2024年高考真題和模擬題物理分類匯編專題04曲線運動（解析版）

專題04曲線運動1.(2024年遼寧卷考題)2.“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見的技巧。如圖，當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動時，球面上P、Q兩點做圓周運動的（）A.半徑相等 B.線速度大小相等C.向心加速度大小相等 D.角速度大小相等【答案】D【解析】由題意可知，球面上P、Q兩點轉(zhuǎn)動時屬于同軸轉(zhuǎn)動，故角速度大小相等，故D正確；A．由圖可知，球面上P、Q兩點做圓周運動的半徑的關(guān)系為，故A錯誤；B．根據(jù)可知，球面上P、Q兩點做圓周運動的線速度的關(guān)系為，故B錯誤；C．根據(jù)可知，球面上P、Q兩點做圓周運動的向心加速度的關(guān)系為，故C錯誤。故選D。2.(2024年湖北考題)3.如圖所示，有五片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi)，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分別在c、d正上方。將青蛙的跳躍視為平拋運動，若以最小的初速度完成跳躍，則它應(yīng)跳到（）A.荷葉a B.荷葉b C.荷葉c D.荷葉d【答案】C【解析】青蛙做平拋運動，水平方向勻速直線，豎直方向自由落體則有可得因此水平位移越小，豎直高度越大初速度越小，因此跳到荷葉c上面。故選C。3.(2024年江蘇卷考題)4.噴泉a、b形成如圖所示的形狀，不計空氣阻力，則噴泉a、b的（）A.加速度相同B.初速度相同C.最高點的速度相同D.在空中的時間相同【答案】A【解析】A．不計空氣阻力，在噴泉噴出的水在空中只受重力，加速度均為重力加速度，故A正確；D．設(shè)噴泉噴出的水豎直方向的分速度為，水平方向速度為，豎直方向，根據(jù)對稱性可知在空中運動的時間可知，D錯誤；BC．最高點的速度等于水平方向的分速度，由于水平方向的位移大小關(guān)系未知，無法判斷最高點的速度大小關(guān)系，根據(jù)速度的合成可知無法判斷初速度的大小，BC錯誤；故選A。4.(2024年江蘇卷考題)10.如圖所示，細(xì)繩穿過豎直的管子拴住一個小球，讓小球在A高度處作水平面內(nèi)的勻速圓周運動，現(xiàn)用力將細(xì)繩緩慢下拉，使小球在B高度處作水平面內(nèi)的勻速圓周運動，不計一切摩擦，則（）A.線速度vA>vB B.角速度ωA<ωBC.向心加速度aA<aB D.向心力FA>FB【答案】BC【解析】CD．設(shè)繩子與豎直方向夾角為θ，對小球受力分析有：Fn=mgtanθ=ma由題圖可看出小球從A高度到B高度θ增大，則由aA<aB，F(xiàn)A><FB，故C正確，D錯誤；AB．再根據(jù)題圖可看出，A、B位置在同一豎線上，則A、B位置的半徑相同，則根據(jù)可得，因增大，l減小，h減小，則有ωA<ωB，線速度大小無法判斷，故A錯誤，B正確。故選BC。5.（2024年廣東卷考題）5.如圖所示，在細(xì)繩的拉動下，半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。卷軸上沿半徑方向固定著長度為l的細(xì)管，管底在O點。細(xì)管內(nèi)有一根原長為、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧底端固定在管底，頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動細(xì)繩時，插銷做勻速圓周運動。若v過大，插銷會卡進固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動停止。忽略摩擦力，彈簧在彈性限度內(nèi)。要使卷軸轉(zhuǎn)動不停止，v的最大值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】有題意可知當(dāng)插銷剛卡緊固定端蓋時彈簧的伸長量為，根據(jù)胡克定律有插銷與卷軸同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，對插銷有彈力提供向心力對卷軸有聯(lián)立解得故選A。6.（2024年江西卷考題）8.一條河流某處存在高度差，小魚從低處向上躍出水面，沖到高處．如圖所示，以小魚躍出水面處為坐標(biāo)原點，x軸沿水平方向，建立坐標(biāo)系，小魚的初速度為，末速度v沿x軸正方向．在此過程中，小魚可視為質(zhì)點且只受重力作用。關(guān)于小魚的水平位置x、豎直位置y、水平方向分速度和豎直方向分速度與時間t的關(guān)系，下列圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】AC．小魚在運動過程中只受重力作用，則小魚在水平方向上做勻速直線運動，即為定值，則有水平位移，故A正確，C錯誤；BD．小魚在豎直方向上做豎直上拋運動，則，且最高點時豎直方向的速度為0，故B錯誤，D正確。故選AD。7.(2024浙江1月考題)8.如圖所示，小明取山泉水時發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍，在地面上平移水桶，水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A。已知桶高為h，直徑為D，則水離開出水口的速度大小為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】設(shè)出水孔到水桶中心距離為x，則落到桶底A點時解得故選C。8.（2024年安徽卷考題）7.在某地區(qū)的干旱季節(jié)，人們常用水泵從深水井中抽水灌溉農(nóng)田，簡化模型如圖所示。水井中的水面距離水平地面的高度為H。出水口距水平地面的高度為h，與落地點的水平距離約為l。假設(shè)抽水過程中H保持不變，水泵輸出能量的倍轉(zhuǎn)化為水被抽到出水口處增加的機械能。已知水的密度為，水管內(nèi)徑的橫截面積為S，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。