三年高考2017-2019高考物理真题分项汇编专题05曲线运动含解析.pdf

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1、第 1 页 共 8 页 1 专题 05 曲线运动专题 05 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

2、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

3、期为 2R 第 2 页 共 8 页 2 B线速度的大小为R C受摩天轮作用力的大小始终为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

4、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

5、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。 4（2018江苏卷）某弹射管每次弹出的小球速度相等在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保 持水平，先后弹出两只小球忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的 A时刻相同，地点相同 第 3 页 共 8 页 3 B时刻相同，地点不同 C时刻不同，地点相同 D时刻不同，地点不同 【答案】B 【解析】本题考查合运动与分运动的关系及时刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。弹射管在竖 直方向做自由落体运动，所以弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地；由于两小球 先后弹出，且弹出小球的初速度相同，所以小球在水平方

6、向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速 运动，所以水平位移相等，因此落点不相同，故选项 B 正确。 5（2018北京卷）根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤 道上方 200 m 处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约 6 cm 处，这一现象可解释为，除重力外，由 于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现 将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球 A到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零 B到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零 C落地点在抛出点东侧 D落地点在抛出点西

7、侧 【答案】D 【解析】上升过程水平方向向西加速，在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度， 且有竖直向下的加速度，故 AB 错；下降过程向西减速，按照对称性落至地面时水平速度为 0，整个过程 都在向西运动，所以落点在抛出点的西侧，故 C 错，D 正确。 6（2018天津卷）滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的 圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运 动员沿AB下滑过程中 A所受合外力始终为零 B所受摩擦力大小不变 C合外力做功一定为零 第 4 页 共 8 页 4 D机械能始终保持不变 【

8、答案】C 【解析】根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变 化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功； 根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；因为运动员做曲线运动，所以合 力一定不为零，A 错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充 当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且 在减小，所 以曲面对运动员的支持力越来越大，根据可知摩擦力越来越大，B 错误；运动员运动过程中速 N fF 率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功

9、为零，C 正确；因为克 服摩擦力做功，机械能不守恒，D 错误。 7 （2018新课标全国 III 卷） 在一斜面顶端， 将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出， 2 v 两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 A2 倍B4 倍C6 倍D8 倍 【答案】A 【解析】设甲球落至斜面时的速率为v1，乙落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x=vt，y=gt2， 1 2 设斜面倾角为， 由几何关系， tan=y/x， 小球由抛出到落至斜面， 由机械能守恒定律，mv2+mgy= 1 2 1 2 mv12，联立解得：v1=v，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理

10、可得，v2= 2 1tan v/2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的 2 倍，选项 A 正确。 2 1tan 8（2018新课标全国 I 卷）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为 2R：bc是半径为R 的四分之一的圆弧， 与ab相切于b点。 一质量为m的小球。 始终受到与重力大小相等的水平外力的作用， 自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能 第 5 页 共 8 页 5 的增量为 A2mgRB4mgRC5mgRD6mgR 【答案】C 【解析】本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解

11、决问题的能力。 设小球运动到c点的速度大小为vC，则对小球由a到c的过程，由动能定理得：F3RmgR=mvc2， 1 2 又F=mg，解得 ：vc2=4gR，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重 力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大 小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为：t=vC/g=2， g R 小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R。由以上分析可知，小球从a点开始运 1 2 动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为 5R，则小球机械能的

12、增加量 E=F5R=5mgR，选 项 C 正确 ABD 错误。 9（2018浙江选考）A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同时间内，它们通过的路程 之比是 4:3，运动方向改变的角度之比是 3:2，则它们 A线速度大小之比为 4:3 B角速度大小之比为 3:4 C圆周运动的半径之比为 2:1 D向心加速度大小之比为 1:2 【答案】A 【解析】因为相同时间内他们通过的路程之比是 4:3，根据，则A、B的线速度之比为 4:3，故 A s v t 正确；运动方向改变的角度之比为 3:2，根据，则角速度之比为 3:2，故 B 错误；根据 t vr 第 6 页 共 8 页 6 可得圆周运

13、动的半径之比为，故 C 错误；根据a=v得，向心加速度之比为 ，故 D 错误。 10（2018江苏卷）火车以 60 m/s 的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在 10 s 内匀速 转过了约 10。在此 10 s 时间内，火车 A运动路程为 600 m B加速度为零 C角速度约为 1 rad/s D转弯半径约为 3.4 km 【答案】AD 【解析】圆周运动的弧长s=vt=6010 m=600 m，选项 A 正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速 运 动 ， 所 以 合 力 不 为 零 ， 加 速 度 不 为 零 ， 故 选 项 B 错 误 ； 由 题 意 得 圆 周 运 动 的

14、角 速 度 rad/s= rad/s， 又， 所以m=3439m， 故选项 C 3.14 180 vr 错误、D 正确。 11（2017新课标全国卷）发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空 气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是 A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 【答案】C 【解析】由题意知，速度大的球先过球网，即同样的时间速度大的球水平位移大，或者同样的水平距 离速度大的球用时少，故

15、C 正确，ABD 错误。 【名师点睛】重点要理解题意，本题考查平抛运动水平方向的运动规律。理论知识简单，难在由题意 分析出水平方向运动的特点。 12（2017江苏卷）如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球 的抛出速度都变为原来的 2 倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为 第 7 页 共 8 页 7 （A）（B）（C）（D）t 2 2 t 2 t 4 t 【答案】C 【解析】设第一次抛出时A球的速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t，第二 次两球的速度为第一次的 2 倍，但两球间的水平距离不变，则x=2(v1+v2)T，联立得T=

16、t2，所以 C 正 确；ABD 错误。 【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变。 13（2017江苏卷）如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑 细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F小环和物块以 速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子 中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是 （A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于 2F （B）小环碰到钉子P时，绳中的张力大于 2F （C）物块上升的最大高度为 2 2v g （D）速度v

17、不能超过 【答案】D 【解析】由题意知，F为夹子与物块间的最大静摩擦力，但在实际运动过程中，夹子与物块间的静摩擦 力没有达到最大，故物块向右匀速运动时，绳中的张力等于Mg，A 错误；小环碰到钉子时，物块做圆 第 8 页 共 8 页 8 周运动，绳中的张力大于物块的重力Mg，当绳中的张力大于 2F时，物块将从夹子中 滑出，即，此时速度，故 B 错误；D 正确；物块能上升的最大高度， ，所以 C 错误。 2 2 v h g 【名师点睛】在分析问题时，要细心。题中给的力F是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物块运动 的过程中， 没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大 另小环碰到钉子后， 物块绕钉子做圆周运动， 夹子与物块间的静摩擦力会突然增大。