2022新高考衡水名师原创物理专题卷：专题04 曲线运动

1、2022新高考衡水名师原创物理专题卷 专题四 曲线运动考点10 曲线运动 运动的合成与分解（16、18）考点11 平抛运动的规律及应用（712、19）考点12 圆周运动的规律及应用（1317、20）选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.如图所示，直线和是彼此平行且笔直的河岸，若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P.若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河流中水的流速处处相等，现仍保持小船船头垂直河岸由A点匀加速驶

2、向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的（ ）A.直线B.曲线QC.曲线SD.直线R2.如图曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，已知弧长大于弧长，则下列判断正确的是（ ）A.该质点做非匀变速运动B.该质点在这段时间可能做加速运动C.两段时间内该质点的速度变化量相等D.两段时间内该质点的速度变化量不相等3.小王和小张学习运动的合成与分解后，在一条小河中进行实验验证。两人从一侧河岸的同一地点各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短距离渡河，结果两人抵达对岸的地点恰好相同，若小王和小张渡河所用时间的比值为k，则小王和小张在

3、静水中游泳的速度的比值为（ ）A.kB.C.D.4.如图所示，一热气球在匀加速竖直向上运动的同时随着水平气流向右匀速运动，若设竖直向上为轴正方向，水平向右为轴正方向，则热气球实际运动的轨迹可能是( )A.B.C.D.5.如图所示，物体分别穿在竖直固定的直杆上，且物体由轻质不可伸长的细线通过两定滑轮相连某时刻物体a有向下的速度，吊住物体c的两根细线与竖直方向的夹角分别为和，则物体b的速度大小为（ ）A.B.C.D.以上均错6.如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为（ ）A.B.C.D.7.2019年女排世界杯，中

4、国女排以十一连胜夺冠。如图为排球比赛场地示意图，其长度为，宽度，球网高度为。现女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球，发球点高度为，排球做平抛运动（排球可看做质点，忽略空气阻力），重力加速度为，则排球( )A从发球到落地所用时间为B能过网的最小初速度为C能落在界内的最大位移为D能落在界内的最大末速度为8.如图，在距地面高h的A点以与水平面成的角度斜向上抛出一小球，不计空气阻力发现小球落在右边板上的落点D与A点等高已知，g取.则下列说法正确的是（ ）A.小球从A到D的水平位移为1.8 mB.小球在水平方向做匀加速运动C.若撤去板，则经过D点之后小球在竖直方向做自由落体运动故再经0.2 s它将落地

5、D.小球从A到D的时间是0.6 s9.跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用山势特点建造的一个特殊跳台一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在助滑路上获得高速后从A点水平飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示已知可视为质点的运动员水平飞出的速度，山坡看成倾角为的斜面，不考虑空气阻力，则运动员(，)( )A.在空中飞行的时间为3 sB.落到斜面上时的位移为60 mC.在空中飞行的平均速度为20 m/sD.落到斜面上时的速度大小为50 m/s10.小球从A点做自由落体运动，另一小球从B点做平抛运动，两小球恰好同时到达C点，若高为h，且两小球在C点相遇瞬间速度大小相等，方向成夹角由以上条件可求得

6、( )A.两小球到达C点所用时间之比B.做平抛运动的小球初速度大小为C.两点的水平距离为D.两点的高度差为11.如图所示,水平地面上不同位置的三个小球斜上抛,沿三条不同的路径运动最终落在同一点,三条路径的最高点是等高的,若忽略空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.沿路径1抛出的小球落地的速率最大B.沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长C.三个小球抛出的初速度竖直分量相等D.三个小球抛出的初速度水平分量相等12.如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在两点,同时将两个小球以的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知,忽略空气阻

7、力。则下列说法正确的是( )A.两球抛出时的速韦之比为1:3B.若仅增大,则两球将在落入坑中之前相撞C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出时的速率之和不变D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中13.如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中不正确的是（ ）A.脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B.水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C.加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好14.在高速公路的拐弯处，路面建造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路

8、面与水平面间的夹角为，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，应等于（ ）A.B.C.D.15.如图，两个完全相同的小球分别用不可伸长的轻绳悬挂于点，球在一个竖直平面内左右摆动，最大摆角为，球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角也为，不计空气阻力，球经过最低点时所受轻绳的拉力与球转动时所受轻绳的拉力大小相等，则等于( )A.B.C.D.16.如图所示，一质量为m的物块在水平圆盘上，离圆盘中心距离为r，其与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍，重力加速度为g。该物块随圆盘一起绕竖直中心轴做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )

9、A.圆盘突然停止，则物块将沿圆周运动半径向外滑动B.物块与圆盘之间的摩擦力突然消失，物块将沿圆周运动半径向外滑动C.物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度是D.当圆盘的运动周期为时，圆盘对物块的摩擦力大小为17.如图甲所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时,管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向)。为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )A.管道的半径为B.小球的质量为C.小球在下方的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力D.小球在上方的管道中运动时,外侧

10、管壁对小球可能有作用力二、计算题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18.如图甲所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm，玻璃管向右匀加速平移，每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃

11、管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点（1）请在图乙中画出蜡块4 s内的轨迹；（2）求出玻璃管向右平移的加速度大小；（3）求时蜡块速度v的大小及方向19.有三个小球，A距地面较高，B其次，C最低两球在同一竖直线上，相距10 m，如图所示，三球同时开始运动，C做竖直上抛运动，B做平抛运动，A做竖直下抛运动，三个球初速度相同，5 s后三个球相遇，不计空气阻力，求：（1）三个球的初速度为多大？（2）开始运动时，B球与C球的水平距离和竖直距离各是多少？20.如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O点。开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰

