专题04曲线运动(解析版)

1、高考物理精选考点专项突破题集专题四曲线运动、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1、如图所示，两物块 A、B套在水平粗糙的 CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴001转动。已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到001轴的距离为物块 A到001轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在绳子从处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（）IIcf4=dA ；扭|A、B受到的静摩擦力一直增大B、B受到的静摩擦力是先增大，后保持不变C、A受

2、到的静摩擦力是先增大后减小D、A受到的合外力先增大后减小【答案】B。【解析】因为同一转轴，所以A、B的角速度相同，由rA他03【答案】D。【解析】三把飞刀做斜抛运动，由于垂直打在木板上，因此逆过程是平抛运动。竖直方向自由落体运动,1厂竖直位移hM=3h, hN=2h, hP=h，联立h= - gt2知tM : tN: tp =J3 : J2 ： 1,因此B错误。水平方向匀速直线运动，由图知水平位移x相同，由X=V0t和tM : tN : tp= J3 :（2 : 1知垂直打木板时的速度大小VMVNrB 知 VAVB，因此A错误。由 且=m3 2r知3ATb,因此C错误。由sinmgB仝知支持力

3、大小方向都相同，因此D错误。故本题选 B。Fn【考点】匀速圆周运动；函数式法B、三个小球落地点的间隔距离C、三个小球落地点的间隔距离LiL 2【难度】中等7、在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C,它们离地的高度分别为3h、2h和h。当小车遇到障碍物P时，立即停下来，三个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上，如图所示。则下列正确的是Li= L2【答案】【解析】三个小球都做平抛运动,水平初速度相同，由H= - gt2知落地时间只取决于高度，比例是自然数平2方根比，因此A错误。由x=vot知，水平位移之比是平方根比。 设P C

4、=L ,则Li=BC=(V2 1)L, L2=&3Q2)L,因此D正确。故本题选D。【考点】平抛运动，函数式法【难度】中等8、如图甲所示，轻杆一端固定在 0点，另一端固定一小球， 现让小球在竖直平面内做半径为 R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为Fn，小球在最高点的速度大小为V,其Fn v2图象如图乙所示。则()A、小球的质量为aRbB、当地的重力加速度大小为C、v2=c时，在最高点杆对小球的弹力方向向上D、v2=2b时，在最高点杆对小球的弹力大小为2a【答案】A。【解析】对杆球模型，要分类讨论。当 V2=0时a mg=0,当V2=b时，mg=m，联立解得口二碁和g=,RDR

5、c因此A正确B错误。V2=c时mg+FN=m ,此时小球受的弹力方向向下， 因此C错误。当v2=2b时mg+ FnR2bb一=mR，联立mg=mR可知FN=a，方向竖直向下，因此D错误。故本题选A。【考点】变速圆周运动；临界问题【难度】中等POQ水平。一质量为 m的质9、如图，一半径为 R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从 P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg ,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功， 则(A、WB、WC、WD、W【答案】C。Vn21mgR，质点恰好可以到达 Q

6、点21mgR，质点不能到达 Q点21-mgR，质点到达Q后，继续上升一段距离21-mgR，质点到达 Q后，继续上升一段距离2【解析】从出发点到 P点，由动能定理知 mgR=Ekp，在N点由牛顿第二定律知 4mg-mg=m 知EkN =R3mgR,从P到N由动能定理知 mgR-W= mgR，因此 W=设PN上某点与OP的夹角为 02 2 2由变速圆周运动知 Fn mgsin 0 =*?，根据左右对称，在同一高度，由于摩擦力做负功导致右侧对称点速率小，轨道的支持力小，滑动摩擦力小，因此W克W。从N到Q,由动能定理知 一mgR-W克=EkQ- 3mgR2Co因此EkQ = 22克0,质点继续上升一段

7、距离。故本题选【考点】变速圆周运动；动能定理【难度】较难10、一条船要在最短时间内渡过宽为100m的河，已知河水的流速 Vi与船离河岸的距离 x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度V2与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是（）530 ICO 我m)甲时rnX可A、船渡河的最短时间20sB、船运动的轨迹可能是直线C、船在河水中航行的加速度大小为a=0.4 m/s2D、船在河水中的最大速度是5m/s【答案】C o【解析】当船头垂直河岸时渡河时间最短tmin=-d = 150=20s,因此A正确。船在垂直河岸方向上匀速, v25在沿河岸方向上变速，因此轨迹一定是曲线，因此B错误。船垂直河岸

