2023年高考物理二轮复习专题04曲线运动（测）

专题04曲线运动【总分值：110分时间：90分钟】一、选择题〔本大题共12小题，每题5分，共60分。在每题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。〕1．一质量为m的小物块沿竖直面内半径为R的圆弧轨道下滑，滑到最低点时的瞬时速度为v，假设小物块与轨道的动摩擦因数是，那么当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为A.B.C.D.【答案】D2．如下图，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点Q处。假设不计空气阻力，以下关系式正确的()A.va=2vbB.C.ta=2tbD.【答案】B【解析】b球落在斜面的中点，知a、b两球下降的高度之比为2：1，根据知，，那么时间之比为，因为a、b两球水平位移之比为2：1，那么，故B正确，A、C、D错误。点晴：ab两处抛出的小球都做平抛运动，由平抛运动的规律水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，抓住水平位移和竖直位移关系进行求解。3．如下图，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点．那么小球在竖起平面内摆动的过程中，以下说法正确的选项是()A.小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B.在最高点A、B，因小球的速度为零，所以小球受到的合外力为零C.小球在最低点C所受的合外力，即为向心力D.小球在摆动过程中使其速率发生变化的力为绳子的拉力【答案】C【解析】4．半径为1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圈盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平拋出时，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如下图，假设小球与圆盘只碰—次，且落在A点，那么圆盘转动的角速度大小可能是〔〕A.B.C.D.【答案】D【解析】小球平抛运动的时间为，小球平抛运动的时间和圆盘转动n圈的时间相等，那么有，解得，n=1，2，3…．当n=1时，ω=8πrad/s；当n=2时，ω=16πrad/s，随着n的增大，角速度在增大，故角速度最小为，故D正确．5．如图，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为的轻细绳，它的一端系住一质量为的小球P，另一端固定在板上的O点.当平板的倾角为时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，第一次给小球一初速度使小球恰能在板上做完整的圆周运动，小球在最高点的速度大小为，假设要使小球在最高点时绳子的拉力大小为恰与重力大小相等，那么小球在最高点的速度大小为〔取重力加速度〕A.B.C.D.【答案】C6．质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质最为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面内做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D点与圆心O同一水平线上的点，小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，那么物体M对地面的压力N和地面对M的摩擦力有关说法中正确的选项是〔〕A.小滑块在A点时，，摩擦力方向向左B.小滑块在B点时，，摩擦力方向向左C.小滑块在C点时，，M与地面无摩檫力D.小滑块在D点时，，摩擦力方向向左【答案】C【点睛】小滑块在竖直面内做圆周运动，小滑块的重力和圆形轨道对滑块的支持力的合力作为向心力，根据在不同的地方做圆周运动的受力，可以分析得出物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力的大小7．如下图，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动．假设小球经过最低点时的速度为，不计一切阻力，那么小球运动到最高点时，杆对球的作用力为〔〕A.推力，大小为mgB.拉力，大小为mgC.拉力，大小为0.5mgD.推力，大小为0.5mg【答案】B【解析】根据动能定理：，可得小球从最低点到达最高点的速度为：，在最高点设杆对球为支持力，根据牛顿第二定律：，解得FN=-mg，负号说明与假设的方向相反，杆对球为拉力，故B正确，ACD错误。8．如下图，用一根长杆和两个小定滑轮组合成的装置来提升质量为m的重物A，长杆的一端放在地面上，并且通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方的O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物A，C点与O点的距离为，滑轮上端B点距O点的距离为.现在杆的另一端用力，使其沿逆时针方向由竖直位置以角速度匀速转至水平位置(转过了角).那么在此过程中，以下说法正确的选项是〔〕A.重物A的速度先增大后减小，最大速度是B.重物A做匀速直线运动C.绳的拉力对A所做的功为D.绳的拉力对A所做的功为【答案】A时，，那么此时速度为；故此时动能的增加量为，因此绳子对物体A所做的功为，故CD错误；选A.