2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)四曲線運(yùn)動(dòng)

單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(四)曲線運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．[2024·江蘇徐州期中]把試驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)和諧地結(jié)合起來，這是探討物理問題的一種科學(xué)探討方法．下列選項(xiàng)中最符合這種探討方法的是()2.質(zhì)量為m的小明坐在秋千上搖擺到最高點(diǎn)時(shí)的照片如圖所示，對(duì)該時(shí)刻，下列說法正確的是()A．秋千對(duì)小明的作用力小于mgB．秋千對(duì)小明的作用力大于mgC．小明的速度為零，所受合力為零D．小明的加速度為零，所受合力為零3．[2024·河北省部分學(xué)校高三模擬]如圖所示，一汽車過半徑均為50m的圓弧形凹橋和凸橋，在凹橋的最低處和凸橋的最高處的速度大小均為v＝10m/s，取重力加速度大小g＝10m/s2，則在凹橋的最低處和凸橋的最高處汽車對(duì)橋面的壓力大小之比為()A.3∶2B．5∶4C．2∶1D．3∶14.如圖所示．船從A處開出后沿直線AB到達(dá)對(duì)岸．若AB與河岸成37°角，水流速度為4m/s(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，則船從A點(diǎn)開出的最小速度為()A．2m/sB．2.4m/sC．3m/sD．3.5m/s5.如圖所示，一細(xì)繩一端系一小球，另一端固定，給小球不同的初速度，使小球在水平面內(nèi)做角速度不同的圓周運(yùn)動(dòng)，則下列細(xì)繩拉力F、懸點(diǎn)到軌跡圓心高度h、向心加速度a、線速度v與角速度平方ω2的關(guān)系圖像正確的是()6.如圖所示，將板長為L的長木板傾斜放置，傾角為45°，一個(gè)小球在板的上端以大小為v0的初速度水平拋出，結(jié)果小球恰好落在長木板的底端，假如將板的傾角改為30°，要使小球從板的上端水平拋出后也恰好能落在板的底端，則拋出的初速度大小為()A．eq\r(\f(3\r(2),2))v0B．eq\r(\f(3,2))v0C．eq\r(\f(2\r(2),3))v0D．eq\r(\f(\r(2),2))v07.如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個(gè)坑，該坑沿摩托車前進(jìn)方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點(diǎn)比右邊緣b點(diǎn)高0.5h.若摩托車經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E1，它會(huì)落到坑內(nèi)c點(diǎn)，c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E2，該摩托車恰能越過坑到達(dá)b點(diǎn)．eq\f(E2,E1)等于()A．20B．18C．9.0D．3.0二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求)8．機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站進(jìn)行車輛尾氣檢測(cè)的原理如下：車的主動(dòng)輪壓在兩個(gè)相同粗細(xì)的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾動(dòng)圓筒上，可在原地沿前進(jìn)方向加速，然后把檢測(cè)傳感器放入尾氣出口，操作員把車加速到肯定程度，持續(xù)肯定時(shí)間，在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關(guān)參數(shù)．檢測(cè)過程簡圖如圖所示，車軸A的半徑為rA，車輪B的半徑為rB，滾動(dòng)圓筒C的半徑為rC，B與C間不打滑．當(dāng)B以恒定轉(zhuǎn)速n(每秒鐘轉(zhuǎn)n圈)運(yùn)行時(shí)，下列說法正確的是()A．C的邊緣線速度大小為2πnrBB．A、B的角速度大小相等，均為2πn，且A、B沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，C沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．A、B、C的角速度大小相等，均為2πn，且均沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．B、C的角速度的比值為eq\f(rB,rC)9.[2024·雅禮中學(xué)高三(下)第七次月考]如圖所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A，用懸索(不行伸長且重力可忽視不計(jì))救起了傷員B.直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，懸索將傷員B吊起，在某一段時(shí)間內(nèi)，A、B之間的距離l與時(shí)間t的關(guān)系為l＝H－bt2(式中l(wèi)表示傷員到直升機(jī)的距離，H表示起先計(jì)時(shí)時(shí)傷員與直升機(jī)的距離，b是一常數(shù)，t表示傷員上升的時(shí)間)，不計(jì)傷員和繩索受到的空氣阻力．這段時(shí)間內(nèi)從地面上視察，下列推斷正確的是()A．懸索始終保持豎直B．傷員做直線運(yùn)動(dòng)C．傷員做曲線運(yùn)動(dòng)D．傷員的加速度為2b10．[2024·廣東江門3月模擬]2024年2月8日，谷愛凌奪得北京2024年冬奧會(huì)自由式滑雪女子大跳臺(tái)金牌．自由式滑雪賽道示意圖如圖所示，運(yùn)動(dòng)員從較高的坡面滑到A處，再沿水平方向飛離，落到斜坡上的B處，若不計(jì)空氣阻力，只知道水平飛離A處時(shí)的速度v0和斜坡傾角θ，重力加速度為g.則下列說法正確的是()A．不論v0多大運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上的速度方向與豎直方向夾角為肯定值B．不能求出運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間C．