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1、小题增分特训(四)曲线运动123456789 10 111.一种回旋镖如图甲所示,将回旋镖以某种方式从手中抛出,回旋镖在空中运动一段时间后就会返回到抛出者手中,回旋镖从O点抛出后,再次返回到O点的轨迹图如图乙所示。关于轨迹上的a、b、c、d四点给出的速度方向和受力方向,可能正确的是()A.a点B.b点C.c点D.d点C解析由曲线运动的特点可知,速度方向为曲线上这一点的切线方向,曲线运动的轨迹向着受力一侧弯曲,故选C。123456789 10 11123456789 10 112.(多选)(2023浙江温州高三二模)如图甲所示,光电编码器由码盘和光电检测装置组成,电动机转动时,码盘与电动机旋转轴
2、同速旋转,发光二极管发出的光经凸透镜转化为平行光,若通过码盘镂空的明道照在光敏管上,信号端输出高电位,反之输出低电位,两个光敏管分布在同一半径上。根据输出两路信号可以测量电动机的转速和判断旋转方向。从左往右看,内、外都均匀分布20个明道的码盘如图乙所示,电动机转动时两信号的图像如图丙所示,则()甲乙丙123456789 10 11A.从左往右看,电动机顺时针转动B.从左往右看,电动机逆时针转动C.电动机转动的转速为50 r/sD.电动机转动的转速为125 r/s答案AC 123456789 10 11解析由图丙可知,在t=110-3 s时,信号A开始输出低电位,此时信号B开始输出高电位,结合图
3、乙可知,从左往右看,电动机顺时针转动,故A正确,B错误;由图丙可知,电动机转动的周期为T=20110-3 s=210-2 s,则角速度为=100 rad/s,根据=2n,可得电动机转动的转速为n=50 r/s,故C正确,D错误。123456789 10 113.(2023浙江宁波高三选考模拟)如图所示,小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是()A.在a处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长B.在b处投掷时,篮球击中篮筐的速度更大C.在a处和b处投掷篮球过程中,人对篮球做的功相同D.在a处和b
4、处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的动量变化量相同D123456789 10 11解析将篮球的运动反过来看即为平抛运动,平抛运动的时间只取决于高度,由于高度相同,则两次球的运动时间相同,故A错误;由于b处离篮筐更近,即平抛运动的水平位移更小,由于运动时间相同,则水平速度在b处的更小,即在b处投掷时,篮球击中篮筐的速度更小,故B错误;将篮球的运动反过来看即为平抛运动,则篮球抛出时竖直方向的速度相等,但水平速度不相同,所以篮球出手时的速度大小不同,即篮球出手时的动能不同,由能量守恒可知,在a处和b处投掷篮球过程中,人对篮球做的功不相同,故C错误;由动量定理可知,在a处和b处篮球出手后到垂直击
5、中篮板的过程中,篮球的动量变化量为p=mgt,则两次球的动量变化量相同,故D正确。123456789 10 114.飞机从水平飞行经一段圆弧转为竖直向上爬升,如图所示,假设飞机沿圆弧运动时速度大小不变,发动机推力方向沿轨迹切线,飞机所受升力垂直于机身,空气阻力大小不变,则飞机沿圆弧运动时()A.飞机发动机推力大小不变B.飞机所受升力大小保持不变C.飞机克服重力做功功率变大D.飞机所受的升力就等于向心力C123456789 10 11解析飞机沿圆弧运动时的受力情况如图所示,根据牛顿第二定律有F推=mgcos+F阻,飞机沿圆弧运动时,空气阻力大小不变,夹角减小,可知飞机发动机推力大小增大,故A错误
6、;根据牛顿第二定律有F升-mgsin=,飞机沿圆弧运动时,夹角减小,飞机所受升力减小,故B错误;飞机克服重力做功功率为P=mgvcos,飞机沿圆弧运动时,夹角减小,飞机克服重力做功功率变大,故C正确;飞机所受的升力与重力分力的合力提供圆周运动的向心力,故D错误。123456789 10 115.(2023浙江嘉兴高三一模)如图所示,M、N分别为自动升降杆上的端点和中点,已知升降杆的质量为m,长度为L,重力加速度为g,杆从水平位置匀速率转至竖直位置的过程中()A.升降杆始终处于平衡状态B.转动装置对升降杆做功mgLC.M、N两点向心加速度大小之比aMaN=21D.转动装置对升降杆的作用力大小始终
7、等于mgC123456789 10 11123456789 10 116.(2023浙江Z20名校协作体高三二模)如图所示,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。若在标注位置处的河水速度近似相等,则河床受力最大的是()A.A点B.B点C.C点D.D点A123456789 10 11解析A点位于河床的外侧,B点处于河床的内侧,河水运动过程所需向心力由河床外侧提供,所以A点的受力大于B点的。根据 可知,在河床外侧的A、C、D三点所对应的圆弧半径与河床所受河水的力成反比。由图可知A处的圆弧半径最小,所以河床受力最大的点是A点。123456789 10 117.现代都市高楼林立,高楼出现火情需要一种高架水
