2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題05 曲線運動（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題05 曲線運動（含解析） 一、單選題 1．如圖所示，將一質(zhì)量為m的小球從空中O點以速度水平拋出，飛行一段時間后，小球經(jīng)過P點時動能，不計空氣阻力，則小球從O到P過程中（） A. 經(jīng)過的時間為 B. 速度增量為，方向斜向下 C. 運動方向改變的角度的正切值為 D. 下落的高度為 【答案】A 2．類比是一種常用的研究方法．對于直線運動，教科書中講解了由圖像求位移，由 (力-位移)圖像求做功的方法．請你借鑒此方法分析下列說法，其中正確的是（） A. 由 (力-速度)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)速度變化過程中力做功的功率 B. 由 (力-時間)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)時間內(nèi)力所做的沖量 C. 由 (電壓-電流)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)的電流變化過程中電流的功率 D. 由 (角速度-半徑)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運動物體的線速度 【答案】B 【解析】圖線中任意一點的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即瞬時功率，故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不是對應(yīng)速度變化過程中力做功的功率，A錯誤；（力-時間）圖線和橫軸圍成的面積表示沖量， B正確；由（電壓-電流）圖線，根據(jù)公式可知，根據(jù)與的坐標(biāo)值的乘積，求出對應(yīng)電流做功的功率，C錯誤；圖線中任意一點的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即線速度；故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不一定等于線速度，D錯誤．選B． 3．下列說法中正確的是. A. 物體速度變化越大，則其加速度越大 B. 物體的加速度越大，則其速度一定增大 C. 原來平衡的物體，突然撤去一個外力，物體可能做曲錢運動，也可能做直線運動 D. 原來平衡的物體，突然撤去一個外力，則一定會產(chǎn)生加速度且方向與撤去的外力的方向相同 【答案】C 【解析】A項：根據(jù)加速度定義：，可知，物體速度變化越大，則其加速度不一定越大，選項A錯誤； B項：若物體的速度方向與加速度方向相反，即使物體的加速度增大，但其速度仍減小，選項B錯誤； C項：若撤去某一個力后，其余力的合力與撤去的力等值、反向、共線，若與速度方向不共線時，物體做曲線運動，若與速度方向共線時，物體做直線運動，故C正確； D項：原來平衡的物體，突然撤去一個外力，若所剩的其它外力不變，則一定會產(chǎn)生加速度，且方向與撤去的外力的方向相反，故D錯誤。 4．一根光滑金屬桿，一部分為直線形狀并與軸負方向重合，另一部分彎成圖示形狀，相應(yīng)的曲線方程為。(單位：m)，一質(zhì)量為0.1Kg的金屬小環(huán)套在上面．t=0時刻從m處以m／s向右運動，并相繼經(jīng)過的A點和的B點，下列說法正確的是 A. 小環(huán)在B點與金屬環(huán)間的彈力大于A點的彈力 B. 小環(huán)經(jīng)過B點的加速度大于A點時的加速度 C. 小環(huán)經(jīng)過B點時重力的瞬時功率為20W D. 小環(huán)經(jīng)過B點的時刻為t=2s 【答案】C 【解析】A、若金屬小環(huán)做平拋運動，則有，，故平拋運動軌跡方程與曲線方程一樣，所以金屬小環(huán)做平拋運動，與金屬環(huán)間的彈力為0，故A錯誤； B、金屬小環(huán)做平拋運動，小環(huán)經(jīng)過B點的加速度等于A點時的加速度，故B錯誤； C、小環(huán)經(jīng)過B點的時間，所以小環(huán)經(jīng)過B點的時刻為t=3s，小環(huán)經(jīng)過B點時，所以小環(huán)經(jīng)過B點時重力的瞬時功率為，故C正確，D錯誤； 故選C。 5．一質(zhì)量為m的小物塊沿豎直面內(nèi)半徑為R的圓弧軌道下滑，滑到最低點時的瞬時速度為v，若小物塊與軌道的動摩擦因數(shù)是，則當(dāng)小物塊滑到最低點時受到的摩擦力為 A. B. C. D. 【答案】D 6．如圖所示，在傾角為30的斜面上的P點釘有一光滑小鐵釘，以P點所在水平虛線將斜面一分為二，上部光滑，下部粗糙．