2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题05曲线运动含解析.pdf

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1、曲线运动曲线运动 1（2019新课标全国卷）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其 下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示 他在竖直方向的速度，其vt图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则 A第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大 D竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 【答案】BD 【解析】A由vt图面积易知第二次面积大于等于第一次面积，故第二次竖直

2、方向下落距离大于第一 次下落距离，所以，A 错误；B由于第二次竖直方向下落距离大，由于位移方向不变，故第二次水平方 向位移大， 故 B 正确 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， 0 vv a t 易知a1a2，故 C 错误 ； D由图像斜率，速度为v1时，第一次图像陡峭，第二次图像相对平缓，故a1a2， 由Gfy=ma，可知，fy1fy2，故 D 正确。 2（2019江苏卷）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动座舱的质量为m，运动 半径为R，角速度大小为，重力加速度为g，则座舱 A运动周期为 2R B线速度的大小为R C受摩天轮作用力的大

3、小始终为mg D所受合力的大小始终为m2R 【答案】BD 【解析】由于座舱做匀速圆周运动，由公式，解得：，故 A 错误；由圆周运动的线速度 2 T 2 T 与角速度的关系可知，故 B 正确；由于座舱做匀速圆周运动，所以座舱受到摩天轮的作用力vR 是变力，不可能始终为，故 C 错误；由匀速圆周运动的合力提供向心力可得：，故 D mg 2 FmR 合 正确。 3（2019浙江选考）一质量为 2.0103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力 为 1.4104 N，当汽车经过半径为 80 m 的弯道时，下列判断正确的是 A汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B汽车转

4、弯的速度为 20 m/s 时所需的向心力为 1.4104 N C汽车转弯的速度为 20 m/s 时汽车会发生侧滑 D汽车能安全转弯的向心加速度不超过 7.0 m/s2 【答案】D 【解析】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A 错误 ； 当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得 ， 解得， 所以汽车转弯的速度为 20 m/s 时， 2 v fm r 所需的向心力小于 1.4104 N，汽车不会发生侧滑，BC 错误；汽车能安全转弯的向心加速度 ，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过 7.0 m/s2，D 正确。

5、 4 （2019山东省德州市高三模拟）中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下 一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时 距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动， 且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是 A运动的时间都相同 B速度的变化量都相同 C落入锅中时，最大速度是最小速度的 3 倍 D若初速度为v0，则 【答案】C 【解析】A、根据可得运动的时间，所有小面圈在空中运动的时间都相同，故选项 A 正 2 1 2 hgt 2h t

6、g 确；B、根据可得所有小面圈的速度的变化量都相同，故选项 B 正确；CD、因为水平位移的范 vg t 围为， 则水平最小初速度为， 水平最大初速度为 ： ，则水平初速度速度的范围为：；落入锅中时，最大速度 ，最小速度为，故选项 D 正确，C 错误。 故选 C。 5 （2019湖南省衡阳市三模）如图所示，地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽，O为圆心、AB为水平 直径，现将小球（可视为质点）从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点：若将该小球从A处以初速 度v2水平抛出后恰好落到C点，C、D两点等高，OC与水平方向的夹角60，不计空气阻力，则下 列说法正确的是 Av1:v21:4 B小球从开始运

7、动到落到凹槽上的过程中，其两次的动量变化量相同 C小球落在凹槽上时，其两次的重力的瞬时功率不同 D小球落到C点时，速度方向可能与该处凹槽切面垂直 【答案】B 【解析】过C与D分别做AB的垂线，交AB分别与M点与N点，如图： 则OMONRcos600.5R； 所以AM0.5R，AN1.5R； 由于C与D点的高度是相等的， 由 ：hgt2 1 2 可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移为：xv0t，可得，故 A 错误；它们速度的变 1 2 1 3 v v 化量：vgt，二者运动的时间是相等的，则它们速度的变化量也相等，根据P=mv可知动量变化量相 等。故 B 正确；两次的位移分别为：AD和A

8、C，显然AC2AD，所以前后两次的平均速度之比不等于 1:2， 故 C 错误；球落到C点时，若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC，O点应为AM的中点，显 然不是，故 D 错误。 6 （2019福建省厦门外国语学校高三最后一模）如图所示，三个质量相等的小球A、B、C从图示位置分 别以相同的速度v0水平向左抛出，最终都能到达坐标原点O。不计空气阻力，x轴所在处为地面，则可 判断A、B、C三个小球 A在空中运动过程中，重力做功之比为 1:2:3 B在空中运动过程中，动量变化率之比为 1:2:3 C初始时刻纵坐标之比为 1:4:9 D到达O点时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为 1:4:9