8、的位移50m所用时间t=50 =l0s，5a=T10o/s2。因此C正确。船在河水中的最大速度是曲/52J41m/S,因此 D错误。故本题选 Co【考点】运动的合成和分解；临界问题【难度】中等二、多项选择题：（在每小题给出的四个答案之中，有多个选项正确）11、测量分子速率分布的装置示意图：圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜，M在圆筒转动半个周期的NP, PQ间距相等。则（）为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如右图所示,JiM附近的银原子速率较大到达到达Q附近的银原子速率较大位于PQ区间的分子百分率

9、大于位于NP区间的分子百分率位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【答案】AC。【解析】从原子炉 R中射出的银原子向右做匀速直线运动，同时圆筒匀速转动，在转动半圈的过程中，银原子依次全部到达最右端并打到记录薄膜上，形成了薄膜图象。从图象可以看出，打在薄膜上M点附近的银原子先到达最右端，所以速率较大，故A正确B错误。从薄膜图的疏密程度可以看出，打到薄膜上PQ区间的分子百分率大于位于 NP区间的分子百分率，故 C正确D错误。注意分子速率分布规律的中间多,两头少”特征。故本题选AC。【考点】匀速圆周运动；匀速直线运动【难度】中等12、一架飞机水平地匀速飞行，从飞机上每隔1s释放一个铁球

10、，先后共放 4个，若不计空气阻力,球（）A、任何时刻总是排成抛物线B、飞机上的人看来铁球在空中做自由落体运动C、在空中任何时刻总在飞机下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的D、在空中相邻两个球的间距是保持不变的【答案】BC。【解析】每个小球都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的小球都在飞机的正下方，即在飞机的正下方排成竖直的直线。因此A错误。飞机上的人是以飞机为参考系，铁球相对飞机在空中做自由落体运动，因此 B正确。高度一定，每个小球落地的时间相等，因为每隔1s释放一个，在水平方向上两小球的间隔为x=v At，是等间距的，因此 C正确。以速度小的小球为参考系，速度大的球做匀速

11、运动，因此在空中相邻两个球的间距越来越大，因此D错误。故本题选 BC。【考点】平抛运动；相对运动【难度】中等13、由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧， 轨道固定在竖直平面内。一质量为 m的小球，从距离水平地面高为H的管口 D处静止释放，最后能够从 A端水平抛出落到地面上。下列正确的是( )A、小球落到地面时相对于A点的水平位移值为B、小球落到地面时相对于 A点的水平位移值为2%4R2C、小球能从细管 A端水平抛出的条件是 H2RD、小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin = 5R【答案】BC。d【解析】从D到A由动能定理mg （ H 2R）= - mv

12、2知v=4gR，从A点抛出后做平抛运动，由2R= - gt2和x=vt知x=24R2，因此A错误B正确。小球能从细管 A端水平抛出的临界条件是速度大于零，由v=J2gH4gR 0知H 2R,因此C正确D错误。故本题选 BCO【考点】变速圆周运动；平抛运动【难度】中等14、如图A、B、C三个物块放在水平的圆盘上，它们的质量关系是mA=2mB=2mc，它们与转轴的距离的关卩，且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力系是2rA=2rB=rc，三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为相等，当圆盘转动时，A、B、C都不滑动，则（）A、C的向心加速度最大B、B的摩擦力最小C、当圆盘转速增大时，B比A先滑动D、当

13、圆盘转速增大时， C比B先滑动【答案】ABD。A正确。【解析】同轴转动角速度3相等，由a=32r和C的半径最大知C的向心加速度最大，因此三者的向心力都由静摩擦力提供Ff=m3 2r, B与A相比，r相同，m 小; B与C相比，m相同，r小，所以B由卩mg=mb 2r知3 =的摩擦力最小，因此B正确。当圆盘转速增大到物块将要滑动时摩擦力是最大静摩擦力,由于2rA=2rB=rc, B与A同时开始滑动，C比B和A先滑动，故C错误D正确。故本题选 ABD。【考点】匀速圆周运动；临界问题【难度】中等Vc时，汽车15、公路急转弯处通常是交通事故多发地带。某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为恰好没有向

