备战2022年高考物理历年高考真题之曲线运动

备战2022高考物理历年高考真题之曲线运动一、单选题1.（2021•广东高考真题）由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（）P点的线速度大小不变P点的加速度方向不变Q点在竖直方向做匀速运动Q点在水平方向做匀速运动（2021.浙江高考真题）质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）A.秋千对小明的作用力小于mgB.秋千对小明的作用力大于mgC.小明的速度为零，所受合力为零D.小明的加速度为零，所受合力为零（2021.河北高考真题）铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以100m/s的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为t1图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为12,O点试卷第1页，总8页到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m,重力加速度取g10m/s2，则（:12为100：11100：11：1001：200200：1（2021.全国高考真题）“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（ ）外力外力10m/s2100m/s21000m/s外力外力10m/s2100m/s21000m/s2D.10000m/s2（2017.江苏高考真题）如图所示，A、B两小球从相同高度以相同速度大小同时水平抛出，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（ ）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"A.t B.—t C.- D.-2 2 4（2021.浙江高考真题）某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D处于同一水平高度。下列说法正确的是（ ）试卷第2页，总8页

A.相邻位置运动员重心的速度变化相同 B.运动员在A、D位置时重心的速度相同C.运动员从A到B和从C到D的时间相同D.运动员重心位置的最高点位于B和C中间（2020.全国高考真题）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）200N400N200N400N600N800N（2020.全国高考真题）如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3九其左边缘a点比右边缘b点高0.5鼠若摩托车经过a点时的动能为R,它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到达b点。E2等于（ ）2 E11A.A.20 B.18C.9.0 D.3.0（2020.浙江高考真题）如图所示，钢球从斜槽轨道末端以%的水平速度飞出，经过试卷第3页，总8页时间t落在斜靠的挡板AB中点。若钢球以2%的速度水平飞出，则（ ）A.下落时间仍为tB.下落时间为21 C.下落时间为、51 D.落在挡板底端B占八、、二、多选题（2021•山东）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面X的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度%水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M,所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（ ）mmA.投出物资后热气球做匀加速直线运动B.投出物资后热气球所受合力大小为mg（-,my2Hv2Cd=11+mN7+H22Hv2D. 0-+D.g（2021•广东高考真题）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有（ ）试卷第4页，总8页

A.甲在空中的运动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mghD.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mgh（2021.河北高考真题）如图，矩形金属框以°。竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度①和3'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若3'〉3，则与以3匀速转动时相比，以3'匀速转动时（）A.小球的高度一定降低A.小球的高度一定降低B.弹簧弹力的大小一定不变C.C.小球对杆压力的大小一定变大D.小球所受合外力的大小一定变大三、实验题（2015.全国高考真题）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）.试卷第5页，总8页

图㈤图㈤完成下列填空:⑴将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为 kg；⑶将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 N；小车通过最低点时的速度大小为m/s.（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）四、解答题（2021.山东）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m=0.1kg的鸟蛤，在H=20m的高度、以%=15m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间加=0.005s,弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F；（碰撞过程中不计重力）（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20m,速度大小在15m/s〜17m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的％坐标范围。试卷第6页，总8页（2020•北京高考真题）无人机在距离水平地面高度h处，以速度%水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g。⑴求包裹释放点到落地点的水平距离x；（2）求包裹落地时的速度大小丫；⑶以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出该包裹运动的轨迹方程。（2020.江苏高考真题）如图所示，鼓形轮的半径为凡可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求：⑴重物落地后，小球线速度的大小v；（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小方；⑶重物下落的高度h。（2020•天津高考真题）长为l的轻绳上端固定，下端系着质量为m1的小球A，处于静止状态。A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时，质量为m2的小球B与之迎面正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，求试卷第7页，总8页(1)A受到的水平瞬时冲量I的大小;(2)碰撞前瞬间B的动能.至少多大？(2020.浙江高考真题)小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角9=37。的斜轨道BC平滑连接而成。质量m=0.1kg的小滑块从弧形轨道离地高H=1.0m处静止释放。已知R=0.2m,LAB=LBC=1.0m，滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为R=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。⑴求滑块运动到与圆心0等高的D点时对轨道的压力；(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；⑶若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点1处的质量为2m的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC上到达的高度h与1之间的关系。(碰撞时间不计，sin37。=0.6,cos37o=0.8)试卷第8页，总8页参考答案A【详解】A.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确；B.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误；Q点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为y=10Pfin]+皿）则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动，C错误；Q点相对于O点在水平方向的位置％关于时间t的关系为兀X=l・cos（一+①t）+l

6 Q则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动，D错误。故选A。A【详解】在最高点，小明的速度为0,设秋千的摆长为l,摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为。秋千对小明的作用力为忆则对人，沿摆绳方向受力分析有L 八v2F-mgcos0=m—由于小明的速度为0,则有F=mgcos0<mg沿垂直摆绳方向有mgsin0=ma解得小明在最高点的加速度为a=gsin0所以A正确；BCD错误；故选A。3.C答案第1页，总11页

