2022-2023學(xué)年高考物理 主題一 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.1 拋體運(yùn)動(dòng)階段檢測(cè) 粵教版

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1、2022-2023學(xué)年高考物理 主題一 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.1 拋體運(yùn)動(dòng)階段檢測(cè) 粵教版 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。1～6為單項(xiàng)選擇題，7～10為多項(xiàng)選擇題。) 1.一質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則在這段時(shí)間內(nèi)(　　) A.速度一定在不斷改變，加速度也一定不斷改變 B.速度可以不變，但加速度一定不斷改變 C.質(zhì)點(diǎn)不可能在做勻變速運(yùn)動(dòng) D.質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度方向一定是曲線(xiàn)上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向 解析　物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是合力的方向與速度方向不在同一直線(xiàn)上，故速度方向時(shí)刻改變，所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，其加速度不為零，但加速度可以不變，例如平拋運(yùn)動(dòng)，就是勻變速

2、運(yùn)動(dòng)，故A、B、C錯(cuò)誤；曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度方向一定是曲線(xiàn)上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向，故D正確。 答案　D 2.(2018·江門(mén)高一檢測(cè))一物體在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)，在相互垂直的x方向和y方向上的分運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1所示。關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1 A.物體做速度逐漸增大的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B.物體運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大 C.物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小是50 m/s D.物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小是10 m/s 解析　由圖知，x方向的初速度沿x軸正方向，y方向的初速度沿y軸負(fù)方向，則合運(yùn)動(dòng)的初速度方向不在y軸方向上；x軸方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)

3、動(dòng)，加速度為零，y軸方向的分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度沿y軸方向，所以合運(yùn)動(dòng)的加速度沿y軸方向，與合初速度方向不在同一直線(xiàn)上，因此物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)速度的合成可知，物體的速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于y方向的加速度，保持不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可知物體的初速度大小為v0＝＝ m/s＝50 m/s，故C正確，D錯(cuò)誤。 答案　C 3.如圖2所示為湖邊一傾角為30°的大壩的橫截面示意圖，水面與大壩的交點(diǎn)為O。一人站在A點(diǎn)處以速度v0沿水平方向扔小石塊，已知AO＝40 m，忽略人的身高，如圖2所示，不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2。下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A

4、.若v0>18 m/s，則石塊可以落入水中 B.若v0<20 m/s，則石塊不能落入水中 C.若石塊能落入水中，則v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越大 D.若石塊不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角越大 解析　石塊做平拋運(yùn)動(dòng)剛好落入水中時(shí)，40sin 30°＝gt2，40cos 30°＝v0t，解得v0≈17.32 m/s，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)落水時(shí)速度方向與水平面的夾角為α，tan α＝＝，v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若石塊不能落入水中，設(shè)落到斜面上時(shí)速度方向與水平方向的夾角為β，tan β＝＝2tan 30°，可知β與v0無(wú)

5、關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　A 4.如圖3所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d?，F(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處)，下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)(　　) 圖3 A.小環(huán)釋放后的極短時(shí)間內(nèi)輕繩中的張力一定等于2mg B.小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度為(－1)d C.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于 D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于2 解析　小環(huán)釋放后，其下落速度v增大，繩與豎直桿間的夾角θ減小，故小環(huán)沿繩

6、 方向的速度v1＝vcos θ增大，由引可知小環(huán)釋放后的極短時(shí)間內(nèi)重物具有向上的加速度，繩中張力一定大于2mg，A項(xiàng)錯(cuò)誤；小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，繩與直桿間的夾角為45°，重物上升的高度h＝(－1)d，B項(xiàng)正確；如圖所示，將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解，v1＝vcos 45°＝v，所以小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 5.有一步槍?zhuān)群笠圆煌乃俣葀1、v2、v3射出三顆子彈，各速度矢量如圖4所示，不計(jì)空氣阻力，那么子彈的射高和射程的關(guān)系是(　　) 圖4 A.h甲>h乙>h丙 B.h甲x乙>x丙 D.x甲

