2022届高考物理二轮复习：专题03曲线运动 WORD版含答案.docx

1、2022届高考物理二轮复习专题03曲线运动基础篇一、单选题，共12小题1（2022全国高三专题练习）由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30匀速转动到60的过程中，下列说法正确的是（）AP点的线速度大小不变BP点的加速度方向不变CQ点在竖直方向做匀速运动DQ点在水平方向做匀速运动2（2022重庆巴蜀中学高一阶段练习）如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左

2、右滑动已知OB杆长为L，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为，当连杆AB与水平方向夹角为，AB杆与OB杆的夹角为时，滑块的水平速度大小为()ABCD3（2022全国高三专题练习）如图所示，船在静水中的速度为v，小船（可视为质点）过河时，船头偏向上游，与水流方向的夹角为，其航线恰好垂直于河岸。现水流速度稍有增大，为保持航线和过河所需时间不变，下列措施可行的是（）A减小，增大船速vB增大，增大船速vC减小，船速v不变D增大，船速v不变4（2022全国高三专题练习）如图所示，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vB帆船朝正西方

3、向航行，速度大小为vC帆船朝南偏东45方向航行，速度大小为D帆船朝北偏东45方向航行，速度大小为5（2022黑龙江汤原县高级中学高一阶段练习）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相同，则小船在静水中的速度大小为（）ABCD6（2020吉林通榆县第一中学校高一阶段练习）如图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为时，下列关于物体A说法正确的是（）A物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力B物体A此时

4、的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力C物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力D物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力7（2022山西太原师范学院附属中学高一阶段练习）铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为，O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（）A1001B1100C1200D20018（2022全国高三专题练习）如图所示，斜面倾角为，在A点以速度将小球水平抛出（小球可

5、以看成质点），小球恰好经过斜面上的小孔，落在斜面底部的点，且为的中点。在A点以速度将小球水平抛出，小球刚好落在点。若小球从运动到的时间为，从A运动到的时间为，则为（）A11B12C23D139（2022全国高三专题练习）“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）A10m/s2B100m/s2C1000m/s2D10000m/s210（2022全国高三专题练习）如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道

6、对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺” 它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率通过A点时，对轨道的压力为其重力的8倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则A强磁性引力的大小B质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力C只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B.两点的压力差恒为D若磁性引力大小恒为2F，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为11（2022全国高三专题练习）质量为m的小明

7、坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（）A秋千对小明的作用力小于B秋千对小明的作用力大于C小明的速度为零，所受合力为零D小明的加速度为零，所受合力为零12（2022全国高三专题练习）如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，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（ ）ABCD二、多选题，共4小题13（2021福建松溪第二中学高三期中）如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球

8、穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（）A小球的高度一定降低B弹簧弹力的大小一定不变C小球对杆压力的大小一定变大D小球所受合外力的大小一定变大14（2022全国高三专题练习）如图所示，一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处，B为轨道最高点，C、D另一端与小球栓接，已知弹簧的劲度系数为，原长为L=2R，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v0，已知重力加速度为g，则（ ）A当v0较小时，小球可能会离开圆轨道B若在则小球会在B、D间脱离圆轨道C只要，小球就能做完整的圆周运动D只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨

9、道间最大压力与最小压力之差与v0无关15（2022广东湛江模拟预测）下列说法正确的是（）A千克、米/秒、牛顿是导出单位B以额定功率运行的汽车，车速越快，牵引力越大C汽车在水平公路上转弯时，车速越快，越容易滑出路面D地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内16（2022山西一模）在O点处固定一力传感器，被测细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。某次小球通过轨道最低点时力传感器的示数为8mg，经过半个圆周通过最高点时力传感器的示数恰好为零。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，则（）A从最低点到最高点的过