8、炮消防车。如图所示,某楼房的65 m高处出现火情,高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15 m,与地面距离为60 m,水炮的出水量为3 m3/min,水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则()A.地面对消防车的作用力方向竖直向上B.水炮炮口的水流速度为10 m/sC.水泵对水做功的功率约为3.8104 WD.若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散,则冲力约为1 500 NC123456789 10 11123456789 10 118.(2023浙江北斗星盟高三选考模拟)中国空间站在距地面约390 km的近圆形轨道上运行,运行轨道平面与赤道平面夹角约为42,其运行方向和地球自转方向如图
9、所示。已知地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2,地球半径约为6 400 km,地球自转周期约为24 h,假设地球为质量分布均匀的球体。某次空间站依次经过赤道上的A地和B地(图中未画出)上空,则A地与B地相距约为()A.3 200 kmB.6 400 kmC.18 800 kmD.20 096 kmC123456789 10 11123456789 10 119.(2023浙江金华高三三模)在科幻题材的电影或动画中,经常提到太空电梯,建造太空电梯需要高强度的材料,目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍,使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米
10、材料做成的太空电梯,另一端固定在赤道上,这样太空电梯随地球一起旋转,如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时,图乙中r为航天员到地心的距离,R为地球半径,a-r图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系,图线B表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与r的关系,当r=r1时,两图线加速度分别为a1、a2,引力常量G已知。下列说法正确的是()123456789 10 11A.航天员在r=R处的线速度大小等于第一宇宙速度B.a2小于地球表面重力加速度gC.根据r1与a1的值可以计算地球质量D.随着r的增大,航天员运动的线速度一直减小答案B 123456789 10 1
11、1解析地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度,航天员在r=R处的线速度小于地球同步卫星的线速度,所以小于第一宇宙速度,A错误;根据 可知a2小于地球表面重力加速度g,B正确;因为航天员在太空电梯中随地球同步旋转,所以万有引力不等于向心力,所以根据r1与a1的值无法计算地球质量,C错误;根据v=r,随着r的增大,航天员运动的线速度一直增大,D错误。123456789 10 1110.(2023浙江Z20名校联盟高三模拟)2022年11月30日5时42分,中国空间站与神舟十五号载人飞船成功对接,实现两批航天员太空会师的壮举。已知空间站从正常运行圆轨道降低一定高度后在新的圆轨道绕地运行,准备迎接神舟十
12、五号的到来,下列说法正确的是()A.神舟十五号载人飞船从地球发射的速度大于第二宇宙速度B.空间站在圆轨道上绕地运行的周期大于圆轨道C.空间站从圆轨道变轨至圆轨道,机械能减少D.对接成功后,欲使空间站恢复到原轨道运行,只需点火加速一次就可实现C123456789 10 11解析神舟十五号载人飞船从地球发射的速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度,故A错误;卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得 ,由于圆轨道的半径小于圆轨道的半径,则空间站在圆轨道上绕地运行的周期小于圆轨道的,故B错误;空间站从圆轨道变轨至圆轨道,需要点火减速做向心运动,则空间站的机械能减少,故C正确;对接成功后,欲使空间站恢复到原轨道运行,需先点火加速变轨到椭圆轨道,在椭圆轨道远地点再次点火加速变轨到原轨道,为了实现空间站恢复到原轨道运行,至少需要点火加速两次,故D错误。123456789 10 1111.如图所示,某固定翼无人机在目标上空高度为h的水平面内盘旋,做匀速圆周运动,测得与目标的距离为s,无人机质量为m,巡航速度为v,所在地重力加速度为g。以下说法正确的是()D123456789 10 11