7、 解析　從圖中可知三顆子彈的初速度的垂直分量是相等的，即v1sin θ1＝v2sin θ2＝v3sin θ3，根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的射高公式h＝和飛行時(shí)間公式t＝可知，三顆子彈的射高和飛行時(shí)間都是相等的。從圖中還可以看出子彈丙的初速度的水平分量最大，而三顆子彈的飛行時(shí)間是相等的，根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的射程公式x＝v0tcos θ可知，子彈丙的射程最遠(yuǎn)。 答案　D 6.(2018·臺(tái)山高一檢測(cè))如圖5所示，在斜面頂端a處以大小為va的水平速度拋出一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，恰好落在斜面底端p處；今在p點(diǎn)正上方與a等高的b處以大小為vb的水平速度拋出另一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間tb恰好落在斜面的中點(diǎn)q處。若不計(jì)空氣阻力，下列

8、關(guān)系式正確的是(　　) 圖5 A.va＝vb B.va＝vb C.ta＝tb D.ta＝2tb 解析　做平拋運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直方向的高度決定t＝，a物體下落的高度是b的2倍，所以有ta＝tb，所以C、D錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系知a、b的水平位移關(guān)系為xa＝2xb，再由x＝v0t知va＝vb，B正確，A錯(cuò)誤。 答案　B 7.以初速度v0＝20 m/s從100 m高臺(tái)上水平拋出一個(gè)物體(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)，則(　　) A.2 s后物體的水平速度為20 m/s B.2 s后物體的速度方向與水平方向成45°角 C.每1 s內(nèi)物體的速度變化量的大小為10

9、m/s D.每1 s內(nèi)物體的速度大小的變化量為10 m/s 解析　水平拋出的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向速度不變，vx＝v0＝20 m/s，A項(xiàng)正確；2 s后，豎直方向的速度vy＝gt＝20 m/s，所以tan θ＝＝1，則θ＝45°，B項(xiàng)正確；速度的變化表現(xiàn)為豎直方向速度的變化，所以Δt＝1 s內(nèi)，速度的變化量Δv＝gΔt＝10 m/s，所以C項(xiàng)正確；物體的運(yùn)動(dòng)速度大小為，相同時(shí)間內(nèi)，其變化量不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　ABC 8.一條船要在最短時(shí)間內(nèi)渡過(guò)寬為100 m的河，已知河水的流速v1與船離一側(cè)河岸的距離s變化的關(guān)系如圖6甲所示，船在靜止水中的速度v2與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則以下

10、判斷中正確的是(　　) 圖6 A.船渡河的最短時(shí)間是20 s B.船運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線(xiàn) C.船在河水中的加速度大小為0.4 m/s2 D.船在河水中的最大速度是5 m/s 解析　船在行駛過(guò)程中，船頭始終與河岸垂直時(shí)渡河時(shí)間最短，即t＝ s＝20 s，A正確；由于水流速度變化，所以合速度變化，船頭始終與河岸垂直時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡不可能是直線(xiàn)，B錯(cuò)誤；船渡河最短時(shí)間t＝20 s，則船運(yùn)動(dòng)到河的中央時(shí)所用時(shí)間為10 s，水的流速在s＝0到s＝50 m之間增加，則a1＝ m/s2＝0.4 m/s2，同理s＝50 m到s＝100 m之間a2＝ m/s2＝－0.4 m/s2，則船在河水中的加

