2022届高考物理二轮专题训练：曲线运动 WORD版含答案.docx

1、2022高考 专题训练 曲线运动一、单选题1“落叶球”是足球比赛中任意球的一种踢法，如图所示，这是某运动员主罚任意球时踢出快速旋转的“落叶球”在空中运动的轨迹跟正常飞行轨迹相比，“落叶球”会更早地向下落回地面。对“落叶球”在飞行过程中的分析正确的是（）A“落叶球”在空中的运动轨迹是对称的B“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了指向轨迹内侧的空气作用力C“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了沿切线方向的空气阻力D“落叶球”在最高点的瞬时速度为零2如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽，某时刻队伍前排刚到达出口的B端，正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口BC，且不影

2、响跑操队伍，已知学生跑操的速度m/s，出口BC宽度m，则以下说法正确的是（）A体育老师只能沿直线AC到达出口B体育老师可能沿直线AD到达出口C 体育老师的速度一定为1.5m/sD体育老师到达对面出口的时间可能大于2s32022年北京冬季奥运会，将于2022年02月0420日举行。这是我国历史上第一次举办冬季奥运会。其中“跳台滑雪”的滑道由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成。如图所示为某滑雪爱好者从助滑道上滑下，在起跳区末端（A点正上方高h处），第一次以速度水平飞出，经过时间t，落在着陆坡的中点处。已知长为L，滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离为d，若第二次该滑雪者在起跳区末端以的速度水平飞出（不计

3、空气阻力），则（）A 滑雪者在空中飞行时间变为 B 滑雪者在着陆时的速度方向与第一次是平行的C 滑雪者着陆点离A点的距离将变为 D滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离大于4洗手后我们往往都有“甩水”的动作，如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面，A、B、C是甩手动作最后3帧照片指尖的位置。最后3帧照片中，指尖先以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离约为24cm，B、N之间的距离为15cm，相邻两帧之间的时间间隔为0.04s，则指尖（）A经过B点速率约为3m/sB经过B点的角速度约为10rad/sC在BC段的向心加速度约为240m/s

4、2DAB段与BC段相比更容易将水甩出二、多选题5如图所示，倾斜放置的挡板OM与竖直方向的夹角，从O点正下方的A点以的水平初速度向右抛出一个可视为质点的小球，若小球的运动轨迹恰好与挡板上的B点（未画出）相切，取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（）A小球到达B点时的速度大小为20m/s B从A到B过程中，小球的速度变化量为m/sCO、A两点间的距离为5m DO、B两点间的距离为10m6如图所示，内壁光滑的玻璃管内用长为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

5、加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，需减小C改变小球质量后，小球仍不受到玻璃管的弹力D仅增加角速度至后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力7如图甲所示，轻杆一端固定在点，另一端固定一个小球，让小球在竖直平面内做半径为的圆周运动，小球运动到最高点时，受到杆的弹力大小为，速度大小为，其图像如图乙所示，则（）A小球的质量为 B当地的重力加速度大小为C时，小球对杆的弹力方向向上D时，小球受到的弹力大小与重力相等8如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为的滑块连接，穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块和重物连接起来，重物的质量。把滑块从图中点由静止释放后其将沿竖直杆上下运动，当它经过、

6、两点时弹簧弹力大小相等已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮质量和摩擦力，重力加速度为，则滑块从到的过程中，下列说法正确的是（）A滑块与重物的机械能之和先增加后减少 B轻绳对滑块做的功为C对于重物，其重力的功率先增大后减小 D滑块运动到点时速度大小为三、实验题9用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分

7、为钢球和铝球，请回答相关问题：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D演绎法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_的关系。A质量m B角速度 C半径r（3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_；其他条件不变若增大手柄转动的速度，则左右两标尺的示数将_，两标尺示数的比值_（选填：变大、变小

