抛体运动与圆周运动-2023年高考物理真题题源解密含答案.pdf
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1、1专题四 抛体运动与圆周运动目录真题考查解读2023年真题展现真题考查解读2023年真题展现考向一曲线运动受力情况与轨迹的关系考向二平抛运动考向三斜抛运动考点四圆周运动近年真题对比近年真题对比考向一 曲线运动的特点考向二平抛运动与斜抛运动化学与环保考向三圆周运动命题规律解密名校模拟探源易错易混速记命题规律解密名校模拟探源易错易混速记【命题意图】考查曲线运动受力与轨迹的关系,意图考查考生的必备基础知识。考查平抛运动的基本规律,应用运动的合成与分解,分解速度和位移是解决平抛运动和斜抛运劝的解题思路;关注生活中的平抛、斜抛和类平抛运动,考查从运动学和动力学的角度分析圆周运动,并利用所学知识去解释与实
2、际生产相关的圆周运动;考查圆周运动和平抛运动相结合的综合性问题。【考查要点】考查曲线运动的特点及做曲线运动的条件,难度较小;考查平抛运动和斜抛运动规律的应用;考查圆周运动的运动学问题,和水平圆周运动及竖直圆周运动的动力学问题。【课标链接】了解曲线运动的特点及做曲线运动的条件;理解平抛运动和斜抛运动特点并能运用规律和方法求解实际问题;理解向心力的来源,掌握圆周运动运动学和动力学的求解抛体运动与圆周运动-2023年高考物理真题题源解密2考向一曲线运动受力情况与轨迹的关系1(20222022 全国乙卷 T T1515)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头线段表示小车在轨道上
3、相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是()A.B.C.D.【参考答案】D【命题意图】本题考查加速曲线运动及其相关知识点。【解题思路】根据题述,动能一直增加,所受合力方向可能正确的是2(20232023 辽宁 卷 第1 1题)某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是()A.B.C.D.3(20232023 江苏卷 第1010题)达芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形3是()A.B.C.D.4(20232023 1 1月浙江 第5 5题)
4、如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O点抛出沿轨迹OPQ运动,其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小()A.O点最大B.P点最大C.Q点最大D.整个运动过程保持不变考向二平抛运动5(20232023 全国甲卷 第1414题)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中()A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大6(20232023 浙江卷 第3 3题)铅球被水平推出后的运动过程中,不计空气阻力,下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t
5、的变化关系中,正确的是()4A.B.C.D.7(2023全国统考高考真题)如图,光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为Ep。释放后,小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的45。小球与地面碰撞后,弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。求(1)小球离开桌面时的速度大小;(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。考向三斜抛运动8.(20232023 湖南卷湖南卷 第第2 2题题)如图
6、(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是()A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等【参考答案】B【名师解析】抛出的两粒谷粒在空中运动都是只受重力,加速度都是重力加速度,所以谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;根据抛体运动规律,可知谷粒2在最高点的速度
7、小于v1,两谷粒从O到P的5运动时间不相等,B正确C错误;由于两谷粒在空中运动时间不相等,所以两谷粒从O到P的平均速度不相等,D错误。8(20232023 江苏卷 第1515题)1如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑,恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出。已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为,重力加速度为g,不计空气阻力。(1)求滑雪者运动到P点的时间t;(2)求滑雪者从B点飞出速度大小v;(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台BC的最大长度L。9(20232023
8、山东卷 第1515题)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能,设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示,若电磁炮正对高楼,与高楼之间的水平距离L=60m,灭火弹出膛速度v0=50m/s,方向与水平面夹角=53,不计炮口离地面高度及空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2,sin53=0.8。(1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H;(2)已知电容器储存的电能E=12CU2,转化为灭火弹动能的效率=15%,灭火弹的质量为3kg,电容C=2.5104F,电容器工作电压U应设置为多少?6考向四圆周
9、运动10(20232023 湖南卷 第8 8题)如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为,BC段圆心为O,最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是()A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大B.小球从A到C的过程中,重力的功率始终保持不变C.小球初速度v0=2gRD若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道【参考答案】AD【名师解析】小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大,A正确;小球从A到C的过程中,重力的功率逐渐减小,B错误;题述小
10、球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,由机械能守恒定律,12mv20=mg2R,解得:v0=2 gR,C错误;若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道做斜抛运动,D正确。12.(20232023 江苏卷 第1313题)“转碟”是传统的杂技项目,如图所示,质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为0时,碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小 f。11(20232023 湖北 统考高考真题)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径
11、为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内,过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60。小物块以某一水平初速度由7A点切入挡板内侧,从B点飞出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧,并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为12,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,小物块可视为质点。求:(1)小物块到达D点的速度大小;(2)B和D两点的高度差;(3)小物块在A点的初速度大小。【命题意图】考查曲线运动受力与轨迹的关系,意图考查考生的必备基础知识。考查平抛运动的基本规律,应用运动的合成与分解,分解速度和位移是解决平抛运动和
12、斜抛运劝的解题思路;关注生活中的平抛、斜抛和类平抛运动,考查从运动学和动力学的角度分析圆周运动,并利用所学知识去解释与实际生产相关的圆周运动;考查圆周运动和平抛运动相结合的综合性问题。【考查要点】考查曲线运动的特点及做曲线运动的条件,难度较小;考查平抛运动和斜抛运动规律的应用;考查圆周运动的运动学问题,和水平圆周运动及竖直圆周运动的动力学问题。【课标链接】了解曲线运动的特点及做曲线运动的条件;理解平抛运动和斜抛运动特点并能运用规律和方法求解实际问题;理解向心力的来源,掌握圆周运动运动学和动力学的求解考向一曲线运动的特点1(20222022 湖南卷 T T5 5)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中