一繩長為3R輕繩一端系與斜面O點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點由靜止釋放，小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點B點．已知OA與斜面底邊平行，OP距離為2R，且與斜面底邊垂直，則小球從A到B 的運動過程中（　?。? A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR C. 克服摩擦力做功mgR D. 機械能減少mgR. 【答案】D 【解析】以小球為研究的對象，則小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點B點時，繩子的拉力為0，小球受到重力與斜面的支持力，重力沿斜面向下的分力恰好充當(dāng)向心力，得： 解得： A到B的過程中，重力與摩擦力做功，設(shè)摩擦力做功為Wf，則解得： A：A到B的過程中，合外力做功等于動能的增加，故A錯誤。 B：A到B的過程中，重力做功，故B錯誤。 C：A到B的過程中，克服摩擦力做功，故C錯誤。 D：A到B的過程中，機械能的變化，即機械能減小，故D正確。 7．如圖所示，甲、乙兩船在同一河岸邊A、B兩處,兩船船頭方向與河岸均成θ角,且恰好對準對岸邊C點。若兩船同時開始渡河，經(jīng)過一段時間t,同時到達對岸，乙船恰好到達正對岸的D點。若河寬d、河水流速均恒定，兩船在靜水中的劃行速率恒定，且不影響各自的航行。下列說法中正確的是 (　 　) A. 兩船在靜水中的劃行速率不同 B. 甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小 C. 兩船同時到達D點 D. 河水流速為 【答案】C 【解析】A. 由題意可知，兩船渡河的時間相等，兩船沿垂直河岸方向的分速度υ1相等，由υ1=υsinθ知兩船在靜水中的劃行速率υ相等，選項A錯誤； B. 乙船沿BD到達D點，可見河水流速υ水方向沿AB方向，可見甲船不可能到達到正對岸，甲船渡河的路程較大，選項B錯誤； C. 由于甲船沿AB方向的位移大小x=(υcosθ+υ水)t=2dtanθ=AB，可見兩船同時到達D點，選項C正確； D. 根據(jù)速度的合成與分解，υ水=υcosθ，而υsinθ=d/t,得，選項D錯誤； 故選：C. 小船過河的速度為船在靜水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求過河時間需要將船速分解為沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求兩船相遇的地點，需要求出兩船之間的相對速度，即它們各自沿河岸的速度的和． 8．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度大于，則（） A. 內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有向外的擠壓力 B. 外軌對外側(cè)車輪輪緣有向內(nèi)的擠壓力 C. 內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有向內(nèi)的擠壓力 D. 外軌對外側(cè)車輪輪緣有向外的擠壓力 【答案】B 【解析】火車的重力和軌道對火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時，此時火車的速度正好是，當(dāng)火車火車轉(zhuǎn)彎的速度大于時，需要的向心力增大，而重力與支持力的合力不變，所以合力小于所需要的向心力，外軌就要對火車產(chǎn)生一個向內(nèi)的力來補償一部分向心力，所以此時外軌對內(nèi)外側(cè)車輪輪緣有擠壓，ACD錯誤，B正確．故選B. 點睛：火車轉(zhuǎn)彎主要是分析清楚向心力的來源，再根據(jù)速度的變化，可以知道對內(nèi)軌還是對外軌由作用力． 9．如圖所示，長為L的細繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺，設(shè)細繩與豎直方向的夾角為．下列說法中正確的是（ ） A. 小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B. 細繩的拉力提供向心力 C. 越大，小球運動的周期越大 D. 越大，小球運動的線速度越大 【答案】D 【解析】小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力．故AB錯誤；小球運動周期：，因此越大，小球運動的周期越小，故C錯誤；向心力大小為：，小球做圓周運動的半徑為：，則由牛二定律得：． 得到線速度：．越大，、越大．∴小球運動的速度越大．故D正確．故選D． 點睛：理解向心力：是效果力，它由某一個力充當(dāng)，或幾個力的合力提供，它不是性質(zhì)的力，分析物體受力時不能分析向心力．同時，還要清楚向心力的不同的表達式． 10．如圖所示，紅蠟塊能在玻璃管內(nèi)的水中勻加速上升，若紅蠟塊在從A點勻加速上升的同時，玻璃管水平向右做勻速直線運動，則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖中的 ( ) A. 