8、或不变）四、解答题10小朋友站在水平地面用水枪发射水柱，枪口距离地面的高度h=1.8m，枪身与地面的夹角=53，水柱恰好落入地面上与枪口水平距离x=10.8m的小孔内。若不计空气阻力和管内水的重力和活塞的重力，已知水枪喷水孔的面积S=4mm2，水枪活塞的面积是喷水孔面积的10倍，活塞受到的阻力f是推力的0.6倍，水的密度水=1.0103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6。求：（1）水从小孔喷出的速度大小v0；（2）推力F的大小。11如图所示，“V”形光滑支架下端用铰链固定于水平地面上，支架两臂与水平面间夹角均为53，“V”形支架的AB臂上套有一根原长

9、为L的轻弹簧，轻弹簧的下端固定于“V”形支架下端，上端与一小球相接触但不连接。已知小球质量为m，支架每臂长为，支架静止时弹簧被压缩了，重力加速度为g。现让小球随支架一起绕中轴线OO以角速度匀速转动。sin53=，cos53=，求：(1)轻弹簧的劲度系数k；(2)轻弹簧恰为原长时，支架的角速度1；(3)当=时轻弹簧弹力的大小。12如图为某玩具的轨道结构示意图，半径R1 = 0.40m的竖直固定圆弧轨道BC、水平直线轨道CD及半径R2 = 0.2m的竖直圆轨道O2平滑连接，固定平台上端A点与B点的高度差h= 0.45m，O1C 与直线轨道垂直，O1B与O1C的夹角= 60。某次游戏中，将小球Q置于

10、直线轨道上，弹射装置将质量m = 0.2kg的小球P自A点以一定初速度水平弹出，恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道，小球P与小球Q碰撞后粘在一起，从D点进入圆轨道。碰撞时间极短，不计一切摩擦，小球可视为质点，重力加速度g取10m/s2.求（1）小球P从A点弹出时的初速度大小；（2）小球P在C点受到圆弧轨道的支持力大小；（3）若小球P、Q未脱离圆轨道O2，求小球Q质量的取值范围。参考答案：1B【详解】A“落叶球”是快速旋转的球，所以在空中的轨迹不是对称的，A错误；BC根据做曲线运动的条件，“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了指向轨迹内侧的空气作用力，C错误B正确；D“落叶球”在最高点的竖直

11、速度为零，水平速度不为零，所以瞬时速度不为零，D错误。故选B。2B【详解】由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队伍,所以将老师的速度分解在平行BC方向和垂直BC方向，在平行与BC方向，老师的速度需要大于等于学生的速度，即学生通过出口的时间所以老师达到对面出口的时间不能大于2s，老师在垂直BC方向的速所以老师的速度当老师垂直BC方向的速度大于，则会在C点右边到达出口，当老师的平行BC的速度为，垂直BC的速度为时，老师沿AD直线到达出口。故B正确，ACD错误。故选B。3D【详解】ABC滑雪者的运动是平抛运动，可以沿斜面建立x轴，垂直斜面建y轴，如图所示y轴上的重力加速度分量都是，由可知y、相同

12、时，减半，t不满足正比关系，故ABC错误；D当速度方向与斜面平行时，物体离斜面最远初速度减半，则平行时的时间t减半，离斜面最远距离故D正确；故选D。4C【详解】A从帧A到帧B的时间间隔是t=0.04s，帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为L=24cm，由题意知其弧长与弦长近似相等，根据线速度的定义有A错误；B NB长约15cm，经过B点的角速度约为B错误；C在BC段的向心加速度约为C正确；D水滴转动过程中需要的向心力为则半径越小需要的向心力越大，需要向心力越大，越容易被甩出，故BC段更容易将水甩出，D错误。故选C。5AC【详解】A当小球的运动轨迹恰好与挡板相切时，小球速度恰好沿OM方向，如图所示