14、公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A、路面外侧高内侧低B、车速只要低于 Vc，车辆便会向内侧滑动C、车速虽然高于VC,但只要不超出某一限度，车辆便不会向外侧滑动D .当路面结冰时，与未结冰时相比，Vc的值变小【答案】AC。【解析】路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，提供圆周运动向心力，因此A正确。当车速低于Vc，所需的向心力减小，此时车有向内侧滑动的超势，静摩擦力可以指向外侧，减小提供的力,车辆不会向内侧滑动， 因此B错误。当速度高于Vc时，摩擦力指向内侧，只要摩擦力不超过最大静摩擦力,即速度不超出最高限度，车辆就不会侧滑，因此C正确。当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力

15、和重力不变，则 Vc的值不变，因此 D错误。故本题选 AC。【考点】匀速圆周运动；临界问题【难度】中等16、如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体 A、B、C,圆盘可绕垂直圆盘的中心轴 00转动。三个物体与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。三个物体与轴0共线且OA=OB=BC=r，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，则对于这个过程，下列正确的是fXAfiA、A、B两个物体同时达到最大静摩擦力B、B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变,A物体所受的静摩擦力先增大后减小再增大C、当4 时整体

16、会发生滑动D、当ug罟时，在3增大的过程中B、C间的拉力不断增大【答案】C。【解析】当圆盘转速增大时静摩擦力提供向心力,三者同轴转动角速度相等，由Umg=m 32R 知 3=带，因此C最先达到转折点，最先达到最大静摩擦力，此时31=淫。然后BC细线开始提供拉力，B的摩擦V2rA的摩擦力将减小到零然力增大，B达到最大静摩擦力后， AB之间绳开始有力的作用，随着角速度最大,后反向增大。当 A与B的摩擦力也达到最大时，且 BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到绳的拉力，对 C: T+u ?2mg=2m?2322，对AB整体：T=2卩mg解得：32=4里V r当32*曲

17、时，整体会发生滑动，故 A错误BC正确。当（学时，C的摩擦力沿着半径向里，且没有出现滑动，故在3增大的过程中，由于向心力Fn=T+f不断增大，故BC间的拉力不断增大，因此确。故本题选 BCD。【考点】匀速圆周运动；临界问题【难度】较难17、随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，某人从高出水平地面的坡上水平击出一个质量为 m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。则下列正确的是（）r*-LA、球被击出后做平抛运动B、该球从被击出到落入 A穴所用的时间为 FC、球被击出时的初速度大小为屮半D、球被击出后受到的水平风力的大小

18、为mgL/h【答案】BCD。【解析】小球击出后，受重力和水平风力两个力，不是平抛运动，因此A错误。球在竖直方向上做自由落体运动，由h= - gt2知t= 2h，因此B正确。球在水平方向上做匀减速直线运动，由2 V g知 V0=2Lt，因此C正确。水平方向由 F=ma和O=V0-at知F=mgL/h，因此D正确。故本题选BCD。【考点】运动当合成和分解；匀变速直线运动【难度】中等18、一快艇要从岸边某处到达河中离岸100m远的浮标处，已知快艇在静水中的速度图象如图所示,流水的假设行驶中快艇在静水中航行的分速度方向选定后就不再改变，则3r*臥伽.0）3O6他U1 0*速度图象如图所示,A、快艇的运

19、动轨迹可能是直线B、快艇的运动轨迹只可能是曲线C、最快到达浮标处通过的位移为100 mD、最快到达浮标处所用时间为20 s【答案】BD 。【解析】快艇的两个分运动一个是匀速直线另一个是匀加速直线，合初速度方向与合加速度的方向不共线,快艇做曲线运动。因此故 A错误B正确。快艇的船头与河岸垂直时渡河时间最短，由d=- at2 和2V a=t知t=20s,因此D正确。最快到达时沿河岸方向位移x=v水t=60m，实际位移 S匕d 100m。因此C错误。故本题选 BD。【考点】运动的合成和分解；临界问题【难度】中等 三、计算题：（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）19、如图所示，排球场总长为 18m，设球网高度为2m,运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出。当击球点的高度为何值时,（1）若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度范围;无论水平击球的速度多大，球不是触网