2022年高考+联考模拟物理试题分项版解析-专题04-曲线运动(解析版)-

一、选择题1．【2022·海南卷】在地面上方某点将一小球以肯定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角始终减小C．在相等的时间间隔内，速率的转变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的转变量相等【答案】B【考点定位】平抛运动、动能定理【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合加速度公式和动能定理公式机敏求解即可。2．【2022·江苏卷】有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是A．① B．② C．③ D．④【答案】A【解析】由题意知A、B两小球抛出的初速度相同，由牛顿其次定律知，两小球运动的加速度相同，所以运动的轨迹相同，故A正确；B、C、D错误．【考点定位】考查抛体运动【方法技巧】两球的质量不同是本题的一个干扰因素，重在考查同学对物体运动规律的理解，抛体运动轨迹与物体的质量无关，只要初始条件相同，则轨迹相同。3．【2022·上海卷】风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆回旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时间被拦住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片A．转速渐渐减小，平均速率为 B．转速渐渐减小，平均速率为C．转速渐渐增大，平均速率为 D．转速渐渐增大，平均速率为【答案】B【解析】依据题意，从图（b）可以看出，在时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡【考点定位】圆周运动、线速度、平均速度【方法技巧】先通过图示推断圆盘凸轮的转动速度变化和转动圈数，再通过圆周运动的关系计算叶片转动速率。4．【2022·全国新课标Ⅲ卷】如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则A． B． C． D．QUOTE【答案】AC错误。【考点定位】考查了动能定理、圆周运动【方法技巧】应用动能定理应留意的几个问题：(1)明确争辩对象和争辩过程，找出始末状态的速度；(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负状况(待求的功除外)；(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力状况不同，在考虑外力做功时需依据状况区分对待。5．【2022·浙江卷】如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大A．在绕过小圆弧弯道后加速B．在大圆弧弯道上的速率为45m/sC．在直道上的加速度大小为5.63m/s2D．通过小圆弧弯道的时间为5.85s【答案】AB【解析】【考点定位】牛顿其次定律的应用；匀变速运动的规律。【名师点睛】此题综合考查匀变速直线运动及匀速圆周运动的规律的应用。要知道物体在原轨道做圆周运动的向心力来自物体与轨道的静摩擦力，所以最大静摩擦因数打算了在圆轨道上运动的最大速度。此题立意新颖，题目来自生活实际，是一个考查基础学问的好题。二、非选择题6．【2022·上海卷】如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α。一小球以速度从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间为____________；直线PA与竖直方向的夹角β=_________。【答案】；【解析】依据题意，小球从P点抛出后做平抛运动，小球运动到A点时将速度分解，有，则小球运动到A点的时间为：；从P点到A点的位移关系有：，所以PA与竖直方向的夹角为：。【考点定位】平抛运动【方法技巧】先分解小球到达A点的速度，通过计算小球运动到A点的时间，再分解平抛运动位移，依据，找出角度关系。7．【2022·全国新课标Ⅲ卷】如图，在竖直平面内有由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开头自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。（1）求小球在B、A两点的动能之比；（2）通过计算推断小球能否沿轨道运动到C点。【答案】（1）（2）小球恰好可以沿轨道运动到C点设小球在C点的速度大小为，依据牛顿运动定律和向心加速度公式有⑤联立④⑤可得，应满足⑥依据机械能守恒有⑦依据⑥⑦可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点。【考点定位】考查了机械能守恒定律、牛顿运动定律、圆周运动【方法技巧】分析清楚小球的运动过程，把握圆周运动最高点临界速度的求法：重力等于向心力，同时要娴熟运用机械能守恒定律。1．【2022·威海市其次次模拟（最终一卷）】下列说法正确的是A．时，物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动B．运动的合成与分解是争辩曲线运动的一般方法，该方法不适用于争辩匀速圆周运动C．物理模型在物理学的争辩中起了重要作用，其中“质点”、“点电荷”和“轻弹簧”都是抱负化模型D．库仑利用扭秤装置争辩电荷间相互作用力的大小跟电荷量和距离的关系时，接受了抱负试验法【答案】C【解析】伽利略利用斜面争辩自由落体运动时，使用了“外推”的方法，即当斜面的倾角为90°时，物考点：物理问题的争辩方法【名师点睛】本题要把握物理常用的争辩方法，比如抱负化模型的方法、合理外推法等等．对物理学史主要是靠平常的记忆与积累。2．【2022·苏北三市（徐州市、连云港市、宿迁市）最终一卷联考】内壁光滑的牛顿管抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，同时水平向右匀速移动，则管中羽毛的运动轨迹可能是AABCD【答案】C【解析】羽毛在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，加速度方向向下，依据合力方向应当指向曲线的凹向一侧可知，羽毛的运动轨迹可能是C；故选C.考点：运动的合成【名师点睛】此题是运动的合成问题；关键是知道物体在在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，知道了合外力方向即可推断轨迹的凹向；此题是基础题.3．【2022·淄博市、莱芜市5月二模（最终一卷）】质量为2kg的质点在x-y平面上运动，x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象分别如图所示，则质点A．初速度为4m／sB．所受合外力为4NC．