10、程中，小球克服空气阻力做的功为5mgrB从最低点到最高点的过程中，小球克服空气阻力做的功为mgrC小球沿圆周轨道运动再次经过最低点时，力传感器的示数小于4mgD小球沿圆周轨道运动再次经过最低点时，力传感器的示数大于4mg三、填空题，共4小题17（2015四川成都一模）某同学采用频闪摄影法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格代表的实际边长为L=2.5cm。由图可求得拍摄时每间隔时间T= _ s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为 _ m/s（取g=10m/s2）。18（2021全国高一课时练习）如图所示，轮O1、O2固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2

11、、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1r2r3=211，则：（1）A、B、C点的线速度大小之比vAvBvC=_；（2）A、B、C点的角速度大小之比ABC=_；（3）A、B、C三点的向心加速度大小之比aAaBaC=_。19（2022福建模拟预测）如图所示，斜面倾角=37，小球从斜面顶端P点以初速度v0水平抛出，刚好落在斜面中点处，小球以初速度2v0水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中时间之比为_；当初速度为v0时，经过时间t=_小球在空中离斜面的距离最远。20（2022上海模拟预测）

12、用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉 O 中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝 S1和 S2进入真空的圆筒C。圆筒 C 可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近_处的银原子速率越大（选填“b”或“e”）；现测出圆筒C 的直径为1m，转动的角速度为 150rad/s，银原子落在玻璃板 G 上的位置到 b 点的弧长为 s，s 约为圆筒周长的 ，可估算银原子速率约为_m/s。四、解答题，共4小题21（2022河南南阳市第六完全学校高级中学高一阶段练习）无人机在距离水平地面高度处，以速度水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为。(1)

13、求包裹释放点到落地点的水平距离；(2)求包裹落地时的速度大小；(3)以释放点为坐标原点，初速度方向为轴方向，竖直向下为轴方向，建立平面直角坐标系，写出该包裹运动的轨迹方程。22（2022全国高三专题练习）跑酷是以日常生活的环境为运动场所的极限运动。质量m=50kg的跑酷运动员，在水平高台上水平向右跑到高台边缘，以的速度从边缘的A点水平向右跳出，运动时间=0.6s后落在一倾角为53的斜面B点，速度方向与斜面垂直。此时运动员迅速转身并调整姿势，以的速度从B点水平向左蹬出，刚好落到斜面的底端C点。假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6。求：（1

14、）运动员从高台边缘跳出的水平速度大小；（2）从B点落到C点的过程中运动员重力做的功W。23（2022全国高三专题练习）如图所示，长为l的轻质细线固定在O1点，细线的下端系一质量为m的小球，固定点O1的正下方0.5l处的P点可以垂直于竖直平面插入一颗钉子，现将小球从细线处于水平状态由静止释放，此时钉子还未插入P点，在B点右下方水平地面上固定有一半径为R=l的光滑圆弧形槽，槽的圆心在O2，D点为最低点，且CO2D=37，重力加速度为g，不计空气阻力(已知sin37=0.6，cos37=0.8) (1)小球运动到B点时的速度大小(2)如果钉子插入P点后，小球仍然从A点静止释放，到达B点时，绳子恰好被

15、拉断，求绳子能承受的最大拉力；(3)在第(2)问的情况下，小球恰好从槽的C点无碰撞地进入槽内，求整个过程中小球对槽的最大压力24（2022全国高三专题练习）如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量为的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平已知长木板的质量，A、B两点距C点的高度分别为，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，g取10m/s2，求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向与水平面夹角的正切值；（2）小物块滑至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小；（

16、3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？参考答案：1A【解析】A由题知杆OP绕O点从与水平方向成30匀速转动到60，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确；B由题知杆OP绕O点从与水平方向成30匀速转动到60，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误；CQ点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为y = lOPsin( + t)则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动，C错误；DQ点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为x = lOPcos( + t) + lPQ则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动，D错