12、好能在竖直平面内绕O点做圆周运动。垂直于墙面的钉子N位于过O点竖直线的左侧，与的夹角为，且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断。已知小球的质量为m，细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为为重力加速度。（1）求小球初速度的大小；（2）求小球绕钉子做圆周运动的半径r与的关系式；（3）在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A点。若能，请求出细线被拉断时的值；若不能，请通过计算说明理由。答案以及解析1.答案：C解析：小船在流动的河水中行驶时，同时参与两个方向的分运动，一是沿水流方向的匀速直线运动，二是沿垂直于河岸方向的匀加速直线运动;

13、沿垂直于河岸方向小船具有加速度，由牛顿第二定律可知，小船所受的合外力沿该方向;根据物体做曲线运动时轨迹与其所受合外力方向的关系可知，小船的运动轨迹应弯向合外力方向，故轨迹只可能是S.即只有选项C正确.2.答案：C解析：质点在恒定合外力作用下运动，根据牛顿第二定律，加速度恒定，故是匀变速运动，故A错误；由于弧长大于弧长，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，故是减速运动，故B错误；质点在恒定合外力作用下运动，根据牛顿第二定律，加速度恒定，是匀变速运动，故相同时间内速度矢量的改变量一定相同，故C正确，D错误。3.答案：B解析：设小王和小张在静水中游泳的速度大小分别为和，当小王游泳的速度与河岸

14、垂直时，渡河时间最短；小张斜向上游才有可能距离最短，由于小王和小张到达对岸的地点相同，且此地点并不在出发地的河正对岸，可见小张在静水中游泳的速度比水的流速要小，要满足题意，则示意图如图所示。由图可得，解得，即，选项B正确。4.答案：B解析：热气球的实际运动为水平向右的匀速直线运动和竖直向上的匀加速直线运动的合运动，这类似于平抛运动，热气球的运动轨迹是抛物线，即B正确。5.答案：B解析：将拉c的绳子速度分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则，则有，由于物体a有向下的速度，所以物体b的速度大小为，故B正确，A、C、D错误；故选B.6.答案：C解析：重物以速度v沿竖直杆下滑，绳子的速率等于小车

15、的速率，将重物的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速将重物的速度按图示两个方向分解，如图所示，而绳子速率等于小车的速率，则有小车的速率.故选C.7.答案：A解析：A、从发球到落地所用时间为t，根据竖直位移为：，解得：，故A正确；B、排球做平抛运动，能过网的最小初速度为，此种情况下，水平位移为：,竖直位移为：,联立解得：，故B错误；CD、排球过网而不出界的最大初速度为，此种情况下，排球落到对角线的顶点处，水平位移：，竖直位移：,联立解得：，排球做平抛运动，落地时竖直分速度为：，能落在界内的最大末速度为：，最大位移为：，故CD错误。故选：A。8.答案：D解析：小球做斜抛

16、运动，根据对称性可知，在D点的速度与水平方向的夹角也是，在A点，在竖直方向有：水平方向上有：上升到最高点所需时间为：由对称性可知，从A到D所需时间为：，小球在水平方向上做匀速运动，通过的位移为：，故A、B错误，D正确；若撤去板，则小球从D点做匀加速曲线运动，不是自由落体运动，故C错误9.答案：A解析：运动员由A到B做平抛运动，水平方向的位移为：竖直方向的位移为：由可得：，故A正确；由题意可知：联立得：，故B错误；平均速度为：，故C错误；落到斜面上时的速度大小为：，故D错误故选：A10.答案：BD解析：小球从A点做自由落体运动，下降h过程，时间：末速度：故平抛的末速度为，与竖直方向成夹角，如图所

17、示：故初速度：竖直分速度：由，得故，故A错误，B正确；平抛的竖直分位移：故两点的高度差为.两点的水平距离，故C错误，D正确11.答案：AC解析：根据运动的合成与分解,将初速度分解为竖直方向和水平方向的分速度,三个小球上升高度相同,根据可知三个小球沿竖直方向的分速度相同,故C正确;由及对称性可知,三个小球在空中运动的时间相等,所以B错误;由于沿路径1抛出的小球水平位移最大,而运动时间相等,可知沿路径1抛出的小球水平分速度最大,根据平行四边形定则可知沿路径1抛出的小球落地的速率最大,故A正确,D错误。12.答案：AB解析：根据几何关系知,Q到O点的水平方向的距离等于,所以M的水平位移,N的水平位移

18、为,则落在Q点的水平位移之比为1:3,运动时间相等,则初速度之比为1:3,故A正确;若只增大,而不变,则M运动的轨迹和落点将向右一些,两球可在空中相遇,故B正确;要使两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为,则,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以也不是一个定值,故C错误;根据平抛运动的推论:速度的反向延长线交于水平位移的中点,因为球心O并不是水平位移的中点,所以不可能使小球沿半径方向落在圆弧上,故D错误。13.答案：B解析：A项脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，故A正确B项水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错C项，增大会使向

19、心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去故C正确D项中心的衣服，R比较小，角速度一样，所以向心力小，脱水效果差，故D正确14.答案：B解析：当车轮与路面的横向摩擦力等于零时，汽车受力如图所示，则有：解得：，故B正确15.答案：C解析：球从最高点摆到最低点，由动能定理可知，在最低点有，解得；球做圆周运动，可知，则，解得，故选C。16.答案：C解析：物块随圆盘一起绕竖直中心轴转动，需要向心力，而竖直方向物块受到的重力、支持力不可能提供向心力，向心力只能来源于圆盘对物块的静摩擦力。当圆盘突然停止时，物块由于惯性将沿原运动轨迹的切线方向做直线运动，物块受到的静摩擦力突变为滑动摩擦力，故物块将做匀减速直线运动，A错误；当物块与圆盘之间的摩擦力突然消失时，物块将沿运