三高考高考物理試題分項版解析專題曲線運(yùn)動含解析

專題04曲線運(yùn)動【2018高考真題】某彈射管每次彈出的小球速度相等.在沿光滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球.忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的（）時刻相同，地點(diǎn)相同時刻相同，地點(diǎn)不同時刻不同，地點(diǎn)相同時刻不同，地點(diǎn)不同【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（江蘇卷）【答案】B【解析】本題考查合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系及時刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做目由落體運(yùn)動,所以彈出小球在豎直方向運(yùn)動的時間相等‘因此兩球應(yīng)同時落地！由于兩小球先后魏出，且弓單出小球的初速度相同，蒯A小球在水平方向運(yùn)動的時間不等，因小球在水平方向做勻諫屋1L所以水平位移相等「因此落點(diǎn)不相同』故詵項B正確口點(diǎn)睛：本題以平拋運(yùn)動為背景考查合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系及時刻和位置的概念，解題時要注意彈射管沿光滑豎直軌道向下做自由落體運(yùn)動，小球彈出時在豎直方向始終具有跟彈射管相同的速度。根據(jù)高中所學(xué)知識可知，做自由落體運(yùn)動的小球，將落在正下方位置。但實際上，赤道上方200m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處，這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比，現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均為零到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均不為零落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)東側(cè)落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)西側(cè)【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷）【答案】D【解析】AB、上升過程水平方向向西加速，在最高點(diǎn)豎直方向上速度為零，水平方向上有向西的水平速度，且有豎直向下的加速度，故AB錯；CD、下降過程向西減速，按照對稱性落至地面時水平速度為0，整個過程都在向西運(yùn)動，所以落點(diǎn)在拋出點(diǎn)的西側(cè)，故C錯，D正確；故選D點(diǎn)睛：本題的運(yùn)動可以分解為豎直方向上的勻變速和水平方向上的變加速運(yùn)動，利用運(yùn)動的合成與分解來【解析】試題分析二根據(jù)曲線運(yùn)動的特點(diǎn)分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出運(yùn)動員與曲面間的正壓力變化情況，從而分析運(yùn)動員所受摩捧力變化；根據(jù)運(yùn)動員的動能變化情況，結(jié)合動能定理分析合外力做功J根據(jù)運(yùn)動過程中，是否只有重力做功來判斷運(yùn)動員的機(jī)械能是否守恒j因為運(yùn)動員做曲線運(yùn)動」所以合力一定不為零」A錯誤F運(yùn)動員受力如圖所示「重力垂直曲面的分力與曲面對運(yùn)動員的支持力的合力充當(dāng)向心如故有&-壞猝脂=m三=F*=機(jī)亍+mgg為運(yùn)動過程中速率恒定，旦日在減小，所以曲面對運(yùn)動員的支持力摳來越大，根據(jù)F二口X可知摩攆力越來越大，E錯誤J運(yùn)2倍B.4倍C.6倍D.8倍【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國III卷）【答案】A【解析】試題分析本題考查平拋運(yùn)動規(guī)律、機(jī)械能守恒定律及其相關(guān)的知識點(diǎn)。解析設(shè)甲球落至斜面時的速率為山乙落至斜面時的速率為也由平拋運(yùn)動規(guī)律「公*y=w夢卜設(shè)斜面傾角為巳由幾何關(guān)克頃片7我小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，;巾該+血舟與何,聯(lián)立解得：14=也+切!咕叫即落至斜面時的速率與拋出時的速率成正比.同理可得」住H泌日任所以甲球落至斜面時的速率是己球落至斜面時的速率的？倍,選項a正確口點(diǎn)睛此題將平拋運(yùn)動、斜面模型、機(jī)械能守恒定律有機(jī)融合，綜合性強(qiáng)。對于小球在斜面上的平拋運(yùn)動，一般利用平拋運(yùn)動規(guī)律和幾何關(guān)系列方程解答。如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R：bc是半徑為R的四分之一的圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動，重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其他軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為（）2mgR4mgR5mgR6mgR【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（新課標(biāo)I卷）【答案】C【解析】本題考查了運(yùn)動的合成與分解、動能定理等知識，意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問題的能力。