专题4曲线运动3年高考真题+1年模拟训练-2021年高考物理二轮复习(解析版)

1、专题4曲线运动3年高考真题精练一、单选题1. （2020浙江高考真题）如图所示，钢球从斜槽轨道末端以%的水平速度飞出，经过时间，落在斜靠的 挡板A8中点。若钢球以2%的速度水平飞出，则（）A.下落时间仍为，B.下落时间为2， C.下落时间为" D.落在挡板底端8点【答案】C 【解析】钢球以%飞出后落在K为2L的AB挡板中点,假设挡板丐水平地面的夹角为钢球做平抛运动分解位移：Leos 6 = vorLsin6 = ；g/解得：% =若钢球恰好落在8点，则:2Lcos6 =卬解得:又因为2%匕,所以钢球以2%抛出，落在地面上B点右侧，落地时间与落在8点时间相同，综合上述 分析可知落地时间

2、：故C正确，ABD错误.故选C.2. （2019海南高考真题）如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO'的距离 为已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。 若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（）【答案】B【解析】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：jumg = 解得= 丝，即圆盘转动的最大角速度为,故选B.二、多选题3. （2020海南高考真题）小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为10m/s,水射 出后落到水平地面上.已知枪口离地高度为L25m, g = 10m/s2,忽略空气阻

3、力，则射出的水（）A.在空中的运动时间为0.25sB.水平射程为5mC.落地时的速度大小为15m/sD.落地时竖直方向的速度大小为5m/s【答案】BD【解析】A.根据。得，运动时间 2故A错误：B.水平射程为x = v（）/ = 10x 0.5m = 5 m故B正确；CD.竖直方向分速度为vv = gf = 10 x 0.5m/s = 5m/s水平分速度为匕=v0 = 1 OnVs落地速度为v = Qv； + v： = 5 下m/s故C错误，D正确。故选BD。4. （2020江苏高考真题）如图所示，小球A、B分别从2/和/的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为/和2/。忽略空气

4、阻力，则（）A. A和B的位移大小相等B. A的运动时间是B的2倍C. A的初速度是B的万D. A的末速度比B的大【答案】AD【解析】A.位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得% = J/2+(2/f =邪1 . . =+(2/)2 =后A和B的位移大小相等，A正确：B.平抛运动运动的时间由高度决定，即则A的运动时间是B的遮倍，B错误;C.平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则则A的初速度是B的表,C错误;D.小球A、B在竖直方向上的速度分别为所以可得故选AD.A.运动周期为乎5. （2019.江苏高考真题）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为“ 运动半径

5、为R,角速度大小为如 重力加速度为g,则座舱（）B.线速度的大小为口田C.受摩天轮作用力的大小始终为悔D.所受合力的大小始终为ms生【答案】BD【解析】由于座舱做匀速圆周运动，由公式g号， T吟，故A错误：由圆周运动的线速度与角速度的关系可知.v = a）R,故B正询：由于座舱做匀速圆周运动,所以：泳受到摩天轮的作用力是 k不可能始终为侬，故Cf；片：由匀速明词必动的合力提供向心力可得：七=3玉.故D正确.三、实验题6. （2019.北京高考真题）用如图1所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬 板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从。点飞出，落在水平挡板MN上.由于挡板靠近硬板

6、一侧较低，钢 球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸 上将留下一系列痕迹点.（1）下列实验条件必须满足的有.A.斜槽轨道光滑B,斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为），轴的坐标系.a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于。点，钢球的 （选填“最上端”、"最下端”或 者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”），轴与重锤线 平行.b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在

7、轨迹上取A、B,。三点, AB和BC的水平间距相等且均为x,测得A8和8C的竖直间距分别是n和”，则?1 （选填"大 于“、"等于''或者“小于.可求得钢球平抛的初速度大小为（已知当地重力加速度为g, 结果用上述字母表示）.（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下 笔尖的平抛运动轨迹

8、（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能 射多远，在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体.A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够 大，物体就不再落回地而，它将绕地球运动，成为人造地球卫星.同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因.【答案】BD球心需要大于不与 AB B利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动 知识证明即可【解析】根据平抛运动的规律：水平方向匀

9、速直线运动，竖直方向自由落体运动解答.（1）本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平，即小球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相 同，所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故BD正确：（2） a.平抛运动的起始点应为钢球静置于。点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方 向做自由落体运动，所以在确定.V轴时需要y轴与重锤线平行：b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为1:3:5:7:.可知，由于 y, 1,A点不是抛出点，所以一L>w：设A氏3C间所用的时间为7；竖直方向有：水平方向 ）23（3） A项：细管A始终在水面之下，B就会