11、速度大小為0.4 m/s2，C正確；船在河水中的最大速度為v＝ m/s＝ m/s，D錯(cuò)誤。 答案　AC 9.如圖7所示，質(zhì)量相同的A、B兩質(zhì)點(diǎn)，從同一點(diǎn)O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出，A在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P1；B沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P2，并且P1和P2在同一水平面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖7 A.質(zhì)點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) B.質(zhì)點(diǎn)A、B沿x軸方向的位移相同 C.質(zhì)點(diǎn)A、B落地時(shí)的速率相等 D.質(zhì)點(diǎn)A落地時(shí)的速率大 解析　對(duì)于A質(zhì)點(diǎn)，根據(jù)h＝gt，得tA＝；對(duì)于B質(zhì)點(diǎn)，設(shè)斜面傾角為θ，在沿斜面向下方向上有＝gsin θt，解得tB＝，

12、可知tB>tA，選項(xiàng)A正確；在x軸方向上，有x＝v0t，知B質(zhì)點(diǎn)沿x軸的位移大于A質(zhì)點(diǎn)沿x軸的位移，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知v＝，h相同，則v大小相同，則質(zhì)點(diǎn)A、B落地時(shí)的速率大小相等，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案　AC 10.跳臺(tái)滑雪是奧運(yùn)比賽項(xiàng)目之一，利用自然山形建成的跳臺(tái)進(jìn)行，某運(yùn)動(dòng)員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到斜面雪坡上，如圖8所示，若斜面雪坡的傾角為θ，飛出時(shí)的速度大小為v0，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變，重力加速度為g，則(　　) 圖8 A.如果v0不同，該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的位置不同，速度方向也不同 B.如果v0不同，該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的位

13、置不同，但速度方向相同 C.運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是 D.運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小是 解析　運(yùn)動(dòng)員落到雪坡上時(shí)，初速度越大，落點(diǎn)越遠(yuǎn)；位移與水平方向的夾角為θ，設(shè)速度與水平方向的夾角為α，則有tan α＝2tan θ，所以初速度不同時(shí)，落點(diǎn)不同，但速度方向與水平方向的夾角相同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知x＝v0t，y＝gt2，且tan θ＝，可解得t＝，故選項(xiàng)C正確；運(yùn)動(dòng)員落到雪坡上時(shí)，速度大小v＝＝v0，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC 二、非選擇題(本題共6小題，共50分) 11.(4分)如圖9甲所示的演示實(shí)驗(yàn)中，A、B兩球同時(shí)落地，說(shuō)明_______________

14、_____________________________________________________。 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則他將觀察到的現(xiàn)象是____________________________________，這說(shuō)明_____________________________________________________________。 圖9 答案　做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)　上面小球砸在下面小球上　做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在水

15、平方向上做勻速運(yùn)動(dòng) 12.(6分)未來(lái)在一個(gè)未知星球上用如圖10甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線(xiàn)擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)小球采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是0.10 s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長(zhǎng)度與實(shí)際背景屏的長(zhǎng)度之比為1∶4，則： 圖10 (1)由以上信息，可知a點(diǎn)________(選填“是”或“不是”)小球的拋出點(diǎn)。 (2)由以

16、上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為_(kāi)_______ m/s2。 (3)由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是________ m/s。 (4)由以上及圖信息可以算出小球在b點(diǎn)時(shí)的速度大小是________ m/s。 解析　(1)由初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)位移之比為1∶3∶5可知，a點(diǎn)為拋出點(diǎn)。 (2)由ab、bc、cd水平距離相同可知，a到b、b到c運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)為T(mén)，在豎直方向有Δh＝gT2，T＝0.10 s，可求出g＝8 m/s2。 (3)由兩位置間的時(shí)間間隔為0.10 s，水平距離為8 cm，x＝vt，得水平速度為 0.8 m/s。 (