17、误。故选A。2D【解析】根据“连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动”、“滑块的水平速度大小为”可知，本题考查速度的合成与分解问题，根据两物体沿杆方向的速度相等，分别将A、B的速度沿杆和垂直杆分解，列式求解及可设滑块的水平速度大小为v，A点的速度的方向沿水平方向，如图将A点的速度分根据运动的合成与分解可知，沿杆方向的分速度：vA分=vcos，B点做圆周运动，实际速度是圆周运动的线速度，可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度，如图设B的线速度为v则：vB分=vcos=vcos(90)=vsin， v=L又二者沿杆方向的分速度是相等的，即：vA分=vB分联立

18、可得：v=.故D正确，ABC错误故选D3B【解析】要保持航线仍垂直于河岸，过河所需时间不变，必须让船在静水中的速度沿河岸的分量和水速等大反向，船速垂直河岸的分速度（船的实际速度）不变，有所以若不变，增大，则减小，分析可知，增大，v增大，只有B正确。故选B。4D【解析】将帆板视为静止，则可得出船相对于板的速度，再由运动的合成与分解可求得合速度的大小和方向以帆板为参考系，即把帆板看作静止，则帆船相对于帆板有向东的速度v及向北的速度v；由矢量合成可知，二者的合速度，方向北偏东455B【解析】设河宽为d，小船相对静水的速度为，去程时过河的时间为回程的时间由题意知解得故选B。6B【解析】小车沿绳子方向的

19、速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则，物体A的速度vA=vcos小车匀速向右运动时，减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有T-GA=mAa知拉力大于重力故B正确，ACD错误。故选B。7C【解析】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即解得铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即解得则故选C。8B【解析】如图所示对于平抛运动，其运动时间只由高度h决定，不管是以初速度或抛出，其落到斜面底端时间是一样，都为。设从A到E的时间为，由平抛运动规律得同理，从A到的运动根据数学几何问题可知即由于因此即A到E和E到的时间相

20、等，都为A到的时间的一半，又因为从A点抛出，、在同一水平面上，高度相同，时间相同，即故B正确，ACD错误。故选B。9C【解析】纽扣在转动过程中由向心加速度故选C。10D【解析】A.在A点，对质点，由牛顿第二定律有：根据牛顿第三定律有：FAFA8mg联立解得：F8mg故A错误.BC.质点能完成圆周运动，在A点：根据牛顿第二定律有：根据牛顿第三定律有：NANA在B点，根据牛顿第二定律有：根据牛顿第三定律有：NBNB从A点到B点过程，根据机械能守恒定律有：联立解得：NANB6mg故BC错误.D、若磁性引力大小恒为2F，在B点，根据牛顿第二定律：当FB0，质点速度最大，vBvBm 联立解得：故D正确.

21、11A【解析】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有由于小明的速度为0，则有沿垂直摆绳方向有解得小明在最高点的加速度为所以A正确；BCD错误；故选A。12B【解析】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.13BD【解析】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为，则对小球竖直方向而可知为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则即当转速较大时，FN指向转轴即则

22、因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；根据可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。故选BD。14CD【解析】试题分析：B、因弹簧的劲度系数为，原长为L=2R，所以小球始终会受到弹簧的弹力作用，大小为F=k（L-R）=kR=mg，方向始终背离圆心，无论小球在CD以上的哪个位置速度为零，重力在沿半径方向上的分量都小于等于弹簧的弹力（在CD以下，轨道对小球一定有指向圆心的支持力），所以无论v0多大，小球均不会离开圆轨道，故AB错误 C、小球在运动过程中只有重力做功，弹簧的弹力和轨道的支持力不做功，机械能守恒，当运动到最高点速度为零，在最低点的速度最小，有：，所以只

23、要，小球就能做完整的圆周运动， C均正确D、在最低点时，设小球受到的支持力为N，有，解得 ，运动到最高点时受到轨道的支持力最小，设为N，设此时的速度为v,由机械能守恒有 ，此时合外力提供向心力，有 ，联立解得： ,联立得压力差为N=6mg与初速度无关，故D正确故选CD考点：考查向心力、牛顿第二定律、机械能守恒定律【名师点睛】该题涉及到的考点较多，解答中要注意一下几点：1、正确的对物体进行受力分析，计算出沿半径方向上的合外力，利用向心力公式进行列式2、注意临界状态的判断，知道临界状态下受力特点和运动的特点3、熟练的判断机械能守恒的条件，能利用机械能守恒进行列式求解15CD【解析】A千克是国际单位