【详解】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即解得0.2 s100铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时,，逆过程可视为自由落体，即解得=0.4s_'87_：8X0.2=0.4st2=\：g='V10则0.21r=100=_L12—0.4—200故选CoC【详解】纽扣在转动过程中3=2兀n=108rad/s由向心加速度a=32rq1000m/s2故选CoC【详解】设第一次抛出时A球的速度为匕，B球的速度为v2,则A、B间的水平距离X=(v+v)t第二次抛出时两球的速度为第一次的2倍，但两球间的水平距离不变，则联立解得答案第2页，总11页故选CoA【详解】A.因每次曝光的时间间隔相等，而运动员在空中只受重力作用，加速度为g,则相邻位置运动员重心的速度变化均为gAK选项A正确;B.运动员在A、D位置时重心的速度大小相同，但是方向不同，选项B错误;C.由图可知，运动员从A到B为4At,从C到D的时间5At,时间不相同，选项C错误;D.运动员重心位置的最高点位于C点，选项D错误。故选AoB【详解】在最低点由2T-mg=mV2rT=410N即每根绳子拉力约为410N,故选BoB【详解】有题意可知当在a点动能为E1时，有E=m-mv2i2i根据平抛运动规律有当在a点时动能为E2时，有根据平抛运动规律有答案第3页，总11页3h—vt联立以上各式可解得故选B。C【详解】钢球以v0飞出后落在长为2L的AB挡板中点，假设挡板与水平地面的夹角为0,钢球做平抛运动分解位移：Lcos0=vt1八Lsin0=2gt2解得：v=,正cos200 2sin0若钢球恰好落在B点，则：2Lcos0=vt

112Lsin0=-gt22i解得：v=、5・「心胃=Jv1 '2sin0 0又因为2v°〉、，所以钢球以2vo抛出，落在地面上B点右侧，落地时间与落在B点时间相同，综合上述分析可知落地时间：t=3;五=311Vg故C正确，ABD错误。故选C.BC【详解】AB.热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0,初动量为0,水平投出重力为mg的物资瞬间，满足动量守恒定律Mv=mv。答案第4页，总11页

则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度V，热气球所受合外力恒为mg，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，A错误，B正确；CD.热气球和物资的运动示意图如图所示热气球和物资所受合力大小均为mg，所以热气球在竖直方向上加速度大小为物资落地H过程所用的时间t内，根据H=1gt2解得落地时间为乙热气球在竖直方向上运动的位移为=—at2= g 2 2Mg热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为d=v'(x+x)2+(H+H)2=(1+m)11'2HV2+H2

mM M MggC正确，D错误。故选BC。BC【详解】答案第5页，总11页A.由平抛运动规律可知，做平抛运动的时间因为两手榴弹运动的高度差相同，所以在空中运动时间相等，故A错误;B.做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率P=mgvcos0=mgv-mg42gh因为两手榴弹运动的高度差相同，质量相同，所以落地前瞬间，两手榴弹重力功率相同，故B正确;C从投出到落地，手榴弹下降的高度为h，所以手榴弹重力势能减小量AE=mgh故C正确;D.从投出到落地，手榴弹做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。故选BC。BD【详解】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为仇则对小球竖直方向Tsin0=mgT=k*0)可知e为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确;水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FNN背离转轴，则Tcos0—F=m①2rNF=Tcos0—m①2r当转速较大时，FN指向转轴Tcos0+F'=m①12rN答案第6页，总11页F'=m①'2r一Tcos0N则因①'>w，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；根据F=m①2r可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。故选BD。1.40 7.9 1.4【详解】第一空.根据量程为10kg,最小分度为0.1kg,注意估读到最小分度的下一位，为1.40kg；第二空.根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：F=1.8+1.75+1.85+1.75+1.90kg=181kg解得：Fn=(1.81-1)x10N=8.1N第三空.根据牛顿运动定律知：F-mg=m丝，N0 0R代入数据解得:v=1.4m/s.(1)F=500N；(2)[34m,36m]或(34m,36m)【详解】(1)设平抛运动的时间为K鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v。竖直方向分速度大小为、，根据运动的合成与分解得H=2gt2,vy=gt,v=vy2+v2在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度v的方向为正方向，由动量定理得一F&=0一mv联立，代入数据得F=500N(2)若释放鸟蛤的初速度为v1=15m/s，设击中岩石左端时，释放点的％坐标为]]，击中右端时，释放点的％坐标为]2，得]=vt,]=]+L联立，代入数据得答案第7页，总11页X]=30m,x2=36m，击中右端若释放鸟蛤时的初速度为v2=17m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为％；，击中右端时,释放点的x坐标为x；,得联立，代入数据得综上得x坐标区间[34m,36m]或(34m,36m)15・⑴ ；(2)Jv0+2gh；⑶丁=及x2YK o【详解】⑴包裹脱离无人机后做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则解得水平方向上做匀速直线运动，所以水平距离为(2)包裹落地时，竖直方向速度为■2h了gt=g\：g落地时速度为v=<V2+V2=\：V2+2gh⑶包裹做平抛运动，分解位移答案第8页，总11页

两式消去时间得包裹的轨迹方程为- M+16mR232(1)v=2R3；(2)F=m、4R234+g2；(3)H= 2Mg【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为G则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为v=2R3⑵小球匀速转动，当在水平位置时设杆对球的作用力为F,合力提供向心力，则有y'F2—mg2=m-vR结合(1)可解得杆对球的作用力大小为F=m\：4R234+g2⑶设重物下落高度为H，重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统，根据系统机械能守恒可知MgH而重物的速度等于鼓形轮的线速度，有V1V1=R3联立各式解得