三年高考（2017-2019）高考物理真題分項匯編 專題05 曲線運動（含解析）

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1、專題05 曲線運動1（2019新課標(biāo)全國卷）如圖（a），在跳臺滑雪比賽中，運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳，每次都從離開跳臺開始計時，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刻。則A第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小B第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大C第二次滑翔過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，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

2、第一次下落距離，所以，A錯誤；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a1a2，故C錯誤；D由圖像斜率，速度為v1時，第一次圖像陡峭，第二次圖像相對平緩，故a1a2，由Gfy=ma，可知，fy1fy2，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)做勻速圓周運動座艙的質(zhì)量為m，運動半徑為R，角速度大小為，重力加速度為g，則座艙A運動周期為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動，由公式

3、，解得：，故A錯誤；由圓周運動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動，所以座艙受到摩天輪的作用力是變力，不可能始終為，故C錯誤；由勻速圓周運動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2.0103 kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4104 N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時，下列判斷正確的是A汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時所需的向心力為1.4104 NC汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑D汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2【答案】D【解析】汽車轉(zhuǎn)彎

4、時受到重力，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錯誤；當(dāng)最大靜摩擦力充當(dāng)向心力時，速度為臨界速度，大于這個速度則發(fā)生側(cè)滑，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，所以汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時，所需的向心力小于1.4104 N，汽車不會發(fā)生側(cè)滑，BC錯誤；汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度，即汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過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時刻相同，地點相同B時刻相同，地點不同C時刻不同，地點相同D時刻不同，地點不同【答案】B

5、【解析】本題考查合運動與分運動的關(guān)系及時刻和位置的概念，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動，所以彈出小球在豎直方向運動的時間相等，因此兩球應(yīng)同時落地；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動的時間不等，因小球在水平方向做勻速運動，所以水平位移相等，因此落點不相同，故選項B正確。5（2018北京卷）根據(jù)高中所學(xué)知識可知，做自由落體運動的小球，將落在正下方位置。但實際上，赤道上方200 m處無初速下落的小球?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)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正

6、比，現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球A到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零B到最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零C落地點在拋出點東側(cè)D落地點在拋出點西側(cè)【答案】D【解析】上升過程水平方向向西加速，在最高點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；下降過程向西減速，按照對稱性落至地面時水平速度為0，整個過程都在向西運動，所以落點在拋出點的西側(cè)，故C錯，D正確。6（2018天津卷）滑雪運動深受人民群眾的喜愛，某滑雪運動員（可視為質(zhì)點）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點滑行到最低點B的過程中，由于摩

7、擦力的存在，運動員的速率不變，則運動員沿AB下滑過程中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)曲線運動的特點分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出運動員與曲面間的正壓力變化情況，從而分析運動員所受摩擦力變化；根據(jù)運動員的動能變化情況，結(jié)合動能定理分析合外力做功；根據(jù)運動過程中，是否只有重力做功來判斷運動員的機(jī)械能是否守恒；因為運動員做曲線運動，所以合力一定不為零，A錯誤；運動員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對運動員的支持力的合力充當(dāng)向心力，故有，運動過程中速率恒定，且在減小，所以曲面對運動員的支持力越來越大，根據(jù)可知摩擦力

8、越來越大，B錯誤；運動員運動過程中速率不變，質(zhì)量不變，即動能不變，動能變化量為零，根據(jù)動能定理可知合力做功為零，C正確；因為克服摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，D錯誤。7（2018新課標(biāo)全國III卷）在一斜面頂端，將甲乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的A2倍B4倍C6倍D8倍【答案】A【解析】設(shè)甲球落至斜面時的速率為v1，乙落至斜面時的速率為v2，由平拋運動規(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，即落至斜面時的速

9、率與拋出時的速率成正比。同理可得，v2=v/2，所以甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時的速率的2倍，選項A正確。8（2018新課標(biāo)全國I卷）如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R：bc是半徑為R的四分之一的圓弧，與ab相切于b點。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點處從靜止開始向右運動，重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其他軌跡最高點，機(jī)械能的增量為A2mgRB4mgRC5mgRD6mgR【答案】C【解析】本題考查了運動的合成與分解、動能定理等知識，意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問題的能力。設(shè)小球運動到c點的速度大小為vC，則對小球由a到c

10、的過程，由動能定理得：F3RmgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球離開c點后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運動，由牛頓第二定律可知，小球離開c點后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g，則由豎直方向的運動可知，小球從離開c點到其軌跡最高點所需的時間為：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點開始運動到其軌跡最高點的過程中，水平方向的位移大小為5R，則小球機(jī)械能的增加量E=F5R=5mgR，選項C正確ABD錯誤。9（2018浙江選考）A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周

11、運動（如圖），在相同時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4:3，運動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圓周運動的半徑之比為2:1D向心加速度大小之比為1:2【答案】A【解析】因為相同時間內(nèi)他們通過的路程之比是4:3，根據(jù)，則A、B的線速度之比為4:3，故A正確；運動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錯誤；根據(jù)可得圓周運動的半徑之比為，故C錯誤；根據(jù)a=v得，向心加速度之比為，故D錯誤。10（2018江蘇卷）火車以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過一段彎道，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)過了約10。在此10 s時間內(nèi)，火車A

12、運動路程為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】圓周運動的弧長s=vt=6010 m=600 m，選項A正確；火車轉(zhuǎn)彎是圓周運動，圓周運動是變速運動，所以合力不為零，加速度不為零，故選項B錯誤；由題意得圓周運動的角速度rad/s= rad/s，又，所以m=3439m，故選項C錯誤、D正確。11（2017新課標(biāo)全國卷）發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其原因是A速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C

13、速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大【答案】C【解析】由題意知，速度大的球先過球網(wǎng)，即同樣的時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少，故C正確，ABD錯誤?！久麕燑c睛】重點要理解題意，本題考查平拋運動水平方向的運動規(guī)律。理論知識簡單，難在由題意分析出水平方向運動的特點。12（2017江蘇卷）如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時水平拋出，經(jīng)過時間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為（A）（B）（C）（D）【答案】C【解析】設(shè)第一次拋出時A球的速度為v1，B球的速度為v2，則A、B間的水

14、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錯誤?！久麕燑c睛】本題的關(guān)鍵信息是兩球運動時間相同，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，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向右勻速運動，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動。整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，重力加速度為g。下列說法正確的是（A）物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于2F（B

15、）小環(huán)碰到釘子P時，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【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，但在實際運動過程中，夾子與物塊間的靜摩擦力沒有達(dá)到最大，故物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于Mg，A錯誤；小環(huán)碰到釘子時，物塊做圓周運動，繩中的張力大于物塊的重力Mg，當(dāng)繩中的張力大于2F時，物塊將從夾子中滑出，即，此時速度，故B錯誤；D正確；物塊能上升的最大高度，所以C錯誤?！久麕燑c睛】在分析問題時，要細(xì)心。題中給的力F是夾子與物塊間的最大靜摩擦力，而在物塊運動的過程中，沒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動，夾子與物塊間的靜摩擦力會突然增大。 8