10、喷出稳定的细水柱，故可行.A正确B项：用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻的位置即平抛运动的轨迹上的点，平滑连接在一起即为 平抛运动轨迹，所以此方案可行；C项：将铅笔垂直于竖直的白板放轩，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用，所以铅 笔作的不是平抛运动，故此方案不可行；（4）由平抛运动竖直方向运动可知，= 产，时间”后，所以只要高度相同，时间相同，故B正 确：（5）由平抛达动可知，竖直方向：h = gg/,水平方向：X = vor,联立解得：、=另/，即抛出物体的轨迹为抛物线，当抛出的速度越大，在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时， 物体的轨迹从抛物线变为圆.7

11、. （2019.浙江高考真题）采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验（1）实验时需要下列哪个器材A.弹簧秤 B.重锤线 C.打点计时器（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.下列的一些操作要 求，正确的是A.每次必须由同一位置静止释放小球B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触D.记录的点应适当多一些（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片.在 测得X, X2, X3, X4后，需要验证的关系是.已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是一A.与 B

12、.C. D.2T 3TX44T【答案】【解析】ACD x4-x3 =x3-x2 =x2=x D （1）实验时需要重锤线来确定竖直方向，不需要弹簧科和打点计时器，故选B.（2）实验时每次必须由同一位置静止释放小球，以保证小球到达最低点的速度相同，选项A正确:每次不一定严格地等距离下降记录小球位置，选项B错误: 小球运动时不应与木板上的白纸相接触，否则会改变运动轨迹，选项C正确: 记录的点应适当多一些，以减小误差，选项D正确.（3）因相邻两位置的时间间隔相同，则若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，则满足：X4-X3=X3-X2 =X2-X, =x1;由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求

13、得的水平速度误差较小，则用券计算 式求得的水平速度误差较小，故选D.四、解答题8. （2020山东高考真题）单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模 型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为 17.2。某次练习过程中，运动员以vm=10iWs的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCQ滑出 轨道，速度方向与轨道边缘线的夹角。=72.8。，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程 左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2, sin72.8°=0.96, cos72.8

14、°=0.30o 求:（1）运动员腾空过程中离开A。的距离的最大值以（2） M、N之间的距离L o【答案】(1) 4.8 m； (2) 12 m【解析】（1）在M点，设运动员在48CD面内垂直A。方向的分速度为h由运动的分成与分解规律得Vj = vw sin 72.8°设运动员在ABCD而内垂直A。方向的分加速度为w,由牛顿第二定律得/ncosl7.2°=/k/由运动学公式得d = ） 2q联立式，代入数据得J=4.8 m （2）在M点，设运动员在48C。而内平行八。方向的分速度为电，由运动的合成与分解规得V2=v.wcos72.8°设运动员在A5C。而内

15、平行AD方向的分加速度为， 由牛顿第二定律得侬 in 17.2°=/zk/2设腾空时间为，由运动学公式得f=+ 1。2 尸联立©式，代入数据得£=12 m h9. （2018浙江高考真题）在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB和弯曲的细管道BCQ平滑连接组 成，如图所示.小滑块以某一初速度从A点滑上倾角为柒37。的直轨道A8,到达8点的速度大小为2ni/s, 然后进入细管道BCD,从细管道出口。点水平飞出，落到水平而上的G点.已知5点的高度加=L2m, D点的高度/I2=0.8m, D点与G点间的水平距离L=0.4m,滑块与轨道AB间的动摩擦因数"=0.

16、25, sin370= 0.6, cos370= 0.8.1)（1）求小滑块在轨道48上的加速度和在A点的初速度;（2）求小滑块从。点飞出的速度；（3）判断细管道BCD的内壁是否光滑.【答案】（1） 8mls2、6m/s （2） lm/s （3）小滑块动能减小,重力势能也减小,所以细管道BCD内壁 不光滑.【解析】（1）上滑过程中，由牛顿第二定律：nigsinO + fimgcosO = ma ,解得。=8?/$2：由运动学公式v；-vj = -2a<,解得% = 6mlssinO（2）滑块在D处水平飞出，由平抛运动规律L =外=1g/，解得=L/s：2（3）小滑块动能减小，重力势能也减