13、技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是()8A.B.C.D.考向二平抛运动与斜抛运动2(20222022 广东卷 T T6 6)如图5所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是()A.将击中P点,t大于LvB.将击中P点,t等于L
14、vC.将击中P点上方,t大于LvD.将击中P点下方,t等于Lv3(20222022 广东卷 T T3 3)图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下,经过水平NP段后飞入空中,在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失,不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是()A.B.9C.D.4(20222022 全国甲卷 T T2424)将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相
15、邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3:7。重力加速度大小取g=10m/s2,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。5(20222022 重庆卷 T T1414)小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏,游戏中蛙和虫都在xOy竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动,每次运动的加速度大小恒为59g(g为重力加速度),方向均与x轴负方向成37斜向上(x轴向右为正)。蛙位于y轴上M点处,OM=H,能以不同速率向右或向左水平跳出,蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点,取sin37=35。(1)若虫飞出一段时间后,蛙以其最大跳出速率向右水平
16、跳出,在y=34H的高度捉住虫时,蛙与虫的水平位移大小之比为2 2:3,求蛙的最大跳出速率。(2)若蛙跳出的速率不大于(1)问中的最大跳出速率,蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻,虫能被捉住,求虫在x轴上飞出的位置范围。(3)若虫从某位置飞出后,蛙可选择在某时刻以某速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为1:2;蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为1:17。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。6(20222022 山东卷 T T1111)如图所示,某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离4.8m。当网球竖直分速度
17、为零时,击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取10m/s2,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为()10Av=5m/sB.v=3 2m/sC.d=3.6mD.d=3.9m考向三圆周运动7(20222022 全国甲卷 T T1414)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这
18、一段圆弧雪道的半径不应小于()A.hk+1B.hkC.2hkD.2hk-18(20222022 山东卷 T T8 8)无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点,与半径为4m的半圆弧CD相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全,小车速率最大为4m/s。在ABC段的加速度最大为2m/s2,CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为()A.t=2+74s,l=8mB.t=94+72s,l=5mC.t=2+
19、5126+7 66s,l=5.5mD.t=2+5126+(6+4)2s,l=5.5m9(20222022 河北 T T1010)如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上,圆心处装有竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节,以保11障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、1和h2、v2、2表示。花盆大小相同,半径远小于同心圆半径,出水口截面积保持不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是()A.若h1=h2,则v1:v2=R2:R1B.若v1=v2
20、,则h1:h2=R21:R22C.若1=2,v1=v2,喷水嘴各转动一周,则落入每个花盆的水量相同D.若h1=h2喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同,则1=210(2022福建高考真题)清代乾隆的 冰嬉赋 用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。500m短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前8m用时2s。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动,速度大小为14m/s。已知武大靖的质量为73kg,求此次过弯时所需的向心力大小;(3
21、)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取10m/s2,tan22=0.40、tan27=0.51、tan32=0.62、tan37=0.75)11(2022辽宁高考真题)2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中,我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动,若运动员加速到速度v=9m/s时,滑过的距离x=15m,求加速度的大小;(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道
22、为半圆的匀速圆周运动,如图所示,若甲、乙两名运动员同时进入弯道,滑行半径分别为R甲=8m、R乙=9m,滑行速率分别为v甲=10m/s、v乙=11m/s,求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。12 纵观近几年的高考试题,不难发现,抛体运动是高考的必考内容,也是近年高考的热点。高考重点考查的是平抛运动的特点、规律及其处理方法,命题多与生活、体育、军事等实际相联系,有时也与竖直平面内的圆周运动一起综合考查。单独考查一般为选择题,难度较小;综合考查为计算题,难度为中等或较难。高考对圆周运动知识的考查,命题多集中在考查圆周运动规律的应用及与生活、生产相联系的命题,多涉及
23、有关物理量的临界和极限状态求解。竖直平面内的圆周运动结合能量知识命题,匀速圆周运动结合磁场相关知识命题是考试重点,历年均有相关选择题或计算题出现。从近几年高考及各地市的模拟题的命题来看,试题呈现出的特点是:以两种运动的结合作为载体,考查牛顿运动定律和能量的相关知识点,尤其是带电粒子经过电场的偏转再进入磁场更是频频出现在高考试题中,这种综合知识的考查还将继续。1(20232023 浙江 模拟预测)擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示,擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动,速度逐渐减小。已知F为机器人除重力外的其他力的合力,则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可
24、能正确的是()13A.B.C.D.2(20232023 江苏南京 校考模拟预测)图1是一辆正以速度v做匀速直线运动的自行车的车轮简化示意图,车轮边缘某点P(图中未画出)离水平地面高度h随自行车运动位移x的变化关系如图2所示,图中的L为已知量,则()A.该车轮的直径为LB.该车轮的转速为vL(转/每秒)C.在x=L2位置,P相对地面的速度为零D.在x=L4位置,P相对地面的速度为v3(20232023 湖北 模拟预测)一长方形木板放置在水平地面上,在长方形木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板与木板不接触。现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动,同时方形木板以大小相等的
25、速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为1和2,物块的质量为m,则关于物块所受摩擦力说法正确的是()A.竖直挡板对物块的摩擦力大小0B.竖直挡板对物块的摩擦力大小2212mgC.只增大木板向左运动的速度,竖直挡板对物块的摩擦力将变小14D.只增大物块沿挡板运动的速度,木板对物块的摩擦力将增大4(20232023 四川成都 成都七中校考模拟预测)图为一“永动机”玩具的模型,abcd是一组光滑细金属双轨,轨道间距为l=0.8cm,bc段水平。按下一个隐蔽开关后,把质量m=3.6g的钢球从软木盘中心洞口O无初速释放,经过隐蔽的加速装置,钢球便沿轨道
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