做匀变速直线运动D．初速度的方向与合外力的方向垂直【答案】B考点：运动的合成及分解【名师点睛】本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的力量，依据速度图象推断物体在x轴方向做匀加速直线运动，y轴做匀速直线运动，依据平行四边形法则结合牛顿其次定律求解；此题类似平抛运动．中等难度。4．【2022·济南市5月模拟（最终一卷）】套圈玩耍是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3m的20cm高的竖直细杆，即为获胜。一身高1.7m老人从距地面1m高度水平抛出圆环，圆环半径为8cm，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为(g取10m/s2)A．7.4m/s B．7.8m/s C．8.2m/s D．8.6m/s【答案】B考点：考查了平抛运动规律的应用【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住水平位移的范围得出速度的范围，难度不大。5．【2022·安徽师大附中最终一卷】如图，窗子上、下沿间的高度H=1.6m，墙的厚度d=0.4m，某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g=10m/s2。则v的取值范围是()A．m/s B．m/s C． D．【答案】C【解析】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大．此时有，代入解得，恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有，解得，故v的取值范围是，C正确；考点：考查了平抛运动规律的应用【名师点睛】解决本题的关键明确临界条件，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式机敏解答．6．【2022·济南市5月模拟（最终一卷）】荡秋千是一种常见的休闲消遣活动，也是我国民族运动会上的一个竞赛项目。若秋千绳的长度约为2m，荡到最高点时，秋千绳与竖直方向成60°角，如图所示。人在从最高点到最低点的运动过程中，以下说法正确的是A．最低点的速度大约为5m/s B．在最低点时的加速度为零C．合外力做的功等于增加的动能 D．重力做功的功率渐渐增加【答案】C【解析】秋千在下摆过程中，受到的绳子拉力不做功，机械能守恒，则得：，考点：考查了圆周运动规律的应用【名师点睛】秋千在下摆过程中，受到的绳子拉力与速度垂直，不做功，故机械能守恒，依据机械能守恒定律列式求解荡到最低点时秋千的速度。7．【2022·浙江五校5月联考（最终一卷）】如图所示,在足够大的水平平面上有一个倾角为斜面，有一个小球在斜面的A点以肯定的初速度水平被抛出，不计球所受的空气阻力。现仍在A点以大于的初速度再次将球水平抛出，比较两次抛出球的运动，在后一次运动中下面所列物理量肯定增大的是A．空中运动的轨迹长度 B．空中运动的时间C．撞击瞬间的机械能 D．撞击瞬间速度方向与撞击点所在平面的夹角【答案】AC【解析】由平抛运动的规律可知，当水平速度变大时，则落到斜面上的位置越低，在空中运动的轨迹越长，选项A正确；若物体落在水平地面上，则增大初速度时，物体在空中运动的时间是不变的，选项B错误；由机械能守恒定律可知，撞击瞬间的机械能等于抛出的动能和势能之和，因抛出时的势能不变，故初速度增加时，机械能变大，故选项C正确；若小球落在斜面上，则小球撞击瞬间速度方向与撞击点所在平面的夹角是不变的；若小球落在水平面上，依据，则随v0的增大，则撞击瞬间速度方向与撞击点所在平面的夹角减小，选项D错误；故选AC.考点：平抛运动8．【2022·揭阳市5月二模（最终一卷）】如图所示，一带电小球自固定斜面顶端A点以速度v0水平抛出，经时间t1落在斜面上B点。现在斜面空间加上竖直向下的匀强电场，仍将小球自A点以速度v0水平抛出，经时间t2落在斜面上B点下方的C点。不计空气阻力，以下推断正确的是AABCv0A．小球肯定带正电B．小球所受电场力可能大于重力C．小球两次落在斜面上的速度方向相同D．小球两次落在斜面上的速度大小相等【答案】CD【解析】不加电场时，小球做平抛运动，加电场时，小球做类平抛运动，依据，则考点：平抛运动【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动和类平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，并且要记住平抛运动某时刻的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，结合运动学公式机敏求解，难度中等。9．【2022·郑州市5月质检（最终一卷）】如图所示，边长为1m的正方体空间图形ABCD—A1B1C1D1，其下表面在水平地面上，将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内（包括边界）分别沿不同的水平方向抛出，落点都在A1B1C1D1平面范围内（包括边界）。不计空气阻力，以地面为重力势能参考平面，g取10m／s2。则A．小球落在B1点时，初始速度为m／s，是抛出速度的最小值B．小球落在C1点时，初始速度为m／s，是抛出速度的最大值C．落在B1D1线段上的小球，落地时机械能的最小值与最大值之比是1：2D．轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向相同【答案】BD【解析】小球水平抛出即为平抛运动，落在A1B1C1D1平面内任意一点，高度都是等于，运动时移的比值为1:1，即，交点处的速度方向与水平夹角为则有，所以速度方向都相同，选项D对。考点：曲线运动功能关系【名师点睛】平抛运动竖直在高度肯定时，水平位移越大，初速度越大，所以推断水平位移是推断初速度大小的关键。平抛运动的竖直位移与水平位移的比值等于竖直速度和水平速度比值的一半。所以把握住只要位移比相等则速度比相等，方向肯定。10．【2022·开封市5月质检（最终一卷）】如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是A．此时绳子张力为T＝3μmgB．此时圆盘的角速度为ω＝C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动【答案】ABC【解析】两物块A和B随着圆盘转动时，合外力供应向心力，则，B的半径比A的半径大，考点：向心力；摩擦力的推断与计算【名师点睛】两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止．当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，AB都到达最大静摩擦力，由牛顿其次定律求出A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力；解决本题的关键是找出向心