2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題2 曲線運(yùn)動(dòng) 第1講 曲線運(yùn)動(dòng)（B）（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題2 曲線運(yùn)動(dòng) 第1講 曲線運(yùn)動(dòng)（B）（含解析） 一．選擇題 1.(xx?永州三模?16)．如圖所示，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度v0同時(shí)水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等，斜面底邊長(zhǎng)是其豎直高度的2倍，若小球a能落到半圓軌道上，小球b能落到斜面上，則（ ） a b v0 v0 A．b球一定先落在斜面上 B．a(chǎn)球可能垂直落在半圓軌道上 C．a(chǎn)、b兩球可能同時(shí)落在半圓軌道和斜面上 D．a(chǎn)、b兩球不可能同時(shí)落在半圓軌道和斜面上 2.(xx?景德鎮(zhèn)三檢?16).如圖所示，斜面傾角為45，質(zhì)量m=1 kg的小球A從斜面底端正上方h=6m處以v0=1m/s的初速度做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)小球B從斜面底端在外力作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度v=m/s，兩小球都看做質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．兩小球不能在斜面上相遇 B．兩小球一定可以在斜面上相遇 C．小球A落在斜面上的速度為10 m/s D．小球A落在斜面上時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為10 W A B O L 2L 3.(xx?綿陽(yáng)三診?5)．如圖所示，輕桿長(zhǎng)3L，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和B，光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過(guò)桿上距球A為L(zhǎng)處的O點(diǎn)，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球B恰好無(wú)作用力。忽略空氣阻力。則球B在最高點(diǎn)時(shí)（ ） A.球B的速度為零 B.球A的速度大小為 C.水平轉(zhuǎn)軸對(duì)桿的作用力為1.5mg D.水平轉(zhuǎn)軸對(duì)桿的作用力為2.5mg 4.(xx?北京朝陽(yáng)二練?18)．如圖甲所示，輕桿一端與一小球相連，另一端連在光滑固定軸上，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)某一位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，取水平向右為正方向，小球的水平分速度vx隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法中正確的是 A．t1時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積相等 B．t2時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積相等 C．t1時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積不相等 D．t2時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積不相等 5.（xx?西安交大附中三模?16）1 v/(ms-1) 2 3 0 4 5 -1 -2 -3 -4 -5 -6 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 C A B t/s 甲 乙 ．如圖甲所示，輕桿一端與質(zhì)量為1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球相連，另一端可繞光滑固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)最高點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，取水平向右為正方向，小球的水平分速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，A、B、C三點(diǎn)分別是圖線與縱軸、橫軸的交點(diǎn)、圖線上第一周期內(nèi)的最低點(diǎn)，該三點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是1、0、-5．g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力．下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．輕桿的長(zhǎng)度為0.5m B．小球經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)它的作用力方向豎直向下 C．B點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小球的速度為3m/s D．曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積為0.6m 6.(xx?景德鎮(zhèn)三檢?17).如圖所示，在某外高內(nèi)低的彎道測(cè)試路段上汽車向左轉(zhuǎn)彎，把汽車的運(yùn)動(dòng)看作是在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)路面內(nèi)外高度相差h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng)，已知重力加速度為。要使車輪與路面之間垂直前進(jìn)方向的橫向摩擦力等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于(　 　) A． B． C. D. 7.(xx?北京西城區(qū)二模P A B C 18)．如圖所示為游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車的一段軌道， P點(diǎn)是這段軌道的最高點(diǎn)，A、B、C三處是過(guò)山車的車頭、中點(diǎn)和車尾。假設(shè)這段軌道是圓軌道，各節(jié)車廂的質(zhì)量相等，過(guò)山車在運(yùn)行過(guò)程中不受牽引力，所受阻力可忽略。那么，過(guò)山車在通過(guò)P點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．車頭A通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 B．車的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 C．車尾C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小 D．A、B、C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度一樣大 二．非選擇題 8.(xx?豐臺(tái)區(qū)二練?22.) （16分） h θ v1 v2 A B 如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37的長(zhǎng)斜面體，物體A以v1=8m/s的初速度沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以某一初速度水平拋出。物體A上滑過(guò)程中速度減小，當(dāng)速度減為零時(shí)恰好被B物體擊中。已知物體A與斜面體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。