2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷：專題04 曲線運(yùn)動(dòng)

1、2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷 專題四 曲線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)10 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解（16、18）考點(diǎn)11 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用（712、19）考點(diǎn)12 圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用（1317、20）選擇題（本題共17個(gè)小題，每題4分，共68分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1.如圖所示，直線和是彼此平行且筆直的河岸，若河水不流動(dòng)，小船船頭垂直河岸由A點(diǎn)勻速駛向?qū)Π?，小船的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線P.若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動(dòng)，且整個(gè)河流中水的流速處處相等，現(xiàn)仍保持小船船頭垂直河岸由A點(diǎn)勻加速駛

2、向?qū)Π?，則小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的（ ）A.直線B.曲線QC.曲線SD.直線R2.如圖曲線為一質(zhì)點(diǎn)在恒定合外力作用下運(yùn)動(dòng)的一段軌跡，質(zhì)點(diǎn)由A到B的時(shí)間與質(zhì)點(diǎn)由B到C的時(shí)間相等，已知弧長大于弧長，則下列判斷正確的是（ ）A.該質(zhì)點(diǎn)做非勻變速運(yùn)動(dòng)B.該質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間可能做加速運(yùn)動(dòng)C.兩段時(shí)間內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的速度變化量相等D.兩段時(shí)間內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的速度變化量不相等3.小王和小張學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解后，在一條小河中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。兩人從一側(cè)河岸的同一地點(diǎn)各自以大小恒定的速度向河對岸游去，小王以最短時(shí)間渡河，小張以最短距離渡河，結(jié)果兩人抵達(dá)對岸的地點(diǎn)恰好相同，若小王和小張渡河所用時(shí)間的比值為k，則小王和小張?jiān)?/p>

3、靜水中游泳的速度的比值為（ ）A.kB.C.D.4.如圖所示，一熱氣球在勻加速豎直向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)隨著水平氣流向右勻速運(yùn)動(dòng)，若設(shè)豎直向上為軸正方向，水平向右為軸正方向，則熱氣球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是( )A.B.C.D.5.如圖所示，物體分別穿在豎直固定的直桿上，且物體由輕質(zhì)不可伸長的細(xì)線通過兩定滑輪相連某時(shí)刻物體a有向下的速度，吊住物體c的兩根細(xì)線與豎直方向的夾角分別為和，則物體b的速度大小為（ ）A.B.C.D.以上均錯(cuò)6.如圖所示，重物M沿豎直桿下滑，并通過繩帶動(dòng)小車沿斜面升高當(dāng)滑輪右側(cè)的繩與豎直方向成角，且重物下滑的速率為v時(shí)，小車的速度為（ ）A.B.C.D.7.2019年女排世界杯，中

4、國女排以十一連勝奪冠。如圖為排球比賽場地示意圖，其長度為，寬度，球網(wǎng)高度為。現(xiàn)女排隊(duì)員在底線中點(diǎn)正上方沿水平方向發(fā)球，發(fā)球點(diǎn)高度為，排球做平拋運(yùn)動(dòng)（排球可看做質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力），重力加速度為，則排球( )A從發(fā)球到落地所用時(shí)間為B能過網(wǎng)的最小初速度為C能落在界內(nèi)的最大位移為D能落在界內(nèi)的最大末速度為8.如圖，在距地面高h(yuǎn)的A點(diǎn)以與水平面成的角度斜向上拋出一小球，不計(jì)空氣阻力發(fā)現(xiàn)小球落在右邊板上的落點(diǎn)D與A點(diǎn)等高已知，g取.則下列說法正確的是（ ）A.小球從A到D的水平位移為1.8 mB.小球在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)C.若撤去板，則經(jīng)過D點(diǎn)之后小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)故再經(jīng)0.2 s它將落地