24、制中基本单位，米/秒、牛顿是导出单位。故A错误；B以额定功率运行的汽车，由PFv可知，车速越快，牵引力越小，故B错误；C在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力，汽车转弯速度越大，需要越大的向心力，由于静摩擦力存在最大值，所以当速度超过一定值时，提供的最大静摩擦力都无法满足需要的向心力时，就会造成事故。故C正确；D人造地球卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，方向指向圆心。所以地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内。故D正确。故选CD。16BD【解析】AB设在最低点的速度为，在最高点的速度为，在最低点和最高点根据牛顿第二定律分别得又从最低点

25、到最高点由动能定理得联立解得故B正确，A错误；CD设再一次到达最低点时速度为，假设摩擦力做功不变，从最高点到最低点根据动能定理得在最低点，根据牛顿第二定律可得由于速度减小，所以摩擦力功小于mgr，所以在再一次到达最低点的速度大于，则拉力大于，故D正确，C错误。故选BD。170.05，1.0【解析】在竖直方向上有其中代入解得水平方向有其中故有18 221 121 241【解析】（1）（2）（3）123由题意可知，根据，可得，所以，根据可得19 【解析】第一次落到斜面中点，假设第二定落到水平面上，根据可知水平方向做匀速直线运动，根据代入数据可知 由于第一次恰好落到斜面中点处，因此第二次一定落到水平

26、面上，假设成立。因此运动时间之比；当小球的速度方向与斜面平行时，小球到斜面的距离最大。即在小球距离斜面最远时，垂直于斜面方向的速度等于零，则有解得20 b 450【解析】由于圆筒C绕A点顺时针转动，由图可判断，落点越靠近b处的银原子速率越大；由于圆筒C转动的角速度为150rad/s，则圆筒C转动的周期为根据银原子落在玻璃板 G 上的位置到 b 点的弧长为 s，s 约为圆筒周长的，则运动的时间为银原子速率约为21(1)；(2)；(3)【解析】(1)包裹脱离无人机后做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则解得水平方向上做匀速直线运动，所以水平距离为(2)包裹落地时，竖直方向速度为落地时速度为(3)

27、包裹做平抛运动，分解位移两式消去时间得包裹的轨迹方程为22（1）v0 =8m/s；（2）【解析】（1）假设运动员刚落在B点时竖直方向的速度为vy，运动员从A点落到B点，有：vy=g t1v0 =vy tan53得v0 =8m/s（2）运动员从B点落到C点，做平抛运动。在此过程中，有：水平位移竖直位移 又 得23（1） （2）5mg（3）11.4mg【解析】(1)小球从A到B运动过程中，根据机械能守恒有：mgl=m-0小球运动到B点时的速度=(2)插入钉子后，小球再次经过B点时有：F-mg=m=解得绳子能承受的最大拉力F=5mg(3)小球从B点开始做平抛运动，在C点时速度方向巧好沿轨道切线方向，

28、即：=小球沿槽运动到最低点时对轨道的压力最大，小球从C到D过程中机械能守恒有：mgR(1-)=m-m在D点有：FN-mg=m解得槽对小球的支持力FN=11.4mg由牛顿第三定律得小球对槽的最大压力为FN=11.4mg，方向竖直向下24（1）m/s，；（2）44.7N；（3）2.6m【解析】（1）物块从A到B做平抛运动，有设在B点竖直方向的速度为，则代入数据解得方向与水平面的夹角为，则（2）从A至C点，由动能定理得设C点受到的支持力为，则有代入数据解得根据牛顿第三定律可知，物块对圆弧轨道C点的压力大小为44.7N.；（3）由题意可知小物块对长木板的摩擦力长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力因所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动，其加速度若到长木板右端时速度刚好为0，则长木板长度至少为