（A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)， sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）求： （1）物體A上滑過(guò)程所用的時(shí)間t； （2）物體B拋出時(shí)的初速度v2； （3）物體A、B間初始位置的高度差h。 9.(xx?寧德市普高質(zhì)檢20)．（15分）我國(guó)的“探月工程”計(jì)劃將于xx年宇航員登上月球。若宇航員登上月球后，在距離月球水平表面h高度處，以初速度v0水平拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球從拋出點(diǎn)到落月點(diǎn)的水平距離s。求： （1）月球表面重力加速度的大??； （2）小球落月時(shí)速度v的大小。 10.(xx?東城區(qū)二練?22)．（16分）某同學(xué)在模仿雜技演員表演“水流星”節(jié)目時(shí)，用不可伸長(zhǎng)的輕繩系著盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)杯子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)杯里的水恰好不流出來(lái)。已知繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，杯子與水的總質(zhì)量為m，杯子可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響。求： ⑴在最高點(diǎn)時(shí)杯子與水的速度大小v1； ⑵在最低點(diǎn)時(shí)杯子與水的動(dòng)能E k2 ⑶在最低點(diǎn)時(shí)輕繩所受的拉力大小。 11.（xx?寶雞三檢?24）、（14分）某學(xué)生設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)簡(jiǎn)易水輪機(jī)，如圖所示，讓水從水平放置的水管流出，水流軌跡與下邊放置的輪子邊緣相切，水沖擊輪子邊緣上安裝的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)該裝置工作穩(wěn)定時(shí)，可近似認(rèn)為水到達(dá)輪子邊緣時(shí)的速度與輪子邊緣的線速度相同。調(diào)整輪軸的位置，使水流與輪邊緣切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑與水平方向成角。測(cè)得水從管口流出速度，輪子半徑。(已知，，)求： （1）若不計(jì)擋水板的大小，則輪子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為多少？ （2）水管出水口距輪軸水平距離和豎直距離。 12.(xx?煙臺(tái)高考測(cè)試?23) ．（18分）下圖是用傳送帶傳送行李的示意圖。圖中水平傳送帶AB間的長(zhǎng)度為8m，它的右側(cè)是一豎直的半徑為0.8m的1/4圓形光滑軌道，軌道底端與傳送帶在B點(diǎn)相切。若傳送帶向右以6m/s的恒定速度勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在傳送帶的左側(cè)A點(diǎn)輕輕放上一個(gè)質(zhì)量為4kg的行李箱時(shí)，箱子運(yùn)動(dòng)到傳送帶的最右側(cè)如果沒(méi)被撿起，能滑上圓形軌道，而后做往復(fù)運(yùn)動(dòng)直到被撿起為止。已知箱子與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，重力加速度大小為g＝10m/s2，求： ⑴箱子從A點(diǎn)到B點(diǎn)所用的時(shí)間及箱子滑到圓形軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。? ⑵若行李箱放上A點(diǎn)時(shí)給它一個(gè)5m/s的水平向右的初速度，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)如果沒(méi)被撿 起，則箱子離開(kāi)圓形軌道最高點(diǎn)后還能上升多大高度？在給定的坐標(biāo)系中定性畫(huà)出箱子從A點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程中速率v隨時(shí)間t變化的圖象。 v t O 左 A B O R 右 第1講 曲線運(yùn)動(dòng)（B卷） 參考答案與詳解 1.【答案】C 【命題立意】本試題旨在考查平拋運(yùn)動(dòng)。 【解析】ACD、將圓軌道和斜面軌道重合在一起，如圖所示，交點(diǎn)為A，初速度合適，可知小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在A點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即同時(shí)落在半圓軌道和斜面上．若初速度不適中，由圖可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圓軌道上，故C正確，A、D錯(cuò)誤； B、若a球垂直落在半圓軌道上，根據(jù)幾何關(guān)系知，速度方向與水平方向的夾角是位移與水平方向的夾角的2倍，而在平拋運(yùn)動(dòng)中，某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，兩者相互矛盾，所以a球不可能垂直落在半圓軌道上，故B錯(cuò)誤。 故選：C 【易錯(cuò)警示】本題考查平拋運(yùn)動(dòng)比較靈活，學(xué)生容易陷入計(jì)算比較的一種錯(cuò)誤方法當(dāng)中，不能想到將半圓軌道和斜面軌道重合進(jìn)行分析比較。 2.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、平拋運(yùn)動(dòng)。 【解析】A、小球B沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為，小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小也為，可知兩小球一定可以在斜面上相遇，故A錯(cuò)誤，B正確； C、當(dāng)小球落在斜面上時(shí)，有：，解得：，則小球落在斜面上時(shí)豎直分速度為，可知：，故C錯(cuò)誤； D、小球A落在斜面上時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為：，故D錯(cuò)誤。 故選：B 3.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查向心力。 【解析】A、球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，球B對(duì)桿恰好無(wú)作用力，即重力恰好提供向心力， 有： 解得： ① 故A錯(cuò)誤； B、由于A、B兩球的角速度相等，則球A的速度大小，故B錯(cuò)誤； C、B球到最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿無(wú)彈力，此時(shí)A球受重力和拉力的合力提供向心力， 有： 解得： 故C正確，D錯(cuò)誤。 故選：C 4.【命題立意】考查對(duì)向心力，機(jī)械能守恒定律的靈活應(yīng)用 【答案】A 【解析】小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)這個(gè)過(guò)程中只有重力對(duì)小球作用，因此小球機(jī)械能守恒，小球位置與高點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能最大，所以動(dòng)能最小，故小球的速度達(dá)到最小值且水平向右，因此t1時(shí)刻小球通過(guò)最高點(diǎn)；曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的水平位移，圖乙中S1的面積表示小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到水平位置時(shí)小球在水平方向的位移，大小等于杠的長(zhǎng)度，S2的面積表示小球從水平位置運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)小球在水平方向的位移，大小等于杠的長(zhǎng)度。