9、 【答案】C 【解析】AC 项：根据x=v0t，水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为 1:2:3，所以它们在空中运动的 时间之比为 1:2:3，初始时刻纵坐标之比既该过程小球的下落高度之比，根据，初始时刻纵坐 2 1 2 hgt 标之比为 1:4:9，重力做功之比为h之比，即为 1:4:9，故 A 错误，C 正确；B 项：动量的变化率为合外 力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故 B 错误；D 项：竖直向速度之比为 1:2:3，水平向速度 相向，而速度方向与水平方向夹角的正切值为，则其比值为 1:2:3，故 D 错误。 y x v v 7 （2019东北三省四市高考二模） 在水平地面上

10、有相距为L的A、 B两点， 甲小球以v110 m/s 的初速度， 从A点沿与水平方向成 30角的方向斜向上抛出，同时，乙小球以v2的初速度从B点竖直向上抛出。 若甲在最高点时与乙相遇，重力加速度g取 10 m/s2，则下列说法错误的是 A乙球的初速度v2一定是 5 m/s B相遇前甲球的速度可能小于乙球的速度 CL为 2.5m 3 D甲球与乙球始终在同一水平面上 【答案】B 【解析】甲球竖直方向的初速度vyv1sin305 m/s，水平方向的初速度v0v1cos305m/s。 3 甲球在最高点与乙球相遇， 说明甲球和乙球在竖直方向具有相同的运动规律， 则乙球的初速度v2vy5 m/s，故 A

11、正确；相遇前甲球的水平速度不为零，竖直方向与乙球的速度相同，所以在相遇前甲球的速 度不可能小于乙球的速度，故 B 错误；相遇时间t0.5s，则Lv0t2.5m，故 C 正确；由于 y v g 3 甲球和乙球竖直方向的运动情况相同，所以甲球与乙球始终在同一水平面上，故 D 正确。本题选错误的， 故选 B。 8 （2019辽宁省沈阳市三模）如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道相连， 且固定在同一个竖直面内。将一只质量为m的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速释放。为使小球在沿 圆轨道运动时始终不脱离轨道，这个高度h的取值可为 A2.2rB1.2rC1.6rD0.8r 【答案】D

12、【解析】 小球可能做完整的圆周运动， 刚好不脱离圆轨时， 在圆轨道最高点重力提供向心力 ：； 2 v mgm r 由机械能守恒得：，解得：h=2.5r。也可能不超过与圆心等高处，由机械能守恒得： mgh=mgr，得 ：h=r，综上得为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道，h的范围为 ：hr或h2.5r； 故 A、B、C 错误，D 正确。故选 D。 9 （2019广东省高三下学期第一次模拟考试）如图所示，某同学将三个完全相同的物体从A点沿三条不 同的路径抛出，最终落在与A点同高度的三个不同位置，三条路径的最高点是等高的，忽略空气阻力， 下列说法正确的是 A三个物体抛出时初速度的水平分量相等 B沿

13、路径 3 抛出的物体在空中运动的时间最长 C该同学对三个物体做的功相等 D三个物体落地时重力的瞬时功率一样大 【答案】D 【解析】根据斜抛的运动规律知，三条路径的最高点是等高的，故三个物体的竖直方向上面分速度相 y v 同，其总的运动时间，也相同，水平位移大的水平分速度大，AB 错误；同学对小球做功，小球 2 y v t g 获得初动能，由于三个小球竖直方向分速度相同，第 3 个小球水平位移大，则第 3 个小球水平分速度大， 故第 3 个小球合初速度大，故第 3 个小球的初动能大，人对它做功最多，C 错误；由于斜抛的时候，竖 直分初速度相同， 落地时的竖直方向分速度也相同， 均等于， 所以落地

14、时重力的瞬时功率 y v y v Gy Pmgv 一样大，D 正确。 10 （2019山东省聊城市高三下学期三模）为了研究平抛物体的运动，用两个完全相同的小球A、B做下 面的实验 ： 如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时 B 球被松开，做自由落体运动， 两球同时落地。A、B两小球自开始下落到落地前的过程中，两球的 A速率变化量相同B速度变化率不同 C动量变化量相同D动能变化量不同 【答案】C 【解析】速率是标量，其变化量直接相减，A的速率变化量等于末速度的大小减小水平方向初速度的大 小，B的速率变化量等于落地时竖直方向的速度大小，两者大小不相等，A 错误；速度变化率指的就是

15、两球的加速度， 均为g， 相同， B 错误 ； 两个小球所受重力相同， 落地时间相同， 动量的变化量相同为mgt， C 正确；下落高度相同，重力做功相同，动能的变化量等于重力做功，相同，D 错误。 11 （2019安徽省安庆市市示范中学高三联考）乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动， 如图所示，某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直而内做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A该同学运动到最低点时，座椅对他的支持力大于其所受重力 B摩天轮转动过程中，该同学所受合外力为零 C摩天轮转动过程中，该同学的机械能守恒 D摩天轮转动周的过程中，该同学所受重力的冲量为零 【答案】A 【解析】圆周运动过程中，由

