三年高考-高考物理试题分项版解析 专题04 曲线运动(含解析)-人教版高三全册物理试题

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1 / 19 专题04 曲线运动

一、选择题

1．【2016·海南卷】在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，如此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一直减小

C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等

D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等

【答案】B

【考点定位】平抛运动、动能定理

【名师点睛】解决此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灵活求解即可。

2．【2016·江苏卷】有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以一样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，如此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一样，由牛顿第二定律知，两小球运动的word

2 / 19 加速度一样，所以运动的轨迹一样，故A正确；B、C、D错误．

【考点定位】考查抛体运动

【方法技巧】两球的质量不同是此题的一个干扰因素，重在考查学生对物体运动规律的理解，抛体运动轨迹与物体的质量无关，只要初始条件一样，如此轨迹一样。

3．【2016·某某卷】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盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。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。假设某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图〔b〕所示，如此该时间段内风轮叶片

A．转速逐渐减小，平均速率为4πΔnrt B．转速逐渐减小，平均速率为8πΔnrt

C．转速逐渐增大，平均速率为4πΔnrt D．转速逐渐增大，平均速率为8πΔnrt

【答案】B

【考点定位】圆周运动、线速度、平均速度

【方法技巧】先通过图示判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．【2016·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，抑制word

3 / 19 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，如此

A．2()mgRWamR B．2mgRWamRC．32mgRWNRD．)mgRWNR2(

【答案】AC

【考点定位】考查了动能定理、圆周运动

【方法技巧】应用动能定理应注意的几个问题：(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度；(2)要对物体正确地进展受力分析，明确各力做功的大小与正负情况(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，假设物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待。

5．【2016·浙江卷】如下列图为赛车场的一个水平“梨形〞赛道，两个弯道分别为半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100 m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短〔发动机功率足够大，重力加速度g=10 m/s2，π=3.14〕，如此赛车

A．在绕过小圆弧弯道后加速

B．在大圆弧弯道上的速率为45 m/s word

4 / 19 C．在直道上的加速度大小为5.63 m/s2

D．通过小圆弧弯道的时间为5.85 s

【答案】AB

【解析】在弯道上做匀速圆周运动时，根据牛顿定律有2mvkmgmr，故当弯道半径一定时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大圆弧弯道上的最大速度大于小圆弧弯道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；在大圆弧弯道上的速率为m2.251090m/s45m/sRvkgR，选项B正确；直道的长度为22()503mxLRr，在小圆弧弯道上的最大速度为m2.251040m/s30m/srvkgr，故在直道上的加速度大小为222222mm4530m/s6.49m/s22503Rrvvax，选项C错误；由几何关系可知，小圆弧轨道的长度为2π3r，通过小圆弧弯道的时间为m2π23.14403s2.80s330rrtv，选项D错误；应当选AB．

【考点定位】牛顿第二定律的应用；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与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决定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，是一个考查根底知识的好题。

6．【2014·安徽卷】如下列图，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为32。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力〕，盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2。如此ω的最大值是

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5 / 19 A．5rad/s B．3rad/s C．1.0rad/s D．0.5rad/s

【答案】C

【考点定位】圆周运动的向心力

【方法技巧】匀速圆周运动，合外力提供向心力，重点是找到向心力的来源，分析出发生滑动的临界状态。

7．【2014·全国Ⅰ卷】如图，两个质量均为m的小木块a和b〔可视为质点〕放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。假设圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，如下说法正确的答案是〔 〕

A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等

C．ω＝lkg2是b开始滑动的临界角速度 D．当ω＝lkg32时，a所受摩擦力的大小为kmg

【答案】 AC

【解析】小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静摩擦力提供向心力即2fmR静，由于木块b的半径大，所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大，选项B错。随着角速度的增大，当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动，如此有2fmRkmg静，代入两个木块的半径，小木块a开始滑动时的角速度akgl，木块b开始滑动时的角速度2bkgl，选项C对。根据ab，所以木块word

6 / 19 b先开始滑动，选项A对。当角速度23kgl，木块b已经滑动，但是23akgl，所以木块a达到临界状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项D错。

【考点定位】圆周运动 摩擦力

【方法技巧】圆周运动问题重点是向心力的来源，此题静摩擦力提供向心力，随角速度的增大，静摩擦力增大，达到最大时，即将要发生相对滑动。

8．【2014·四川卷】有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小一样，如此小船在静水中的速度大小为〔 〕

A．12kkv B．21kv C．21kkv

D．12kv

【答案】B

【解析】 设小船相对静水的速度为cv，去程时过河的时间为1cdtv，回程的时间222cdtvv，由题意知12tkt，解得21cvvk，应当选项B正确。

【考点定位】小船过河 运动的分解和合成

【方法技巧】小船的时间运动为合运动，过河时间与水流速度无关。

9．【2014·江苏卷】为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如下列图的装置进展实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，如下说法中正确的有〔 〕

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7 / 19 A．两球的质量应相等 B．两球应同时落地

C．应改变装置的高度，屡次实验 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

【答案】 BC

【解析】在该实验中，是用B球的运动与A球竖直方向的运动相对照，从而达到实验目的的，在竖直方向上，两球做自由落体运动，根据自由落体运动规律可知，212hgt，由于两球同时从同一高度开始下落，因此在任意相等的时间内，两球下落的高度一样，显然至落地，两球下落的高度一样，时间也一样，应当选项B正确；做自由落体运动的物体运动规律一样，与质量无关，应当选项A错误；为了减小实验误差，因此采用屡次测量的方法，同时为了使该实验具有普遍性，需改变小球的初始高度，应当选项C正确；在水平方向上，没有物体的运动与A球水平方向的运动相对照，因此无法说明小球A在水平方向上的运动规律，应当选项D错误。

【考点定位】此题主要考查了对自由落体运动规律的理解和演示实验现象的分析能力问题，属于中档题。

【方法技巧】质点平抛运动竖直方向的运动规律，平抛运动竖直方向运动规律的验证。

10．【2015·广东·14】如下列图，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物

A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v

C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为2v D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为2v

【答案】D

【解析】假设以帆板为参照物，求帆船的运动，即求帆船相对帆板运动情况，根据伽利word

8 / 19 略变换可知，此时帆船相对帆板的速度船相对板v＝船对地v－板对地v，画出其对应矢量示意图如如下图所示，根据图中几何关系解得：船相对板v＝v2，方向为北偏东45°，应当选项D正确。

【考点定位】对参考系的理解、矢量运算法如此——平行四边形定如此的应用。

【名师点睛】此题也可假设经过时间t，画出两者的二维坐标位置示意图，求出相对位移，再除以时间t即可。

11．【2015·某某·16】如图，战机在斜坡上方进展投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在

A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点

【答案】A

【解析】 如下列图

船相对板v

船对地v＝v

板对地v＝v 北

东