故圖乙中S1和S2的面積相等，綜上所示A正確 5.【答案】D 【命題立意】本試題旨在考查向心力、牛頓第二定律。 【解析】A、設(shè)桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小球從A到C的過(guò)程中機(jī)械能守恒，得： 所以：，故A錯(cuò)誤； B、若小球在A點(diǎn)恰好對(duì)桿的作用力是0，則：，臨界速度： 由于小球在A點(diǎn)的速度小于臨界速度，所以小球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力小于重力，桿對(duì)小球的作用力的方向向上，是豎直向上的支持力，故B錯(cuò)誤； C、小球從A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，得：，所以： ，故C錯(cuò)誤； D、由于y軸表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示A到B的過(guò)程小球在水平方向的位移，大小等于桿的長(zhǎng)度，即，故D正確。 故選：D 【易錯(cuò)警示】該題考查豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，將牛頓第二定律與機(jī)械能守恒定律相結(jié)合即可正確解答．該題中的一個(gè)難點(diǎn)是D選項(xiàng)中“曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積”的意義要理解。 6.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查向心力。 【解析】設(shè)路面的斜角為，要使車輪與路面之間的橫向摩擦力等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由路面的支持力與重力的合力提供汽車的向心力，作出汽車的受力圖， 如圖： 根據(jù)牛頓第二定律，得： 又由數(shù)學(xué)知識(shí)得到： 聯(lián)立解得： 故選：C 7.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)。 【解析】山車在通過(guò)P點(diǎn)的過(guò)程中，車頭A和車尾C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，還不是整體過(guò)最高點(diǎn)，所以其重力比所需向心力要大，故經(jīng)過(guò)時(shí)速度不是最??；而車的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，如某質(zhì)點(diǎn)過(guò)最高點(diǎn)，要能過(guò)最高點(diǎn)，其重力剛好提供向心力，所以車的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。 故選：B 8.【命題立意】考查平拋運(yùn)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式規(guī)律 【答案】 【解析】（1）物體A上滑過(guò)程中，由牛頓第二定律得： 代入數(shù)據(jù)得：a=8m/s2 設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間相撞，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式： 代入數(shù)據(jù)得：t=1s （2）平拋物體B的水平位移： 代入數(shù)據(jù)得：x=3.2m 平拋速度： 代入數(shù)據(jù)得：v2=3.2m/s （3）物體A、B間的高度差： 代入數(shù)據(jù)得：h = 7.4m 9.【答案】（1）月； （2） 【命題立意】本題旨在考查萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用、平拋運(yùn)動(dòng)。 【解析】：（1）設(shè)月球表面重力加速度為，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，飛行時(shí)間為 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得： 解得： （2）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得： 豎直方向： 則： 解得 答：（1）月球表面重力加速度為； （2）小球落月時(shí)速度為。 10.【命題立意】考查豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 【答案】(1) （2） （3） 【解析】 (1)在最高點(diǎn)時(shí)杯子與水運(yùn)動(dòng)的向心力由重力提供， 所以 解得： （2）從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，僅重力做功 由 得 （3）在最低點(diǎn)時(shí)向心力由拉力和重力提供 由； 得 11.【答案】（1）；（2）、 【命題立意】本題旨在考查平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)線速度、角速度。 【解析】（1）水從管口流出后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水流到達(dá)輪子邊緣的速度大小為，所以： 由題意可得：輪子邊緣的線速度： （2） 所以輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度： （3） （2）設(shè)水流到達(dá)輪子邊緣的豎直分速度為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，水平、豎直分位移分別為、： （4） （5） （6） （7） 水管出水口距輪軸O水平距離和豎直距離為： （8） （9） 答：（1）若不計(jì)擋水板的大小，則輪子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為； （2）水管出水口距輪軸水平距離為和豎直距離為。 12.【答案】⑴、；⑵、圖見(jiàn)解析 【命題立意】本題旨在考查機(jī)械能守恒定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系、牛頓第二定律。 【解析】(1)皮帶的速度 箱子的加速度 設(shè)箱子在B點(diǎn)的速度為， 解得： 所以箱子從A點(diǎn)到B點(diǎn)一直做勻加速運(yùn)動(dòng)： 解得從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： 箱子在圓形軌道最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得： 解得： 由牛頓第三定律知箱子對(duì)軌道的壓力大小為： （2）設(shè)箱子速度達(dá)到時(shí)，位移為,，則： v t O 解得…………………（1分） 因此箱子先勻加速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，速度達(dá)到后 開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，即在B點(diǎn)的速度為 由機(jī)械能守恒定律 解得高度 箱子從A點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程中速率隨時(shí)間變化的圖象如圖所示： 答：⑴箱子從A點(diǎn)到B點(diǎn)所用的時(shí)間為，箱子滑到圓形軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為； ⑵箱子離開(kāi)圓形軌道最高點(diǎn)后還能上升的高度為，定性畫(huà)出箱子從A點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程中速率隨時(shí)間變化的圖象如上圖。