5、D.小球從A到D的時(shí)間是0.6 s9.跳臺滑雪是勇敢者的運(yùn)動(dòng)，它是利用山勢特點(diǎn)建造的一個(gè)特殊跳臺一運(yùn)動(dòng)員穿著專用滑雪板，不帶雪杖，在助滑路上獲得高速后從A點(diǎn)水平飛出，在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸，如圖所示已知可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員水平飛出的速度，山坡看成傾角為的斜面，不考慮空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)員(，)( )A.在空中飛行的時(shí)間為3 sB.落到斜面上時(shí)的位移為60 mC.在空中飛行的平均速度為20 m/sD.落到斜面上時(shí)的速度大小為50 m/s10.小球從A點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一小球從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，兩小球恰好同時(shí)到達(dá)C點(diǎn)，若高為h，且兩小球在C點(diǎn)相遇瞬間速度大小相等，方向成夾角由以上條件可求得

6、( )A.兩小球到達(dá)C點(diǎn)所用時(shí)間之比B.做平拋運(yùn)動(dòng)的小球初速度大小為C.兩點(diǎn)的水平距離為D.兩點(diǎn)的高度差為11.如圖所示,水平地面上不同位置的三個(gè)小球斜上拋,沿三條不同的路徑運(yùn)動(dòng)最終落在同一點(diǎn),三條路徑的最高點(diǎn)是等高的,若忽略空氣阻力的影響,下列說法正確的是()A.沿路徑1拋出的小球落地的速率最大B.沿路徑3拋出的小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長C.三個(gè)小球拋出的初速度豎直分量相等D.三個(gè)小球拋出的初速度水平分量相等12.如圖所示為一半球形的坑,其中坑邊緣兩點(diǎn)與圓心等高且在同一豎直面內(nèi)。現(xiàn)甲、乙兩位同學(xué)分別站在兩點(diǎn),同時(shí)將兩個(gè)小球以的速度沿圖示方向水平拋出,發(fā)現(xiàn)兩球剛好落在坑中同一點(diǎn)Q,已知,忽略空氣阻

7、力。則下列說法正確的是( )A.兩球拋出時(shí)的速韋之比為1:3B.若僅增大,則兩球?qū)⒃诼淙肟又兄跋嘧睠.兩球的初速度無論怎樣變化,只要落在坑中的同一點(diǎn),兩球拋出時(shí)的速率之和不變D.若僅從M點(diǎn)水平拋出小球,改變小球拋出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中13.如圖所示，洗衣機(jī)的脫水筒采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中不正確的是（ ）A.脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的B.水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿较蛐牧艽蟮木壒蔆.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好D.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好14.在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路

8、面與水平面間的夾角為，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，應(yīng)等于（ ）A.B.C.D.15.如圖，兩個(gè)完全相同的小球分別用不可伸長的輕繩懸掛于點(diǎn)，球在一個(gè)豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng)，最大擺角為，球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩與豎直方向的夾角也為，不計(jì)空氣阻力，球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)所受輕繩的拉力與球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受輕繩的拉力大小相等，則等于( )A.B.C.D.16.如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊在水平圓盤上，離圓盤中心距離為r，其與盤面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k倍，重力加速度為g。該物塊隨圓盤一起繞豎直中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )

9、A.圓盤突然停止，則物塊將沿圓周運(yùn)動(dòng)半徑向外滑動(dòng)B.物塊與圓盤之間的摩擦力突然消失，物塊將沿圓周運(yùn)動(dòng)半徑向外滑動(dòng)C.物塊與盤面間不發(fā)生相對滑動(dòng)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度是D.當(dāng)圓盤的運(yùn)動(dòng)周期為時(shí)，圓盤對物塊的摩擦力大小為17.如圖甲所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓形管道的最高點(diǎn)時(shí),管道對小球的彈力與最高點(diǎn)時(shí)的速度平方的關(guān)系如圖乙所示(取豎直向下為正方向)。為通過圓心的一條水平線。不計(jì)小球半徑、管道的粗細(xì),重力加速度為g。則下列說法中正確的是( )A.管道的半徑為B.小球的質(zhì)量為C.小球在下方的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對小球可能有作用力D.小球在上方的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)

10、管壁對小球可能有作用力二、計(jì)算題（共3小題 ，共42分，按題目要求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）18.如圖甲所示，在一端封閉、長約1 m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個(gè)玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右移動(dòng)假設(shè)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，蠟塊在玻璃管內(nèi)每1 s上升的距離都是10 cm，玻璃管向右勻加速平移，每1 s通過的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃

11、管通過的水平位移，時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)（1）請?jiān)趫D乙中畫出蠟塊4 s內(nèi)的軌跡；（2）求出玻璃管向右平移的加速度大??；（3）求時(shí)蠟塊速度v的大小及方向19.有三個(gè)小球，A距地面較高，B其次，C最低兩球在同一豎直線上，相距10 m，如圖所示，三球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，C做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，B做平拋運(yùn)動(dòng)，A做豎直下拋運(yùn)動(dòng)，三個(gè)球初速度相同，5 s后三個(gè)球相遇，不計(jì)空氣阻力，求：（1）三個(gè)球的初速度為多大？（2）開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，B球與C球的水平距離和豎直距離各是多少？20.如圖所示，不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線下方懸掛一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，另一端固定在豎直光滑墻面上的O點(diǎn)。開始時(shí)，小球靜止于A點(diǎn)，現(xiàn)給小球一水平向右的初速度，使其恰

12、好能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。垂直于墻面的釘子N位于過O點(diǎn)豎直線的左側(cè)，與的夾角為，且細(xì)線遇到釘子后，小球繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到釘子正下方時(shí)，細(xì)線剛好被拉斷。已知小球的質(zhì)量為m，細(xì)線的長度為L，細(xì)線能夠承受的最大拉力為為重力加速度。（1）求小球初速度的大小；（2）求小球繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r與的關(guān)系式；（3）在細(xì)線被拉斷后，小球繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，試判斷它能否通過A點(diǎn)。若能，請求出細(xì)線被拉斷時(shí)的值；若不能，請通過計(jì)算說明理由。答案以及解析1.答案：C解析：小船在流動(dòng)的河水中行駛時(shí)，同時(shí)參與兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)，一是沿水流方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，二是沿垂直于河岸方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng);

13、沿垂直于河岸方向小船具有加速度，由牛頓第二定律可知，小船所受的合外力沿該方向;根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡與其所受合外力方向的關(guān)系可知，小船的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)彎向合外力方向，故軌跡只可能是S.即只有選項(xiàng)C正確.2.答案：C解析：質(zhì)點(diǎn)在恒定合外力作用下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，加速度恒定，故是勻變速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由于弧長大于弧長，質(zhì)點(diǎn)由A到B的時(shí)間與質(zhì)點(diǎn)由B到C的時(shí)間相等，故是減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在恒定合外力作用下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，加速度恒定，是勻變速運(yùn)動(dòng)，故相同時(shí)間內(nèi)速度矢量的改變量一定相同，故C正確，D錯(cuò)誤。3.答案：B解析：設(shè)小王和小張?jiān)陟o水中游泳的速度大小分別為和，當(dāng)小王游泳的速度與河岸

14、垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短；小張斜向上游才有可能距離最短，由于小王和小張到達(dá)對岸的地點(diǎn)相同，且此地點(diǎn)并不在出發(fā)地的河正對岸，可見小張?jiān)陟o水中游泳的速度比水的流速要小，要滿足題意，則示意圖如圖所示。由圖可得，解得，即，選項(xiàng)B正確。4.答案：B解析：熱氣球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為水平向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這類似于平拋運(yùn)動(dòng)，熱氣球的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，即B正確。5.答案：B解析：將拉c的繩子速度分解為水平方向和豎直方向，根據(jù)平行四邊形定則，則有，由于物體a有向下的速度，所以物體b的速度大小為，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤；故選B.6.答案：C解析：重物以速度v沿豎直桿下滑，繩子的速率等于小車

15、的速率，將重物的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向的分速度等于繩速將重物的速度按圖示兩個(gè)方向分解，如圖所示，而繩子速率等于小車的速率，則有小車的速率.故選C.7.答案：A解析：A、從發(fā)球到落地所用時(shí)間為t，根據(jù)豎直位移為：，解得：，故A正確；B、排球做平拋運(yùn)動(dòng)，能過網(wǎng)的最小初速度為，此種情況下，水平位移為：,豎直位移為：,聯(lián)立解得：，故B錯(cuò)誤；CD、排球過網(wǎng)而不出界的最大初速度為，此種情況下，排球落到對角線的頂點(diǎn)處，水平位移：，豎直位移：,聯(lián)立解得：，排球做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)豎直分速度為：，能落在界內(nèi)的最大末速度為：，最大位移為：，故CD錯(cuò)誤。故選：A。8.答案：D解析：小球做斜拋