1設(shè)小球運(yùn)動到c點(diǎn)的速度大小為匕，則對小球由a到c的過程，由動能定理得：F?3R-mgR=-mvc2,又F=mg，解得：Vc2=4gR，小球離開c點(diǎn)后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可知，小球離開c點(diǎn)后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g，則由豎直方向的運(yùn)動可知，小球從離開c點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)所需的時間為:t二v/g=2JR，小球在水平方向的加速1度，胡，在水平方向的位移為x=at2=2R。由以上分析可知，小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，水平方向的位移大小為5R，貝"J、球機(jī)械能的增加量△￡=「-5R=5mgR，選項C正確ABD錯誤?！军c(diǎn)睛】此題將運(yùn)動的合成與分解、動能定理有機(jī)融合，難度較大，能力要求較高。A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動（如圖），在相同時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4：3,運(yùn)動方向改變的角度之比是3：2，則它們線速度大小之比為4：3角速度大小之比為3：4圓周運(yùn)動的半徑之比為2：1向心加速度大小之比為1：2【來源】浙江新高考2018年4月選考科目物理試題【答案】A【解析】因為相同時間內(nèi)他們通過的路程之比是4：孔根據(jù)則A.B的線速度之比為4：為敵&正確j亂運(yùn)動方向改變的角度之比為3；2』根據(jù)心=牛則角速度之比為3；2,故B錯誤』C、根據(jù)u=由可得圓周運(yùn)動的半徑之比為包=tXj=|,故C錯誤；D根據(jù),55故葉A?n..故選Ao（多選）火車以60m/s的速率轉(zhuǎn)過一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過了約10°.在此10s時間內(nèi)，火車（）運(yùn)動路程為600m加速度為零角速度約為1rad/s轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4km【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（江蘇卷）【答案】AD【解析】本題考查勻速圓周的概念，意在考查考生的理解能力。圓周運(yùn)動的弧長s=vt=60X10m=600m，選項A正確；火車轉(zhuǎn)彎是圓周運(yùn)動，圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，所以合力不為零，加速度不為零，故選項B錯誤；由Af180x10rad/s=1凱rad/s,題意得圓周運(yùn)動的角速度又、；,一 ，質(zhì)10（1）=一Af180x10rad/s=1凱rad/s,題意得圓周運(yùn)動的角速度又、；,一 ，u60「=—*］日?！觥?:；l1"m=3439m，故選項C錯誤、D正確。點(diǎn)睛：本題以火車轉(zhuǎn)彎指南針偏轉(zhuǎn)為背景考查勻速圓周的概念，解答時要注意角度與弧度的換算關(guān)系【2017高考真題】【2017?新課標(biāo)I卷】發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其原因是速度較小的球下降相同距離所用的時間較多速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大【答案】Ct解析】由題意知，速度大的球先過球網(wǎng)，即同樣的時間速度大的球水平位移大，或者同樣的水平距高速度大的球用時少』故口正魂,ABD錯誤。【考點(diǎn)定位】平拋運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】重點(diǎn)要理解題意，本題考查平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律。理論知識簡單，難在由題意分析出水平方向運(yùn)動的特點(diǎn)?！?017?江蘇卷】如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時水平拋出，經(jīng)過時間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為TOC\o"1-5"\h\zzt8t(B)乂t(C)1-(D)J224【答案】C【解析】設(shè)第一次拋出時A球的速度為v，B球的速度為v，則A、B間的水平距離x=(v+v)t，第二次兩1212球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距離不變，則x=2(v1+v2)T，聯(lián)立得T=t/2,所以C正確；ABD錯誤.【考點(diǎn)定位】平拋運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵信息是兩球運(yùn)動時間相同，水平位移之和不變.[2017-江蘇卷】如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為M,到小環(huán)的距離為L,其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動.整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動.小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，重力加速度為g.下列說法正確的是物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于2F小環(huán)碰到釘子P時，繩中的張力大于2F2v2物塊上升的最大高度為——g(D)速度v不能超過(D)速度v不能超過l，(2F-Mg)L\M【答案】D【解析】由題意知疽為夾子與物塊間的最大靜摩操力，但在實際運(yùn)動過程中，夾子與物塊間的靜摩攥力澄有達(dá)到最大，故物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于如兌錯誤i小環(huán)碰到釘子時，物塊做圓周運(yùn)動，F(xiàn)r-^g=M^-?繩中的張力大于物塊的重力輜當(dāng)繩中的張力大于2F時，物塊將從夾子中滑出，即咨*=件此時速度芝七故弓錯誤r正躍物塊能上升的最大高度'*=云所以C錯誤?