可以求出運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上B處時(shí)的速度大小D．可以求出運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上B處時(shí)重力的功率三、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共54分)11．(8分)頻閃攝影是探討變速運(yùn)動(dòng)常用的試驗(yàn)手段．在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔肯定時(shí)間發(fā)出一次短暫的劇烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置．某物理小組利用圖甲所示裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律．他們分別在該裝置正上方A處和右側(cè)正前方B處安裝了頻閃儀器并進(jìn)行了拍攝，得到的頻閃照片如圖乙，O為拋出點(diǎn)，P為運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)．則依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析下列問題(g取10m/s2)：(1)乙圖中，攝像頭A所拍攝的頻閃照片為________[選填“(a)”或“(b)”].(2)測(cè)得圖乙(a)中OP距離為45cm，(b)中OP距離為30cm，則平拋物體的初速度大小應(yīng)為________m/s，小球在P點(diǎn)速度大小應(yīng)為________m/s.12．(6分)如圖甲為探究向心力跟質(zhì)量、半徑、角速度關(guān)系的試驗(yàn)裝置，金屬塊放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)，變更電動(dòng)機(jī)的電壓，可以變更轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速，光電計(jì)時(shí)器可以記錄轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，金屬塊被約束在轉(zhuǎn)臺(tái)的凹槽中，只能沿半徑方向移動(dòng)，且跟轉(zhuǎn)臺(tái)之間的摩擦力很小可以忽視．(1)某同學(xué)為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，須要限制____________和____________兩個(gè)變量保持不變．變更轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)每個(gè)轉(zhuǎn)速由________讀出金屬塊受到的拉力，由光電計(jì)時(shí)器讀出轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝________．(2)上述試驗(yàn)中，該同學(xué)多次變更轉(zhuǎn)速后，記錄一組力與對(duì)應(yīng)周期數(shù)據(jù)，他用圖像法來處理數(shù)據(jù)，結(jié)果畫出了如圖乙所示的圖像，圖線是一條過原點(diǎn)的直線，請(qǐng)你分析他的圖像橫坐標(biāo)x表示的物理量是________，單位是________．(3)為了驗(yàn)證向心力跟半徑、質(zhì)量的關(guān)系，還須要用到的試驗(yàn)器材有____________和____________．13.(15分)如圖所示，一條輕繩長為L＝0.2m，一端連接一個(gè)質(zhì)量m＝2kg的小球，另一端連接一個(gè)質(zhì)量M＝1kg的滑塊．滑塊套在豎直桿上，它與豎直桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)在讓小球繞豎直桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子與桿的夾角θ＝60°，滑塊恰好不下滑，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω的大??；(2)滑塊與豎直桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.14．(9分)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為60kg的滑板運(yùn)動(dòng)員，以v0＝4eq\r(3)m/s的初速度從某一高臺(tái)的A點(diǎn)水平飛出，恰好從光滑圓軌道的B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧(不計(jì)空氣阻力，進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失).已知圓弧的半徑R＝3m，θ＝60°，g取10m/s2，求：(1)A距C點(diǎn)的高度；(2)滑板運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力．15．(16分)假如汽車頂部放置的行李捆綁不夠堅(jiān)固，在急剎車等特別狀況下，行李可能被甩出而造成危急，下面是簡化情境：如圖所示，平頂小車頂部距離地面的高度為h＝1.25m，車頂?shù)拈L度為L＝2.0m，物塊與車頂之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4.物塊放在車頂正中心，但是沒有被固定，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，起先時(shí)小車帶著物塊一起在平直的路面上向右勻速行駛，某時(shí)刻小車突然以大小為a＝6m/s2的加速度急剎車直到停下，物塊從車頂右側(cè)滑落，落地后不再發(fā)生運(yùn)動(dòng)．測(cè)出小車剎車后滑行的痕跡長度為d1＝12m，重力加速度取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力．(1)求小車勻速行駛時(shí)的速度大小v0.(2)物塊和小車都靜止后，求物塊到小車右側(cè)的水平距離d2.(3)若小車剎車的加速度不變，要使物塊不從車頂滑落，則小車剎車前的速度大小，應(yīng)滿意什么條件？單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)（四）1．