釋放,小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心,落到底板上距Q水平距離為處。不考慮空氣阻力,重力加速度為.求:
(1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向;
(3)摩擦力對(duì)小球做的功.
【答案】(1)到底板的高度;(2)速度的大小為 ,壓力的大小,方向豎直向下 ;(3)摩擦力對(duì)小球作功
【解析】
試題分析:(1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,
同理:,
考點(diǎn):本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、動(dòng)能定理、牛頓第二定律、牛頓第三定律。
(xx浙江-17)如圖所示為足球球門,球門寬為L(zhǎng),一個(gè)球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起,將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))。球員頂球點(diǎn)的高度為h。足球做平拋運(yùn)動(dòng)(足球可看做質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力)則
A足球位移大小
B足球初速度的大小
C足球末速度的大小
D足球初速度的方向與球門線夾角的正切值
【答案】B
【解析】
試題分析:根據(jù)幾何知識(shí)可得足球的位移為,A錯(cuò)誤; 足球做平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向上
考點(diǎn):考查了平拋運(yùn)動(dòng),速度的合成與分解
(xx浙江-19)如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)水平“U”形彎道,轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓,內(nèi)外半徑分別為r和2r。一輛質(zhì)量為m的賽車通過(guò)AB線經(jīng)彎道到達(dá)線,有如圖所示的①②③三條路線,其中路線③是以為圓心的半圓,。賽車沿圓弧路線行駛時(shí),路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為。選擇路線,賽車以不打滑的最大速率通過(guò)彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變,發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大),則
A選擇路線①,賽車經(jīng)過(guò)的路程最短
B選擇路線②,賽車的速率最小
C選擇路線③,賽車所用時(shí)間最短
D①②③三條路線的圓弧上,賽車的向心加速度大小相等
【答案】ACD
【解析】
試題分析:路線①的路程為,路線②的路程為,路線③的路程為,故選擇路線①,賽車經(jīng)過(guò)的路程最短,A正確;因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中賽車以不打滑的最大速率通過(guò)彎道,即最大徑向靜摩擦力充當(dāng)向心力,所以有,所以運(yùn)動(dòng)的相信加速度相同,根據(jù)公式可得,即半徑越大,速度越大,路線①的速率最小,B錯(cuò)誤D正確;因?yàn)?,,結(jié)合,根據(jù)公式可得選擇路線③,賽車所用時(shí)間最短,
C正確;
考點(diǎn):圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
(xx四川-1).在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出,不計(jì)空氣阻力,則落在同一水平地面時(shí)的速度大小
A.一樣大 B.水平拋的最大 C.斜向上拋的最大 D.斜向下拋的最大
【答案】A
【解析】
試題分析:三個(gè)小球被拋出后,均僅在重力作用下運(yùn)動(dòng),三球從同一位置落至同一水平地面時(shí),設(shè)其下落高度為h,并設(shè)小球的質(zhì)量為m,根據(jù)動(dòng)能定理有:mgh=-,解得小球的末速度大小為:v=,與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān),即三球的末速度大小相等,故選項(xiàng)A正確。
考點(diǎn):拋體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、動(dòng)能定理(或機(jī)械能守恒定律)的理解與應(yīng)用。
【xx廣東-14】14.如果4所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運(yùn)動(dòng),帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物
A.帆船朝正東方向航行,速度大小為v
B.帆船朝正西方向航行,速度大小為v
C.帆船朝南偏東45方向航行,速度大小為v
D.帆船朝北偏東45方向航行,速度大小為v
【答案】D
【考點(diǎn)】參考系;運(yùn)動(dòng)的合成和分解
【解析】此題考查相對(duì)速度以及不同參考系中速度轉(zhuǎn)換,以帆板為參考素,求此參考系中帆船的速度,就是求解帆船參對(duì)帆板的速度v船對(duì)板 = v船 – v板 ;通過(guò)矢量合成與分解,求得帆船相對(duì)帆板的速度朝北偏東450 ,大小為v ,選項(xiàng)A正確。
【xx福建-17】17.如圖,在豎直平面內(nèi),滑到ABC關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱,且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上。若小滑塊第一次由A滑到C,所用的時(shí)間為t1,第二次由C滑到A,所用時(shí)間為t2,小滑塊兩次的初速度大小相同且運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終沿著滑道滑行,小滑塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,則( )
A.
B.
C.
D.無(wú)法比較、的大小
【答案】:A
【解析】
試題分析:在AB段,根據(jù)牛頓第二定律,速度越大,滑塊受支持力越小,摩擦力就越小,在BC段,根據(jù)牛頓第二定律,速度越大,滑塊受支持力越大,摩擦力就越大,由題意知從A運(yùn)動(dòng)到C相比從C到A,在AB段速度較大,在BC段速度較小,所以從A到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程受摩擦力較小,用時(shí)短,所以A正確。
【xx江蘇-14】14.(16分)一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置如圖所示,四根輕桿OA、OC、AB和CB與兩小球以及一小環(huán)通過(guò)鉸鏈連接,輕桿長(zhǎng)均為l,球和環(huán)的質(zhì)量均為m,O端固定在豎直的輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上,套在轉(zhuǎn)軸上的輕質(zhì)彈簧連接在O與小環(huán)之間,原長(zhǎng)為L(zhǎng),裝置靜止時(shí),彈簧長(zhǎng)為,轉(zhuǎn)動(dòng)該裝置并緩慢增大轉(zhuǎn)速,小環(huán)緩慢上升。彈簧始終在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,求:
(1)彈簧的勁度系數(shù)k;
(2)AB桿中彈力為零時(shí),裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;
(3)彈簧長(zhǎng)度從緩慢縮短為的過(guò)程中,外界對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置所做的功W。
【答案】(1)4mg/L (2) (3)
(3)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2時(shí),設(shè)OA、AB桿中的彈力分別為F3、T3,OA桿與彈簧的夾角為θ3
小環(huán)受到彈簧的彈力:
小環(huán)受力平衡:且
對(duì)小球:;
解得:
整個(gè)過(guò)程彈簧彈性勢(shì)能變化為零,則彈力做的功為零,由動(dòng)能定理:
解得:
【xx海南-14】14如圖,位于豎直水平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成,圓弧半徑Oa水平,b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn)。已知h=2m,,s=。取重力加速度大小。
(1)一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下,當(dāng)其在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),與軌道之間無(wú)相互作用力,求圓弧軌道的半徑;
(2)若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動(dòng)而開(kāi)始滑下,求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度的水平分量的大小。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)一小環(huán)套在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),與軌道之間無(wú)相互作用力,則說(shuō)明下落到b點(diǎn)時(shí)的速度,使得小環(huán)套做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與軌道bc重合,故有①,②,
從ab滑落過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得③,聯(lián)立三式可得
(2)下滑過(guò)程中,初速度為零,只有重力做功,根據(jù)動(dòng)能定理可得④
因?yàn)槲矬w滑到c點(diǎn)時(shí)與豎直方向的夾角等于(1)問(wèn)中做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角相等,設(shè)為,則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知⑤,
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得⑥
聯(lián)立①②④⑤⑥可得
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