三年高考（2017-2019）高考物理真題分項(xiàng)匯編 專題05 曲線運(yùn)動(dòng)（含解析）

專題05 曲線運(yùn)動(dòng)1（2019·新課標(biāo)全國(guó)卷）如圖（a），在跳臺(tái)滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔時(shí)身體的姿態(tài)會(huì)影響其下落的速度和滑翔的距離。某運(yùn)動(dòng)員先后兩次從同一跳臺(tái)起跳，每次都從離開(kāi)跳臺(tái)開(kāi)始計(jì)時(shí)，用v表示他在豎直方向的速度，其vt圖像如圖（b）所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時(shí)刻。則A第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的位移比第一次的小B第二次滑翔過(guò)程中在水平方向上的位移比第一次的大C第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大D豎直方向速度大小為v1時(shí)，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大【答案】BD【解析】A由vt圖面積易知第二次面積大于等于第一次面積，故第二次豎直方向下落距離大于第一次下落距離，所以，A錯(cuò)誤；B由于第二次豎直方向下落距離大，由于位移方向不變，故第二次水平方向位移大，故B正確C由于vt斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由，易知a1>a2，故C錯(cuò)誤；D由圖像斜率，速度為v1時(shí)，第一次圖像陡峭，第二次圖像相對(duì)平緩，故a1>a2，由Gfy=ma，可知，fy1<fy2，故D正確。2（2019·江蘇卷）如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)座艙的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)半徑為R，角速度大小為，重力加速度為g，則座艙A運(yùn)動(dòng)周期為B線速度的大小為RC受摩天輪作用力的大小始終為mgD所受合力的大小始終為m2R【答案】BD【解析】由于座艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由公式，解得：，故A錯(cuò)誤；由圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的關(guān)系可知，故B正確；由于座艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以座艙受到摩天輪的作用力是變力，不可能始終為，故C錯(cuò)誤；由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力提供向心力可得：，故D正確。3（2019·浙江選考）一質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車(chē)在水平公路上行駛，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104 N，當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)半徑為80 m的彎道時(shí)，下列判斷正確的是A汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)所需的向心力為1.4×104 NC汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)汽車(chē)會(huì)發(fā)生側(cè)滑D汽車(chē)能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過(guò)7.0 m/s2【答案】D【解析】汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)受到重力，地面的支持力，以及地面給的摩擦力，其中摩擦力充當(dāng)向心力，A錯(cuò)誤；當(dāng)最大靜摩擦力充當(dāng)向心力時(shí)，速度為臨界速度，大于這個(gè)速度則發(fā)生側(cè)滑，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，所以汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)，所需的向心力小于1.4×104 N，汽車(chē)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，BC錯(cuò)誤；汽車(chē)能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度，即汽車(chē)能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過(guò)7.0 m/s2，D正確。4（2018·江蘇卷）某彈射管每次彈出的小球速度相等在沿光滑豎直軌道自由下落過(guò)程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的A時(shí)刻相同，地點(diǎn)相同B時(shí)刻相同，地點(diǎn)不同C時(shí)刻不同，地點(diǎn)相同D時(shí)刻不同，地點(diǎn)不同【答案】B【解析】本題考查合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系及時(shí)刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以彈出小球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，因此兩球應(yīng)同時(shí)落地；由于兩小球先后彈出，且彈出小球的初速度相同，所以小球在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不等，因小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，所以水平位移相等，因此落點(diǎn)不相同，故選項(xiàng)B正確。5（2018·北京卷）根據(jù)高中所學(xué)知識(shí)可知，做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球，將落在正下方位置。但實(shí)際上，赤道上方200 m處無(wú)初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6 cm處，這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過(guò)程小球還受到一個(gè)水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比，現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對(duì)稱性，上升過(guò)程該“力”水平向西，則小球A到最高點(diǎn)時(shí)，水平方向的加速度和速度均為零B到最高點(diǎn)時(shí)，水平方向的加速度和速度均不為零C落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)東側(cè)D落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)西側(cè)【答案】D【解析】上升過(guò)程水平方向向西加速，在最高點(diǎn)豎直方向上速度為零，水平方向上有向西的水平速度，且有豎直向下的加速度，故AB錯(cuò)；下降過(guò)程向西減速，按照對(duì)稱性落至地面時(shí)水平速度為0，整個(gè)過(guò)程都在向西運(yùn)動(dòng)，所以落點(diǎn)在拋出點(diǎn)的西側(cè)，故C錯(cuò)，D正確。6（2018·天津卷）滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾的喜愛(ài)，某滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中A所受合外力始終為零B所受摩擦力大小不變C合外力做功一定為零D機(jī)械能始終保持不變【答案】C【解析】根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出運(yùn)動(dòng)員與曲面間的正壓力變化情況，從而分析運(yùn)動(dòng)員所受摩擦力變化；根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能變化情況，結(jié)合動(dòng)能定理分析合外力做功；根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否只有重力做功來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能是否守恒；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，所以合力一定不為零，A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力的合力充當(dāng)向心力，故有，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率恒定，且在減小，所以曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力越來(lái)越大，根據(jù)可知摩擦力越來(lái)越大，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率不變，質(zhì)量不變，即動(dòng)能不變，動(dòng)能變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知合力做功為零，C正確；因?yàn)榭朔Σ亮ψ龉Γ瑱C(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。