解析：由于庫侖力與點(diǎn)電荷電荷量和點(diǎn)電荷之間的距離都有關(guān)，所以庫侖探討電荷間的作用力采納限制變量法；由于向心力大小與小球質(zhì)量、小球軌道半徑、小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度都有關(guān)，所以探究向心力大小的影響因素采納限制變量法；探究合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系采納的是等效替代法；伽利略通過斜面試驗(yàn)探討自由落體運(yùn)動(dòng)，把試驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來．選項(xiàng)A正確．答案：A2．解析：小明在蕩秋千經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力、重力供應(yīng)向心力，設(shè)在最高點(diǎn)繩子與豎直方向的夾角為θ，最高點(diǎn)速度為零，所以向心力為零，則F－mgcosθ＝0，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)速度為零，但沿圓周運(yùn)動(dòng)切線方向重力分力為Gx＝mgsinθ，所以合外力不為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：A3．解析：設(shè)汽車的質(zhì)量為m，汽車過圓弧形凹橋時(shí)，有FN－mg＝meq\f(v2,R)，解得FN＝12m（N），依據(jù)牛頓第三定律可得，在凹橋的最低處，汽車對(duì)橋面的壓力大小為12m（N）；汽車過圓弧形凸橋時(shí)，有mg－F′N＝meq\f(v2,R)，解得F′N＝8m（N），依據(jù)牛頓第三定律可得，在凸橋的最高處，汽車對(duì)橋面的壓力大小為8m（N）.故在凹橋的最低處和凸橋的最高處汽車對(duì)橋面的壓力大小之比為3∶2，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．答案：A4．解析：船參加了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，沿船頭指向的分運(yùn)動(dòng)和順?biāo)鞫碌姆诌\(yùn)動(dòng)，其中，合速度v合方向已知，大小未知，順?biāo)鞫碌姆诌\(yùn)動(dòng)v水速度的大小和方向都已知，沿船頭指向的分運(yùn)動(dòng)的速度v船大小和方向都未知．合速度與分速度遵循平行四邊形定則（或三角形定則），如圖，當(dāng)v合與v船垂直時(shí)，v船最小，由幾何關(guān)系得到v船的最小值為：v船＝v水sin37°＝2.4m/s，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B5．解析：設(shè)細(xì)繩長度為L，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩與豎直方向間的夾角為θ，細(xì)繩拉力為F，則有Fsinθ＝mω2Lsinθ，得F＝mω2L，A正確；又mgtanθ＝mω2Lsinθ，得h＝Lcosθ＝eq\f(g,ω2)，B錯(cuò)誤；小球的向心加速度a＝ω2Lsinθ，小球的線速度v＝ωLsinθ，因隨著ω的變更，θ也在變更，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：A6．解析：設(shè)板長為L，當(dāng)板的傾角為45°時(shí)，水平方向上有Lcos45°＝v0t，豎直方向上有Lsin45°＝eq\f(1,2)gt2，所以L＝eq\f(2\r(2)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),g)；當(dāng)板的傾角為30°時(shí)，水平方向上有Lcos30°＝v′0t′，豎直方向上有Lsin30°＝eq\f(1,2)gt′2，所以v′0＝eq\f(\r(3gL),2)，代入得v′0＝eq\r(\f(3\r(2),2))v0，故A正確．答案：A7．解析：摩托車從a到c做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：h＝v1t，豎直方向：h＝eq\f(1,2)gt2，又知E1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，聯(lián)立以上各式得E1＝eq\f(mgh,4)；摩托車從a到b做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：3h＝v2t，豎直方向：0.5h＝eq\f(1,2)gt2，又知E2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，聯(lián)立以上各式得E2＝eq\f(9mgh,2)，所以eq\f(E2,E1)＝18，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B8．解析：由v＝2πnR可知，B的線速度大小為vB＝2πnrB，B、C線速度大小相同，即C的線速度大小為vC＝vB＝2πnrB，B、C角速度與半徑成反比，A正確，D錯(cuò)誤；A、B為主動(dòng)輪，且同軸，角速度大小相等且為2πn，C為從動(dòng)輪，A、B沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，C沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤．答案：AB9．解析：由題給條件可知傷員B在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見傷員B在水平方向所受合力為0，則懸索在水平方向所受合力為0，故懸索始終保持豎直，A正確；由直升機(jī)A和傷員B之間的距離l與時(shí)間t的關(guān)系為l＝H－bt2可知，傷員B在豎直方向上的位移y與時(shí)間t的關(guān)系為y＝bt2，類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可知，傷員B在豎直方向上向上做初速度為0、加速度為2b的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可知傷員B做曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為2b，B錯(cuò)誤，C、D正確．答案：ACD10．