16、運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對稱性可知，在D點(diǎn)的速度與水平方向的夾角也是，在A點(diǎn)，在豎直方向有：水平方向上有：上升到最高點(diǎn)所需時(shí)間為：由對稱性可知，從A到D所需時(shí)間為：，小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，通過的位移為：，故A、B錯(cuò)誤，D正確；若撤去板，則小球從D點(diǎn)做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤9.答案：A解析：運(yùn)動(dòng)員由A到B做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向的位移為：豎直方向的位移為：由可得：，故A正確；由題意可知：聯(lián)立得：，故B錯(cuò)誤；平均速度為：，故C錯(cuò)誤；落到斜面上時(shí)的速度大小為：，故D錯(cuò)誤故選：A10.答案：BD解析：小球從A點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)，下降h過程，時(shí)間：末速度：故平拋的末速度為，與豎直方向成夾角，如圖所

17、示：故初速度：豎直分速度：由，得故，故A錯(cuò)誤，B正確；平拋的豎直分位移：故兩點(diǎn)的高度差為.兩點(diǎn)的水平距離，故C錯(cuò)誤，D正確11.答案：AC解析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,將初速度分解為豎直方向和水平方向的分速度,三個(gè)小球上升高度相同,根據(jù)可知三個(gè)小球沿豎直方向的分速度相同,故C正確;由及對稱性可知,三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,所以B錯(cuò)誤;由于沿路徑1拋出的小球水平位移最大,而運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,可知沿路徑1拋出的小球水平分速度最大,根據(jù)平行四邊形定則可知沿路徑1拋出的小球落地的速率最大,故A正確,D錯(cuò)誤。12.答案：AB解析：根據(jù)幾何關(guān)系知,Q到O點(diǎn)的水平方向的距離等于,所以M的水平位移,N的水平位移

18、為,則落在Q點(diǎn)的水平位移之比為1:3,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則初速度之比為1:3,故A正確;若只增大,而不變,則M運(yùn)動(dòng)的軌跡和落點(diǎn)將向右一些,兩球可在空中相遇,故B正確;要使兩小球落在弧面上的同一點(diǎn),則水平位移之和為,則,落點(diǎn)不同,豎直方向位移就不同,t也不同,所以也不是一個(gè)定值,故C錯(cuò)誤;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論:速度的反向延長線交于水平位移的中點(diǎn),因?yàn)榍蛐腛并不是水平位移的中點(diǎn),所以不可能使小球沿半徑方向落在圓弧上,故D錯(cuò)誤。13.答案：B解析：A項(xiàng)脫水過程中，衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁，故A正確B項(xiàng)水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí)，水滴被甩掉，故B錯(cuò)C項(xiàng)，增大會(huì)使向

19、心力F增大，而轉(zhuǎn)筒有洞，不能提供足夠大的向心力，水滴就會(huì)被甩出去，增大向心力，會(huì)使更多水滴被甩出去故C正確D項(xiàng)中心的衣服，R比較小，角速度一樣，所以向心力小，脫水效果差，故D正確14.答案：B解析：當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí)，汽車受力如圖所示，則有：解得：，故B正確15.答案：C解析：球從最高點(diǎn)擺到最低點(diǎn)，由動(dòng)能定理可知，在最低點(diǎn)有，解得；球做圓周運(yùn)動(dòng)，可知，則，解得，故選C。16.答案：C解析：物塊隨圓盤一起繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需要向心力，而豎直方向物塊受到的重力、支持力不可能提供向心力，向心力只能來源于圓盤對物塊的靜摩擦力。當(dāng)圓盤突然停止時(shí)，物塊由于慣性將沿原運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向做直線運(yùn)動(dòng)，物塊受到的靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，故物塊將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；當(dāng)物塊與圓盤之間的摩擦力突然消失時(shí)，物塊將沿運(yùn)