16、重力和支持力的合力提供向心力F，在最低点，向心力指向上方，所以 F=Nmg，则支持力N=mg+F，所以支持力大于重力，故 A 正确，B 错误；机械能等于重力势能和动能之 和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机 械能在变化，故 C 错误；转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，故 D 错误。 12 （2019湖南省长沙市雅礼中学高三下学期一模）从离水平地面高H处以速度v0水平抛出一个小球A， 同时在其正下方地面上斜抛另一个小球B，两球同时落到地面上同一位置，小球B在最高点时，距地面 的高度为h，速度为v，则以下关系正确的是 Ah=H，v=v0B

17、hCh=Dh= 0 3 , 42 v H v 0 , 22 vH v 0 , 4 H vv 【答案】D 【解析】斜抛可以看成对称的两段平抛，则，得；， 2 A H t g 2 2 B h t g AB tt 4 H h 0AA sv t ，则，故选 D。 BB svt 0 vv 13 （2019湖北省宜昌市高三模拟）如图所示，斜面底端上方高h处有一小球以水平初速度抛出，恰好 0 v 垂直打在斜面上，斜面的倾角为 30，重力加速度为g，下列说法正确的是 A小球打到斜面上的时间为 0 3v g B要让小球始终垂直打到斜面上，应满足h和成正比关系 0 v C要让小球始终垂直打到斜面上，应满足h和的平

18、方成正比关系 0 v D若高度h一定，现小球以不同的平抛，落到斜面上的速度最小值为 0 v 【答案】ACD 【解析】A、设小球打到斜面上的时间为t，恰好垂直打在斜面上，根据几何关系可得， 解得， 故A正确 ； BC、 要让小球始终垂直打到斜面上， 小球平抛运动的水平位移 0 3v t g ，小球落在斜面上，根据几何关系得：，代入解得：，和的平方成 0 3v t g 2 0 5 2 v h g h 0 v 正比关系，故 B 错误，C 正确；D、小球落在斜面上时的竖直分速度，由于2 y vgy ，速度，联立解得：，根据数学知识可知，积一定， 22 xy vvv 当二者相等时和有最小值，故最小值为，

19、故 D 正确。 14 （2019四川省成都市高三三模）如图，竖直平面内有a、b、c三个点，b点在a点正下方，b、c连线 水平。现准备将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从a点以初动能Ek0抛出。第一次，不加电场， 沿水平方向抛出小球，经过c点时，小球动能为 5Ek0； 第二次，加一方向平行于abc所在平面、场强大 小为的匀强电场，沿某一方向抛出小球，小球经过c点时的动能为 13Ek0。不计空气阻力，重力加 2mg q 速度大小为g。下列说法正确的是 A所加电场的方向水平向左 Ba、b两点之间的距离为 ko 5E mg Cb、c两点之间的距离为 ko 4E mg Da、c间的电势差 ko ac

20、8E U q 【答案】CD 【解析】B、不加电场时，只有重力做功，根据动能定理得 ：，解得 ：， k0 ab 4 = E h mg 故 B 错误 ； C、不加电场时小球做平抛运动，竖直方向 ：，水平方向 ：，又， 2 ab 1 2 hgt bc0 xv t 2 k00 1 2 Emv 联立解得：，故 C 正确；D、加电场时，根据动能定理得：，解得： k0 bc 4E x mg ，故 D 正确；A、根据得，ac沿电场方向距离为：，又沿 0 8 k ac E U q UEd 着电场方向电势逐渐降低可知，电场方向水平向右，故 A 错误。 15 （2019山西省太原市第五中学高三模考）用轻杆通过铰链相

21、连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上， 各段轻杆等长，其中小球A、B的质量均为 2m，小球C、D、E的质量均为m。现将A、B两小球置于距 地面高h处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中 A小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒 B小球B的机械能一直减小 C小球B落地的速度大小为2gh D当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】小球A、B、C、D、E组成的系统机械能但动量不守恒，故 A 错误 ； 由于D球受力平衡，所以D 球在整个过程中不会动，所以轻杆DB对B不做功，而轻杆BE对B先做负功后做正功，所以小球B的 机械能先减小后增加，故 B 错误；当B落地时小球E的速度等于零，根据功能关系可知小 2 1 2 mghmv 球B的速度为，故 C 正确；当小球A的机械能最小时，轻杆AC没有力，小球C竖直方向上的力2gh 平衡，所以支持力等于重力，故 D 正确，故选 CD。