直線P B. 曲線Q C. 曲線R D. 無法確定 【答案】C 【解析】兩個分運動的合加速度方向水平向右，與合速度的方向不在同一條直線上，所以合運動為曲線運動，根據(jù)曲線運動的合力（加速度）大致指向軌跡凹點的一向，知該軌跡為曲線Q．故B正確，A、C、D錯誤． 點晴：蠟塊參與了豎直方向上的勻速直線運動和水平方向上的勻加速直線運動，判斷合運動是直線運動看合速度與合加速度在不在同一條直線上，并且曲線運動的合力（加速度）大致指向軌跡凹點的一向． 11．跳臺滑雪運動員的動作驚險而優(yōu)美，其實滑雪運動可抽象為物體在斜坡上的平拋運動.如圖所示，設(shè)可視為質(zhì)點的滑雪運動員從傾角為的斜坡頂端P處，以初速度v0水平飛出，運動員最后又落到斜坡上A點處，AP之間距離為L，在空中運動時間為t，改變初速度v0的大小，L和t都隨之改變.關(guān)于L、 t與v0的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ） A. L與v0成正比 B. L與v0成反比 C. t與v0成正比 D. t與v0成反比 【答案】C 【解析】滑雪運動可抽象為物體在斜坡上的平拋運動．設(shè)水平位移x，豎直位移為y，結(jié)合幾何關(guān)系，有：水平方向上：x=Lcosθ=v0t；豎直方向上：y=Lsinθ＝gt2；聯(lián)立可得：，可知t與v0成正比，故C正確，D錯誤．L=v02，可知L與v02成正比，故AB錯誤．故選C． 12．光滑平面上一運動質(zhì)點以速度v通過原點O，v與x軸正方向成α角（如圖所示），與此同時對質(zhì)點加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則 A. 質(zhì)點一定做曲線運動 B. 如果Fy>Fx，質(zhì)點向y軸一側(cè)做曲線運動 C. 質(zhì)點不可能做直線運動 D. 如果Fyvb>vc　ta>tb>tc B. vavb>vc　tatb>tc 【答案】D 【解析】三個物體都做平拋運動,在豎直方向上是自由落體運動, 由 可以知道下落的距離最大的物體的運動時間最長, 所以運動時間的關(guān)系為 , 以C點所在的平面為水平面,畫一條水平線，三個球的豎直位移相同,所以它們的運動時間t相同, 由可以知道,水平位移大的物體的初速度大, 所以初速度的關(guān)系為所以D選項是正確的 綜上所述本題答案是：D 57．如圖所示，可視為質(zhì)點的小球質(zhì)量為m，用不可伸縮的輕質(zhì)細繩（繩長為L）綁著，另一端懸于O點，繩由水平從靜止釋放，運動至最低點的過程中（繩與水平的夾角為θ），下列說法正確的是（不計空氣阻力影響） A. 輕繩拉力先增大后減小 B. 小球水平方向的加速度先增后減，且θ=45時有最大值 C. 小球重力的瞬時功率一直增加 D. 小球在最低點繩的張力由繩長和小球質(zhì)量一起決定 【答案】B 【解析】由于下降過程中，小球做圓周運動，繩子的拉力與重力沿繩子方向的分力充當(dāng)向心力，故有，由于運動過程中物體的速度一直增大，一直增大，故一直在增大，小球下落過程中機械能守恒，故，解得，在最低點，故與繩長無關(guān)，AD錯誤；小球剛開始時加速度方向豎直向下，水平方向上的加速度為零，到最低點加速度豎直向上，水平方向上的加速度為零，故水平方向上的加速度先增大后減小，，對求導(dǎo)可得，當(dāng)時，，即最大，故此時水平加速度最大，故B正確；剛開始運動時，豎直方向上的速度為零，到最低點豎直方向上的速度為零，故在豎直方向上的分速度先增大后減小，即重力的功率先增大后減小，C錯誤． 58．“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。下列敘述正確的是（ ） A. 在最高點，乘客重力小于座椅對他的支持力 B. 在最高點，乘客重力大于座椅對他的支持力 C. 摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客機械能始終不變 D. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變 【答案】B 【解析】在最高點，乘客的重力和座椅對乘客的支持力的合力充當(dāng)向心力，方向豎直向下，所以有，即，A錯誤B正確；因為是做勻速圓周運動，所以乘客的動能不變，但是重力勢能在變化，所以其機械能在變化，C錯誤；由于乘客的速度大小恒定，方向在變化，即與豎直方向的夾角在變化，所以在豎直方向的分速度在變化，所以重力的瞬時功率在變化，D錯誤． 59．如圖所示，小球沿水平面通過O點進入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點P，然后落回水平面，不計一切阻力，下列說法正確的是(　　) A. 小球落地點離O點的水平距離為R B. 小球落地點離O點的水平距離為2R C. 小球運動到半圓弧最高點P時向心力恰好