解析：運(yùn)動(dòng)員在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上的位移偏轉(zhuǎn)角的正切值為tanθ，由推論做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體在隨意時(shí)刻、任一位置處，其速度方向與水平方向的夾角α和位移方向與水平方向的夾角β的關(guān)系為tanα＝2tanβ，選項(xiàng)A正確；由tanθ＝eq\f(gt,2v0)得運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t＝eq\f(2v0tanθ,g)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上時(shí)在豎直方向的分速度大小為vy＝gt＝2v0tanθ，v0、θ已知，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可以求出運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上B處時(shí)的速度大小，選項(xiàng)C正確；因運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量未知，故無法求出運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上B處時(shí)重力的功率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC11．解析：（1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，故攝像頭A所拍攝的頻閃照片為（b）.（2）豎直方向上y＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2y,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.30s水平方向上v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.3,0.3)m/s＝1m/sP點(diǎn)小球在豎直方向的速度v⊥＝gt＝10×0.3m/s＝3m/s則vP＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(⊥)))＝eq\r(10)m/s.答案：（1）（b）（2）1eq\r(10)12．解析：（1）為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，須要限制金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和金屬塊質(zhì)量兩個(gè)變量保持不變．金屬塊的拉力可由力傳感器干脆測(cè)量，依據(jù)題意知ω＝eq\f(2π,T)；（2）由向心力公式F＝mω2r可得，保持m和r不變，力F與ω2成正比，F(xiàn)-ω2圖線為過原點(diǎn)的一條傾斜直線，所以橫坐標(biāo)表示的物理量是ω2，單位是rad2/s2；（3）還須要用到天平測(cè)金屬塊的質(zhì)量，刻度尺測(cè)量不同轉(zhuǎn)速下金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑．答案：（1）金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑金屬塊質(zhì)量力傳感器eq\f(2π,T)（2）ω2rad2/s2（3）刻度尺天平13．解析：小球受力狀況、滑塊受力狀況如圖所示．（1）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩的拉力和小球的重力的合力供應(yīng)向心力，依據(jù)幾何關(guān)系可得小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝Lsinθ依據(jù)牛頓其次定律有mgtanθ＝mω2R解得ω＝10rad/s.（2）對(duì)小球，在豎直方向有FTcosθ＝mg對(duì)滑塊，在水平方向有FT′sinθ＝FN，F(xiàn)T′＝FT在豎直方向有μFN＝Mg＋FTcosθ解得μ＝eq\f(\r(3),2)答案：（1）10rad/s（2）eq\f(\r(3),2)14．解析：（1）設(shè)到B點(diǎn)時(shí)豎直分速度為v1，則：tan30°＝eq\f(v0,v1)解得v1＝12m/s其中在豎直方向h1＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),2g)＝eq\f(122,2×10)m＝7.2m又h2＝Rcosθ＝1.5mA距C點(diǎn)的高度H＝h1＋R－h(huán)2＝8.7m（2）設(shè)滑板運(yùn)動(dòng)員到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度為vD，則eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋mgH＝mg2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))解得vD＝eq\r(102)m/s由于滑板運(yùn)動(dòng)員通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)應(yīng)滿意eq\f(mv2,R)≥mg，即v≥eq\r(gR)因?yàn)関eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))＝102m2/s2≥gR＝10×3m2/s2＝30m2/s2，所以滑板運(yùn)動(dòng)員能順當(dāng)通過最高點(diǎn)．設(shè)運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)運(yùn)動(dòng)員的壓力為FN，則mg＋FN＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D)),R)解得FN＝1440N，方向豎直向下，由牛頓第三定律可得F′N＝FN＝1440N，方向豎直向上．答案：（1）8.7m（2）1440N，方向豎直向上15．解析：（1）在剎車過程中，對(duì)小車有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2ad1，解得v0＝eq\r(2ad1)＝12m/s.（2）設(shè)物塊滑到車頂右側(cè)邊緣處時(shí)的速度大小為v1，在車頂滑行時(shí)所用時(shí)間為t1，物塊在