【考點(diǎn)定位】物體的平衡圓周運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】在分析問題時，要細(xì)心?題中給的力F是夾子與物塊間的最大靜摩擦力，而在物塊運(yùn)動的過程中，沒有信息表明夾子與物塊間靜摩擦力達(dá)到最大.另小環(huán)碰到釘子后，物塊繞釘子做圓周運(yùn)動，夾子與物塊間的靜摩擦力會突然增大.【2016高考真題】【2016?海南卷】在地面上方某點(diǎn)將一小球以一定的初速度沿水平方向拋出，不計空氣阻力，則小球在隨后的運(yùn)動中速度和加速度的方向都在不斷變化速度與加速度方向之間的夾角一直減小在相等的時間間隔內(nèi)，速率的改變量相等在相等的時間間隔內(nèi)，動能的改變量相等【答案】B【解析】由于物體只受重力作用」做平拋運(yùn)動「故加速度不變'速度大小和方向時刻在變化，選頊急錯誤F設(shè)某時刻速度與豎直方向夾角為日，則血^二土土隨著時間！變大，皿6變小M變小，故選項B正確;根據(jù)加速度定義式占=苦=恥則g州即在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量相等』故迭頊偵錯誤』根據(jù)動能定理，在相等的時間間隋內(nèi)，動能的改變量等于重力做的功，即片小孰對于平拋運(yùn)動，由于在豎直方向上，在相等時間間隔內(nèi)的位移不相等』故選項D錯誤?！究键c(diǎn)定位】平拋運(yùn)動、動能定理【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合加速度公式和動能定理公式靈活求解即可?！?016?江蘇卷】有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍.現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力.圖中①為A的運(yùn)動軌跡，則B的運(yùn)動軌跡是①B.②C.③D.④【答案】A【解析】由題意知A、B兩小球拋出的初速度相同，由牛頓第二定律知，兩小球運(yùn)動的加速度相同，所以運(yùn)動的軌跡相同，故A正確；B、C、D錯誤.【考點(diǎn)定位】考查拋體運(yùn)動【方法技巧】兩球的質(zhì)量不同是本題的一個干擾因素，重在考查學(xué)生對物體運(yùn)動規(guī)律的理解，拋體運(yùn)動軌跡與物體的質(zhì)量無關(guān)，只要初始條件相同，則軌跡相同?！?016?上海卷】風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪帶動凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時光被擋住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r，每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈。若某段時間△$內(nèi)探測器接收到的光強(qiáng)隨時間變化關(guān)系如圖（b）所示，則該時間段內(nèi)風(fēng)輪葉片即d… . 即d… . 、.4nnrA.轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為 -△t… . 、.8nnr轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為 -△t 4nnr轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為一△t 8nnr轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為 -△t【答案】B【解析】根據(jù)題意,從圖")可以看出，在屋時間內(nèi)，探測器接收到光的時間在增長」圓盤凸輪的擋光時間也在增長，可以確定圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動速度在減小？在△，時間內(nèi)可以從圖看出有比次擋光，即圓盤轉(zhuǎn)動4周，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動了如周』風(fēng)輪葉片樣過的弛長為(二物履明，葉片轉(zhuǎn)動速率為：v=—,故詵項&B正確口【考點(diǎn)定位】圓周運(yùn)動、線速度、平均速度【方法技巧】先通過圖示判斷圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動速度變化和轉(zhuǎn)動圈數(shù)，再通過圓周運(yùn)動的關(guān)系計算葉片轉(zhuǎn)動速率?！?016?全國新課標(biāo)III卷】如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為W。重力加速度大【答案】AC【解析】質(zhì)點(diǎn)P下滑過程中，重力和摩擦力做功，根據(jù)動能定理可得mgR-W=1mv2，根據(jù)公式a=、，2R、,、,2(mgR-W)聯(lián)立可得a=mR，A正確，B錯誤；在最低點(diǎn)重力和支持力的合力充當(dāng)向心力，摩擦力水平，不……3mgR-2W參與向心力，故根據(jù)牛頓第二定律可得N-mg=ma，代入可得N=r,C正確，D錯誤?！究键c(diǎn)定位】考查了動能定理、圓周運(yùn)動【方法技巧】應(yīng)用動能定理應(yīng)注意的幾個問題：（1）明確研究對象和研究過程，找出始末狀態(tài)的速度；（2）要對物體正確地進(jìn)行受力分析，明確各力做功的大小及正負(fù)情況（待求的功除外）；（3）有些力在物體運(yùn)動過程中不是始終存在的，若物體運(yùn)動過程中包括幾個階段，物體在不同階段內(nèi)的受力情況不同，在考慮外力做功時需根據(jù)情況區(qū)分對待?！?016?浙江卷】如圖所示為賽車場的一個水平“梨形”賽道，兩個彎道分別為半徑R=90m的大圓弧和r=40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心0、O'距離L=100m。賽車沿彎道路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動，要