13、，由速度的合成与分解可得小球到达B点时的速度大小为A正确；B小球做平抛运动，仅在竖直方向上存在加速度，小球运动到B点时，其竖直方向上的分速度故小球的速度变化B错误；CD由 联立可得 则由几何关系可知O、A两点间的距离为O、B两点间的距离为C正确，D错误。故选AC。6BC【详解】当玻璃管绕竖直轴以角速度匀速转动时，小球与玻璃管间恰无压力，此时对小球受力分析此时向心力A增加绳长之后，此时小球需要的向心力增大，此时小球有离心的趋势，小球将垂直于右侧管壁挤压管壁，玻璃管会给小球一个斜向下的压力，故A错误；B增加绳长之后，小球做圆周运动的半径增大要保持小球与管壁之间无压力，则小球所需向心力大小不变，半径

14、增大，则需要减小角速度，故B正确；C增加小球质量，此时质量可被约去，小球做圆周运动的半径不变，小球对玻璃管无压力，故玻璃管对小球也无压力，故C正确；D仅增加角速度至后，小球需要的向心力增大，小球有离心的趋势，小球将垂直于右侧管壁挤压管壁，玻璃管会给小球一个斜向下的压力，故D错误。故选BC。7BCD【详解】AB由图乙可知当时，杆对球的弹力恰好为零，此时只受重力，重力提供向心力，有即重力加速当时，向心力为零，杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向，即则小球的质量故A错误，B正确；C根据圆周运动的规律，当时杆对球的弹力为零，当时，有杆对球的弹力方向向上，当时，有杆对球的弹力方向向下，当时，可知杆对小球的

15、弹力方向向下，根据牛顿第三定律，小球对杆的弹力方向向上，故C正确；D当时，有又，所以小球受到的弹力大小故D正确。故选BCD。8ACD【详解】A当P经过、两点时弹簧弹力大小相等，说明弹簧在A点处于压缩状态，B点处于拉伸状态，且形变量相同，因此P运动的过程中，弹簧弹性势能先减小后增大，根据能量守恒定律，滑块与重物的机械能之和先增加后减少，A正确；BP在AB过程中对PQ整体，由动能定理得根据几何关系得根据关联速度得P运动到B点时，Q的速度为0。即。联立得对P在AB过程，根据动能定理得解得故B错误；CQ开始运动时速度为0，重力的瞬时功率为0，当P运动到B点时，Q的速度也为0，重力的瞬时功率为0，故对于

16、重物，其重力的功率先增大后减小，C正确；D根据B选项分析结果得D正确。故选ACD。9C B 12 变大 不变 10（1）10m/s；（2）4.95N【详解】（1）水柱空中运动轨迹如图所示水在水平方向做匀速直线运动水在竖直方向做竖直上抛运动，以竖直向下为正方向，有联立，解得v0=10m/s（2）对极短时间喷出的水，从开始到喷出枪孔，由动能定理，有活塞处的水x=v活塞t又由于活塞处的水质量等于出孔出水的质量，即m=S活塞v活塞t=S孔v0t联立解得F=4.95N11(1)；(2)；(3)【详解】(1)支架静止时，小球处于静止状态，由平衡条件可得解(2)轻弹簧恰为原长时，小球受力如图所示支架的角速度

17、1，由牛顿第二定律可得解得(3)结合(2)的解析可知，当弹簧处于压缩状态，小球受力如图所示竖直方向、水平方向分别满足 联立解得轻弹簧弹力的大小为12（1）；（2）10N；（3）mQ0.053kg或者mQ0.2kg【详解】（1）小球到达B点时的竖直速度则水平速度 （2）小球在B点的速度小球从B到C机械能守恒，则 在C点时解得vC=4m/s （3）小球P与小球Q碰撞后粘在一起，设总质量为M，若不脱离轨道，则若能经过轨道最高点，则从最低点到最高点解得v1=m/s若物体能到达与O2等高的点，则解得v2=2m/s两球碰撞由动量守恒定律当v=v1=m/s时可得mQ0.053kg当v=v2=2m/s时解得mQ=0.2kg则小球Q质量的取值范围是mQ0.053kg或者mQ0.2kg