7（2018·新課標(biāo)全國(guó)III卷）在一斜面頂端，將甲乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的A2倍B4倍C6倍D8倍【答案】A【解析】設(shè)甲球落至斜面時(shí)的速率為v1，乙落至斜面時(shí)的速率為v2，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，x=vt，y=gt2，設(shè)斜面傾角為，由幾何關(guān)系，tan=y/x，小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，聯(lián)立解得：v1=·v，即落至斜面時(shí)的速率與拋出時(shí)的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)的速率的2倍，選項(xiàng)A正確。8（2018·新課標(biāo)全國(guó)I卷）如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長(zhǎng)度為2R：bc是半徑為R的四分之一的圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其他軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為A2mgRB4mgRC5mgRD6mgR【答案】C【解析】本題考查了運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理等知識(shí)，意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問(wèn)題的能力。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的速度大小為vC，則對(duì)小球由a到c的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：F·3RmgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球離開(kāi)c點(diǎn)后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知，小球離開(kāi)c點(diǎn)后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g，則由豎直方向的運(yùn)動(dòng)可知，小球從離開(kāi)c點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)所需的時(shí)間為：t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移為x=at2=2R。由以上分析可知，小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過(guò)程中，水平方向的位移大小為5R，則小球機(jī)械能的增加量E=F·5R=5mgR，選項(xiàng)C正確ABD錯(cuò)誤。9（2018·浙江選考）A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖），在相同時(shí)間內(nèi)，它們通過(guò)的路程之比是4:3，運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是3:2，則它們A線速度大小之比為4:3B角速度大小之比為3:4C圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2:1D向心加速度大小之比為1:2【答案】A【解析】因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)他們通過(guò)的路程之比是4:3，根據(jù)，則A、B的線速度之比為4:3，故A正確；運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比為3:2，根據(jù)，則角速度之比為3:2，故B錯(cuò)誤；根據(jù)可得圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為，故C錯(cuò)誤；根據(jù)a=v得，向心加速度之比為，故D錯(cuò)誤。10（2018·江蘇卷）火車(chē)以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過(guò)一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10 s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過(guò)了約10°。在此10 s時(shí)間內(nèi)，火車(chē)A運(yùn)動(dòng)路程為600 mB加速度為零C角速度約為1 rad/sD轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4 km【答案】AD【解析】圓周運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)s=vt=60×10 m=600 m，選項(xiàng)A正確；火車(chē)轉(zhuǎn)彎是圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，所以合力不為零，加速度不為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題意得圓周運(yùn)動(dòng)的角速度rad/s= rad/s，又，所以m=3439m，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。11（2017·新課標(biāo)全國(guó)卷）發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過(guò)球網(wǎng)，速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)；其原因是A速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C速度較大的球通過(guò)同一水平距離所用的時(shí)間較少D速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大【答案】C【解析】由題意知，速度大的球先過(guò)球網(wǎng)，即同樣的時(shí)間速度大的球水平位移大，或者同樣的水平距離速度大的球用時(shí)少，故C正確，ABD錯(cuò)誤。【名師點(diǎn)睛】重點(diǎn)要理解題意，本題考查平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。理論知識(shí)簡(jiǎn)單，難在由題意分析出水平方向運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。12（2017·江蘇卷）如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時(shí)水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過(guò)的時(shí)間為（A）（B）（C）（D）【答案】C【解析】設(shè)第一次拋出時(shí)A球的速度為v1，B球的速度為v2，則A、B間的水平距離x=(v1+v2)t，第二次兩球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距離不變，則x=2(v1+v2)T，聯(lián)立得T=t2，所以C正確；ABD錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵信息是兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平位移之和不變。13（2017·江蘇卷）如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過(guò)輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L(zhǎng)，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中，物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng)。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（A）物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力等于2F（B）小環(huán)碰到釘子P時(shí)，繩中的張力大于2F（C）物塊上升的最大高度為（D）速度v不能超過(guò)【答案】D【解析】由題意知，F(xiàn)為夾子與物塊間的最大靜摩擦力，但在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，夾子與物塊間的靜摩擦力沒(méi)有達(dá)到最大，故物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力等于Mg，A錯(cuò)誤；小環(huán)碰到釘子時(shí)，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，繩中的張力大于物塊的重力Mg，當(dāng)繩中的張力大于2F時(shí)，物塊將從夾子中滑出，即，此時(shí)速度，故B錯(cuò)誤；D正確；物塊能上升的最大高度，所以C錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】在分析問(wèn)題時(shí)，要細(xì)心。題中給的力F是夾子與物塊間的最大靜摩擦力，而在物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有信息表明夾子與物塊間靜摩擦力達(dá)到最大另小環(huán)碰到釘子后，物塊繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)，夾子與物塊間的靜摩擦力會(huì)突然增大。 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