【点睛】此题应明确重物的速度来自于绳子的速度，注意在速度的分解时应明确杆的转动线速度为线速度，而绳伸长速度及转动速度为分速度，再由运动的合成与分解得出合速度与分速度的关系。9．如下图，AB是与水平方向成30°角的斜面，一个小铜块用细线悬挂于O点，用圆珠笔尖靠着线的左侧，沿斜面向右上方以速率v=m/s匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，以下说法正确的选项是〔〕A.铜块的速度大小为2m/sB.铜块的速度大小为m/sC.铜块的速度与水平方向成60°角D.绳子的拉力大小等于铜块的重力【答案】BCD10．如下图，水平转台上有一质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，那么A.至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为B.至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为C.至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为D.当物体的角速度为时，物块与转台间无相互作用力【答案】AC11．在一次投球游戏中，某同学调整好力度，将球水平抛向放在地面的小桶中，结果球飞到小桶的右方(如下图)，不计空气阻力，那么下次再投时，他可能作出的调整为()A.减小初速度，抛出点高度不变B.增大初速度，抛出点高度不变C.初速度大小不变，提高抛出点高度D.初速度大小不变，降低抛出点高度【答案】AD12．如下图，水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现转台从静止开始缓慢的增大其转速〔既在每个转速下可认为是匀速转动〕，A、B的质量分别为m、2m，A、B与转台的动摩擦因数均为μ，A、B离转台中心的距离分别为1、5r、r，弹簧的原长为1、5r，劲度系数为k，设此题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的选项是〔〕A.当B受到的摩擦力为0时，A的摩擦力向右B.B先相对木板发送滑动C.当A、B均相对转台静止时，允许的最大角速度为D.A刚好要滑动时，转台转动的角速度为【答案】DB点睛：此题主要考查了胡克定律以及向心力公式的直接应用，知道当A、B刚好要滑动时，摩擦力到达最大静摩擦力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力，明确向心力的来源是解题的关键。二、非选择题〔本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分〕13．〔10分〕如图，细线的一端固定，另一端系着质量为m的小球〔可视为质点〕，小球在如下图的水平面内做匀速圆周运动。细线长为，与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求：〔1〕小球对细线拉力F的大小；〔2〕小球角速度的大小。【答案】〔1〕小球对细线拉力的大小为；〔2〕【解析】小球受力分析如下图：14．〔10分〕如下图，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，右端与竖直放置的光滑半圆形轨道在B点相切，半圆形轨道半径为R=0.4m，物块在与传送带等高的左侧平台上以4m/s的速度从A点滑上传送带，物块质量m=0.2kg，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，g=10m/s2〔1〕假设传送带足够长，求物块到达最高点C对轨道的压力；〔2〕假设物块恰好能到达轨道的最高点C，求传送带的长度．【答案】〔1〕FN=2.5N〔2〕x=0.5m【解析】〔1〕假设传送带足够长，那么物块到达B点时的速度为半圆轨道光滑，所以根据机械能守恒定律可得，在C点，根据牛顿第二定律可得，联立解得〔2〕假设物块恰好能到达轨道的最高点C，即在C点万有由重力充当向心力，故根据机械能守恒定律可得，根据题意可知物体在传送带上一直加速，故有，加速过程中的加速度，联立解得15．〔15分〕如下图，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一端自由恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上，一长为L=0.45m的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m=1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向切入并将弹簧压缩，最大压缩量为x=5cm〔g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6〕，求：〔1〕小球运动到D点的速度；〔2〕小球运动到斜面顶端A点时的速度。〔3〕弹簧所获得的最大弹性势能EP；【答案】〔1〕vD=3m/s〔2〕vA=5m/s〔3〕EP=12.9J16．〔15分〕如下图是一皮带传输装载机械示意图。井下挖掘工将矿物无初速放置于沿图示方向运行的传送带A端，被传输到末端B处，再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C处，然后水平抛到货台上。半径为R=0.4m的圆形轨道与传送带在B点相切，O点为半圆的圆心，BO、CO分别为圆形轨道的半径，矿物m可视为质点，传送带与水平面间的夹角θ=37°，矿物与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带匀速运行的速度v0=8