17、小，所以细管道BCD内壁不光滑10. （2018浙江高考真题）如图1所示是游乐园的过山车，其局部可简化为如图2所示的示意图，倾角 6 = 37。的两平行倾斜轨道8C、QE的下端与水平半圆形轨道C。顺滑连接，倾斜轨道8C的B端高度 /i=24m,倾斜轨道。E与圆弧EF相切于七点，圆弧EE的圆心Q,水平半圆轨道CQ的圆心O?与月点在 同一水平面上，的距离L=20m,质量? = 1000kg的过山车（包括乘客）从5点自静止滑下，经过水 平半圆轨道后，滑上另一倾斜轨道，到达圆弧顶端F时，乘客对座椅的压力为自身重力的0.25倍.已知 过山车在3CQE段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比，比例

18、系数=5，EF段摩擦 不计，整个运动过程空气阻力不计.（sin370 = 0.6, cos37° = 0.8）（1）求过山车过户点时的速度大小；（2）求从8到F整个运动过程中摩擦力对过山车做的功；（3）如图过。点时发现圆轨道EF段有故障，为保证乘客安全，立即触发制动装置，使过山车不能到达EF段并保证不再下滑，则过山车受到的摩擦力至少多大?B【答案】 3Mln/s（2） IV = -7.5x104J（3） Ffm = 6000N【解析】（I）由于已知产点乘客受到的支持力，设圆周运动半径为根据向心力公式dmg - 0.25，g = m r解得 vF = 3>/10m/s（2）由动能

19、定理可知从8点到E点，tnv -0 = mgh _ r） + Wt2解得 W=-7.5x104 j（3）从。到户过程中-mgr - jL/mg cos 0Lcos ） = mv1 - - mv22触发制动后恰好能到达E点对应的摩擦力为F,则-E门 Leos 0 - mgr cos 6 = 0 - ' mv12解得73Fn=x103N = 4.6x103N16要使过山车停在倾斜轨道上的摩擦力为产,2，Ffl = mg sin 0 = 6000N综合考虑可知与=6000N1年高考模拟1.如图，内壁光滑的玻璃管内用长为L的轻绳悬挂一个小球。当玻璃管绕竖直轴以角速度/匀速转动时,小球与玻璃管间

20、恰无压力。下列说法正确的是（）A.仅增加绳长后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力B.仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，需减小”C.仅增加小球质量后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力D.仅增加角速度至o'后，小球将受到玻璃管斜向下方的压力【答案】BD【解析】根据题意可知，mg tan 0 = mrccr = mLsin 0a)2A.仅增加绳长后,小球需要向心力变大，则有离心趋势会挤压管壁右侧，小球受到玻璃管给的斜向下方 的压力，故A错误：B.仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，根据人卜分析F知，需减小g,收BF；C.小球质量可以被约去，所以，增加小球质量，小球仍与管壁间无压

21、力，故C错误:D.仅增加角速度至后，小球需要向心力变大，则仃离心趋势会挤压管壁右侧，小球受到斜向下方的 压力，故D正确。故选BD。2 .如图所示，倾角8 = 30°的斜而体C固定在水平而上。置于斜面上的物块B,通过细绳跨过光滑定滑轮 （滑轮可视为质点）与小球A相连，连接物块B的细绳与斜面平行，滑轮与球A之间的细绳长度为L,物块B与斜而间的动摩擦因数 丁，开始时A、B均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力。现让A在水平面内做匀速圆周运动，物块B始终静止，则A的角速度可能为（）【答案】ABC【解析】开始时A、8均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力,则有% g = m8g sin e解得

22、mB = 2，%当A以最大角速度做圆周运动时，要保证8静止， 此时绳子上的拉力T =sin 6 + 5g cos 0 = 2mAg设人以最大角速度做圆周运动时绳子,j竖直方向的夹角为a，设最大角速度为综，则m.g 1 cosa= = T 2对从受力分析可知，物体A做圆周运动的半径R = Lsin a = -L2向心力为F =7sina = "%g由向心力公式冗=团八&R解得，最大角速度%喑故ABC正确，D错误。故选ABC。3 .如图所示，从高H处的一点O先后平抛两个小球1和2.球1恰好直接掠过竖直挡板的顶端（未相碰） 落到水平地面上的B点，球2则与地面处A点碰撞一次后，也恰好掠过竖直挡板落在B点.设球2与地 面碰撞无机械能损失（类似遵循光的反射定律），则下列说法正确的是（）A.球1平抛的初速度为球2的3倍B.球1掠过挡板的时刻恰好是其做平抛运动从O到B的中间时刻C. A点到挡板的距离是B点到挡板距离的y3D.竖直挡板的高度/? = 一 “ 4【答案】ABD【解析】A项：球2运动轨迹可分为3段相同的平均轨迹，所以球2第一段一平抛的水平位移为/是球1平抛优 迹水平位移占的三分之一，即为=3，