17、4)b點(diǎn)豎直分速度為ac間的豎直平均速度，根據(jù)速度的合成求b點(diǎn)的合速度，vyb＝ m/s＝0.8 m/s，所以vb＝＝ m/s。 答案　(1)是　(2)8　(3)0.8　(4) 13.(8分)一質(zhì)量為1 kg的物體自距地面20 m高處由靜止釋放，同時(shí)受到水平向右、大小為5 N的恒力作用，求： (1)物體在水平方向上做什么運(yùn)動(dòng)？經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地？ (2)物體從釋放到落地水平位移是多少？(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2) 解析　(1)釋放后，物體受重力和水平向右的作用力，兩力均為恒力，所以合力F合為恒力，由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性知，物體在水平方向上做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落

18、體運(yùn)動(dòng)。 在豎直方向上由y＝gt2得，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t＝＝ s＝2 s。 (2)物體在水平方向上做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度a水平＝＝ m/s2＝5 m/s2 水平位移x＝a水平t2＝×5×22 m＝10 m。 答案　(1)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)　2 s (2)10 m 14.(10分)在一定高度處把一個(gè)小球以v0＝30 m/s的速度水平拋出，它落地時(shí)的速度大小vt＝50 m/s，如果空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t； (2)小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的水平位移x和豎直位移y； (3)小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均

19、速度大小。 解析　(1)設(shè)小球落地時(shí)的豎直分速度為vy，由運(yùn)動(dòng)的合成可得 vt＝， 解得vy＝＝ m/s＝40 m/s 小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，有 vy＝gt，解得t＝＝ s＝4 s (2)小球在水平方向上的位移為 x＝v0t＝30×4 m＝120 m 小球的豎直位移為 y＝gt2＝×10×42 m＝80 m (3)小球位移的大小為 s＝＝ m＝40 m 由平均速度公式可得 ＝＝ m/s＝10 m/s。 答案　(1)4 s　(2)120 m　80 m　(3)10 m/s 15.(10分)將小球以10 m/s的速度斜向上拋出，速度方向與水平方向成30°角，求

20、小球在0.8 s內(nèi)的位移及0.8 s末的速度。(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)。 解析　水平方向vx＝v0x＝v0cos 30°＝10×cos 30° m/s＝5 m/s， 水平位移x＝vxt＝5×0.8 m＝4 m， 豎直方向v0y＝v0sin 30°＝5 m/s， 豎直位移為 y＝v0yt－gt2＝5×0.8 m－×10×0.82 m＝0.8 m， 0.8 s末的豎直速度為 vy＝v0y－gt＝(5－10×0.8) m/s＝－3 m/s， 故s＝＝ m≈7.0 m tan α＝＝＝， 即此時(shí)位移方向與水平方向成α角，α＝arctan v＝＝ m/s≈9.2 m/

21、s tan θ＝＝＝， 即此時(shí)速度方向與水平方向成θ角，θ＝arctan 。 答案　7.0 m　與水平方向成α角斜向上，α＝arctan 　9.2 m/s　與水平方向成θ角斜向下，θ＝arctan 16.(2018·中山高一檢測(cè))(12分)如圖11所示，水平傳送帶的速度為4.0 m/s，它的右端與等高的光滑水平平臺(tái)相接觸。一工件m(可看成質(zhì)點(diǎn))輕輕放于傳送帶的左端，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工件從光滑水平平臺(tái)上滑出，恰好落在小車(chē)左端。已知平臺(tái)與小車(chē)的高度差h＝0.8 m，小車(chē)左端距平臺(tái)右端的水平距離s＝1.2 m，取g＝10 m/s2，求： 圖11 (1)工件水平拋出的初速度v0； (2)傳送帶的長(zhǎng)度L。 解析　(1)工件從平臺(tái)右端水平拋出后，做平拋運(yùn)動(dòng)。 水平方向：s＝v0t，豎直方向：h＝gt2， 得v0＝s＝3 m/s。 (2)由于v0＝3 m/s小于水平傳送帶的速度，故可知工件在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，工件在傳送帶上所受摩擦力f＝μmg， 由牛頓第二定律可知f＝ma， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可知v＝2aL， 得L＝＝1.5 m。 答案　(1)3 m/s　(2)1.5 m