人教高中物理专题03 三大力场中的曲线运动（精练）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题03 三大力场中的曲线运动（精练）
一、单项选择题
1．如图所示，半径为5m的四分之一圆弧ABC固定在水平地面上，O为圆心。在圆心O右侧同一水平线上某点处，水平向左抛出一个小球，小球可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点，D点到水平地面的高度为2m，g取10 m/s2，则小球的抛出速度是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】小球在竖直方向做自由落体运动，则竖直分速度vy=m/s=2m/s
垂直击中D点，速度反向延长线过圆心，如下图所示
根据几何关系，有sin θ=解得θ=37°则在D点，分解速度可得v0=m/s故选C。
2．如图所示，在水平地面上M点的正上方高度处，将小球S1以初速度水平向右抛出，同时在地面上N点处将小球S2以初速度竖直向上抛出。已知小球与地面的碰撞是弹性碰撞，且碰撞时间忽略不计，M、
N两点间的距离为，重力加速度大小为，不计地面阻力和空气阻力。若在S2落地前两小球相遇，则（　　）
A．两小球抛出后经相遇 B．S2的初速度
C．S2可能在上升过程中与S1相遇 D．两小球在N点上方处相遇
【答案】B
【详解】A．S1先做平抛运动，与地面的碰撞为弹性碰撞且不计地面阻力，故与地面碰撞后水平方向速度不变，竖直方向速度反向，两球从抛出到相遇，则有解得，A错误；
B．小球S1从抛出到第1次落地，有解得落地时竖直方向分速度为
与小球S2相遇时，有解得，B正确；
C．S2上升到最高点所用的时间为故S2一定在下降过程中与S1相遇，C错误；
D．相遇时，S2离地的高度为，D错误；故选B。
3．如图所示，O为正四面体的顶点，处在水平面上，D为边的中点，E为边的中点。在O点沿不同方向水平拋出两个小球，甲球恰好落在E点，乙球恰好落在D点，空气阻力不计。则甲球和乙球平抛初速度大小之比为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】设O在面ABC的投影点为，的高度为h，正四面体的边长为a，由几何知识可知
，甲球落在E点，其竖直位移为，则有
解得乙球落在D点，其竖直位移为h，则有解得根据水平方向做匀速直线运动，则有
，故故选C。
4．某次军事演练中，一辆装甲车和一架直升机的位置关系及运动情况可用如图所示的长方体描述，该长方体底面水平，AB边长1000m，AH边长2000m。装甲车沿AD方向运动，直升机以100m/s的速度沿EF方向运动，当装甲车位于A点时，直升机位于E点，此时装甲车发射一枚炮弹，炮弹在其飞行轨迹的最高点恰好击中直升机。忽略空气阻力，炮弹和直升机均可视为质点，取重力加速度g=10m/s2。则炮弹的发射速度大小为（　　）
A．20m/s B． C． D．
【答案】D
【详解】把炮弹的运动沿AD、AH、AB方向分解，根据题意可知，炮弹运动到最高点时，竖直方向速度减为零，且与直升机碰撞，说明炮弹沿AD方向的速度与直升机的速度相等为竖直方向上，利用逆向思维，由自由落体位移公式可得解得炮弹飞行时间为则竖直方向的初速度为
炮弹沿AB方向上，由匀速直线运动的位移公式可得解得炮弹沿AB方向的初速度为
则炮弹的发射速度大小为故选D。
5．2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌以188.25分的成绩获得金牌。将谷爱凌视为质点，图（a）是谷爱凌从3m高跳台斜向上冲出的运动示意图，图（b）是谷爱凌在空中运动时离跳台底部所在水平面的高度y随时间t变化的图线。已知时，图线所对应的切线斜率为4（单位：m/s），重力加速度g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．谷爱凌冲出跳台的速度大小为14m/s
B．时，谷爱凌到达最高点，离跳台底部所在水平面的高度为12.8m
C．和时，谷爱凌的速度相同
D．谷爱凌落到跳台底部所在水平面的速度可能为16m/s
【答案】B
【详解】A．由竖直方向匀变速直线运动方程及图线斜率表示竖直分速度知，时
得谷爱凌冲出跳台时的竖直分速度水平分速度不为零，可知谷爱凌冲出跳台的速度大于，故A错误；
B．最高点竖直分速度为0，得时间到达最高点，由其中；
解得离跳台底部所在水平面的高度为故B正确；
C．由竖直上抛运动的对称性可知，和时，竖直分速度大小相等，方向相反，但是合速度只是大小相等，方向并不是相反，故C错误；
D．谷爱凌落到跳台底部所在水平面的竖直分速度则合速度一定大于16m/s，故D错误。
故选B。
6．某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，两质量