专辑02 曲线运动-2021年高考5月北京市二模物理试题分项汇编（解析版）

1 2021 年高考 5 月北京市二模物理试题分项汇编 专题 02 曲线运动 1、（2021·北京市朝阳区高三下学期 5 月二模反馈）国产大飞机 C919 是我国按照国际民航规章自行研制、 具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于 2017 年 5 月 5 日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时 刻水平分速度为 35m/s，竖直分速度为 25m/s，已知在此后的 1min 内，飞机在水平方向做加速度为 1m/s2 的 匀加速直线运动，竖直方向做加速度为 2m/s2 的匀加速直线运动。关于这 1min 内飞机的运动与受力情况， 下列选项正确的是（ ） A. 飞机做匀变速直线运动 B. 前 10s 内，飞机竖直方向的平均速度为 30m/s C. 10s 末，飞机的速度方向与水平方向的夹角为 45o D. 前 10s 内，水平方向的分位移与竖直方向分位移之比为 5：3 【答案】C 【解析】 在 10s 中内，水平方向做匀加运动，水平分速度 0 35m/s 1 10m/s 45m/sx x xv v a t      竖直方向做匀加运动，竖直分速度 0 25m/s 2 10m/s 45m/sy y yv v a t      A．初始时刻速度的夹角的正切值为 2 25 5tan 35 7    后来不是，由于速度的方向发生变化，而加速度不变，因此飞机做匀变速曲线运动，A 错误； B．前 10s 内，飞机竖直方向的平均速度 0 25 45 m/s 35m/s2 2 y y y v vv     B 错误； C．10s 末，飞机的速度方向与水平方向的夹角为 ，则 tan 1y x v v    故 o45  C 正确； D．前 10s 内，水平方向平均速度 0 35 45 m/s 40m/s2 2 x x x v vv     水平方向的分位移与竖直方向分位移之比 40 8 35 7 x y vx y v    D 错误。 故选 C。 2、（2021·北京市朝阳区高三下学期 5 月二模）利用如图 1 所示的实验粗略测量人吹气产生的压强。两端 开口的细玻璃管水平放置，内部截面积为 S。管内塞有潮湿的小棉球，其质量为 m，与 B 端的距离为 x。实 验者从玻璃管的 A 端均匀吹气，棉球从 B 端飞出，落地点为 C。测得 C 点与 B 端的水平距离为 l，棉球下 3 落高度为 h。多次改变 x，测出对应的 l，画出 l2-x 的图像如图 2 所示，图线的斜率为 k。不计棉球与管壁的 摩擦，不计空气阻力。下列选项正确的是 A．实验中小棉球在玻璃管中做匀速运动 B．获取图 2 中各组数据时可以改变每次吹气的压强 C．由题中数据可求得小棉球到达 B 端的速度为 g hl 2 D．由于人吹气使小棉球两侧产生的压强差为 hS kmg 4 图 1 图 2 【答案】D 【解析】若不计棉球与管壁的摩擦，人吹棉球时，气体给棉球一个力，故棉球做加速运动，选项 A 错 误； 设人吹气的压强为 p，则球的加速度 a= F pS m m  ，棉球到 B 的速度 vB2=2ax= 2pSx m ，棉球做平抛运动， 则 l=vBt，h= 1 2 gt2，整理得 l2= 4pSh gm x，可见 l2-x 图线的斜率 k= 4pSh gm ，所以吹气的压强对图线的斜率是有 影响的，故获取图 2 中各组数据时不能改变每次吹气的压强，选项 B 错误； 由 l=vBt，h= 1 2 gt2 可得，小棉球到达 B 端的速度为 v= l t =l 2 g h ，选项 C 错误； 由上式斜率 k= 4pSh gm 可得，小棉球两侧产生的压强差为 4 kmg hS ，选项 D 正确。 3、（2021·北京市朝阳区高三下学期 5 月二模）国产大飞机 C919 是我国按照国际民航规章自行研制、具有 自主知识产权的喷气式民用飞机，于 2017 年 5 月 5 日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水 平分速度为 60m/s，竖直分速度为 6m/s，已知在此后的 1min 内，飞机在水平方向做加速度为 2m/s2 的匀加 速直线运动，竖直方向做加速度为 0.2m/s2 的匀加速直线运动。关于这 1min 内飞机的运动与受力情况，下 列选项正确的是 4 A．飞机受到的合力竖直向上 B．飞机的运动轨迹为曲线 C．前 20s 内，飞机上升的高度为 120m D．前 20s 内，飞机水平方向的平均速度为 80m/s 【答案】D 【解析】由于飞机在竖直、水平方向上都有加速度，说明飞机的合加速度不是竖直方向，故合力也不 是竖直方向，选项 A 错误； 在有加速度之前，速度与水平方向的夹角为θ，则 tanθ= 6 60 y x v v  =0.1；有加速度时，加速度与水平方 向的夹角为β，则 tanβ= 0.2 2 y x a a  =0.1；说明θ=β，所以飞机的运动轨迹是直线运动，选项 B 错误； 前 20s 内，飞机上升的高度为 y=vyt+ 1 2 ayt2=6×20+ 1 2 ×0.2×202m=160m，选项 C 错误； 前 20s 内，飞机水平方向的平均速度为 21 12 2 x x x x v t a txv v a tt t      =(60+ 1 2 ×2×20)m/s=80m/s， 选项 D 正确。 4、（2021·北京市房山区高三下学期 5 月二模）通常情况下，实际的抛体都是在介质中运动的。由于介质 对运动物体的阻力作用，物体运动速度会降低。已知在空气中运动的物体所受阻力方向与运动方向相反， 大小随速度的增大而增大。通常情况下，地球自身运动和地球的形状对抛体运动影响非常微小，可忽略不 计。可以认为抛体运动的物体在某点的受力情况如图 14 所示。 假定空气中一弹丸从地面抛射出去，初速度为 v0，方向与水平地面夹角为θ；弹丸落地时，速度大小为 v，方向与水平地面夹角为α，落地点与抛出点在同一水平面。从弹丸抛出到落地，下列分析正确的是 y O x v0 f mg A．弹丸上升的时间大于下降的时间 B．弹丸的加速度先减小后增大 图 14 5 C．弹丸在最高点时的加速度是重力加速度 D．弹丸落地时与水平方向的夹角α大于抛出时与水平方向的夹射角θ 【答案】D 【解析】从竖直方向看，上升时球受重力和阻力在竖直方向的分力，二者方向相同，下降时球也受重 力和空气阻力在竖直方向的分力，二者方向相反，所以上升时的合外力大于了下降时，加速度也是上升时 较大，而竖直高度不变，最上端的速度都是 0，所以根据 h= 1 2 at2 即可判断出上升时的时间短，下降时的时 间长，选项 A 错误； 由于阻力大小随速度的增大而增大，所以上升时：mg+f=ma，即 mg+kv=ma，故在最低点的速度最大， 加速度最大，上升过程中速度减小，合外力减小，加速度减小，这段时间加速度是减小的；到最高点时， 球仍有水平方向的速度，故受重力和阻力的作用，加速度不是重力加速度，选项 C 错误；到球下降时：mg-f=ma， 即 mg-kv=ma，随着球的下降，速度变大，故加速度仍是减小的，选项 B 错误； 如图所示，虚线是没有阻力作用时的抛物线，而存在空气阻力时，球在竖直和水平方向上都会做减速 运动，实际球的轨迹为实线所示，可见弹丸落地时与水平方向的夹角α大于抛出时与水平方向的夹射角θ， 选项 D 正确。