則水泵的輸出功率約為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】設(shè)水從出水口射出的初速度為，取時間內(nèi)的水為研究對象，該部分水的質(zhì)量為根據(jù)平拋運動規(guī)律解得根據(jù)功能關(guān)系得聯(lián)立解得水泵的輸出功率為故選B。9.（2024年山東卷考題）12.如圖所示，工程隊向峽谷對岸平臺拋射重物，初速度v0大小為20m/s，與水平方向的夾角為30°，拋出點P和落點Q的連線與水平方向夾角為30°，重力加速度大小取10m/s2，忽略空氣阻力。重物在此運動過程中，下列說法正確的是（）A.運動時間為B.落地速度與水平方向夾角為60°C.重物離PQ連線的最遠(yuǎn)距離為10mD.軌跡最高點與落點的高度差為45m【答案】BD【解析】AC．將初速度分解為沿方向分速度和垂直分速度，則有，將重力加速度分解為沿方向分速度和垂直分速度，則有，垂直方向根據(jù)對稱性可得重物運動時間為重物離PQ連線最遠(yuǎn)距離為，故AC錯誤；B．重物落地時豎直分速度大小為則落地速度與水平方向夾角正切值為可得，故B正確；D．從拋出到最高點所用時間為則從最高點到落地所用時間為軌跡最高點與落點的高度差為，故D正確。故選BD。10.（2024年江西卷考題）14.雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項目，其中心傳動裝置帶動轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動。如圖（a）、（b）所示，傳動裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過中心O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點）。轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）在圖（a）中，若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點做半徑為的勻速圓周運動。求與之間夾角的正切值。（2）將圓盤升高，如圖（b）所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后在水平雪地上繞點做半徑為的勻速圓周運動，繩子與豎直方向的夾角為，繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時圓盤的角速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運動，設(shè)此時輕繩拉力為T，轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為m，受力分析可知輕繩拉力沿切線方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動摩擦力平衡，沿徑向方向的分量提供圓周運動的向心力，故可得聯(lián)立解得（2）設(shè)此時輕繩拉力為，沿和垂直豎直向上的分力分別為：，對轉(zhuǎn)椅根據(jù)牛頓第二定律得沿切線方向豎直方向聯(lián)立解得11.(2024年遼寧卷考題)14.如圖，高度的水平桌面上放置兩個相同物塊A、B，質(zhì)量。A、B間夾一壓縮量的輕彈簧，彈簧與A、B不栓接。同時由靜止釋放A、B，彈簧恢復(fù)原長時A恰好從桌面左端沿水平方向飛出，水平射程；B脫離彈簧后沿桌面滑行一段距離后停止。A、B均視為質(zhì)點，取重力加速度。求：（1）脫離彈簧時A、B的速度大小和；（2）物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ；（3）整個過程中，彈簧釋放的彈性勢能。【答案】（1）1m/s，1m/s；（2）0.2；（3）0.12J【解析】（1）對A物塊由平拋運動知識得代入數(shù)據(jù)解得，脫離彈簧時A的速度大小為對AB物塊整體由動量守恒定律解得脫離彈簧時B的速度大小為（2）對物塊B由動能定理代入數(shù)據(jù)解得，物塊與桌面的動摩擦因數(shù)為（3）由能量守恒定律其中，解得整個過程中，彈簧釋放的彈性勢能一、單選題1．（2024·浙江·二模）隨著“第十四屆全國冬季運動會”的開展，各類冰雪運動綻放出冬日激情，下列說法正確的是（）A．評委給花樣滑冰選手評分時可以將運動員看作質(zhì)點B．滑雪比賽中運動員做空中技巧時，處于失重狀態(tài)C．冰壺比賽中刷冰不會影響壓力大小，則滑動摩擦力不變D．短道速滑轉(zhuǎn)彎時是運動員重力的分力充當(dāng)向心力【答案】B【解析】A．評委給花樣滑冰選手評分時看的就是選手的細(xì)節(jié)動作，此時不能看成質(zhì)點，故A錯誤；B．滑雪比賽中運動員做空中技巧時，只受重力，此時有豎直向下的加速度，屬于失重狀態(tài)，故B正確；C．冰壺比賽中刷冰不會影響壓力大小，但是接觸面粗糙程度發(fā)生變化，滑動摩擦力也發(fā)生變化，故C錯誤；D．短道速滑轉(zhuǎn)彎時是運動員與地面間的摩擦力充當(dāng)向心力，故D錯誤。故選B。2．（2021·福建廈門·三模）2021年4月6日，愛國華僑領(lǐng)袖陳嘉庚先生創(chuàng)立的廈門大學(xué)迎來了百年校慶。當(dāng)晚，百架無人機在夜空中排列出“廈門大學(xué)100周年校慶”的字樣。若分別以水平向右、豎直向上為x、y的正方向，某架參演的無人機在x、y方向的圖像分別如圖甲、乙所示，則時間內(nèi)，該無人機的運行軌跡為（）A．B．C．D．【答案】A【解析】由圖可知，在時間內(nèi)，無人機在x方向上向右做勻減速運動，加速度沿x軸負(fù)向，在y方向上做初速度為0的勻加速運動，加速度沿y軸正向，則合力方向沿坐標(biāo)平面的第三象限，根據(jù)合力方向位于軌跡的凹側(cè)，可知無人機的軌跡向上偏轉(zhuǎn)；在時間內(nèi)，無人機在x方向上做勻速運動，在y方向上向上做勻減速運動，加速度沿y軸負(fù)向，合力方向沿y軸負(fù)向，可知無人機的軌跡向下偏轉(zhuǎn)。故選A。3．（2024·重慶·三模）如圖所示，網(wǎng)球比賽中，運動員甲某次在點直線救球倒地后，運動員乙將球從距水平地面上點高度為的點水平擊出，落點為。乙擊球瞬間，甲同時起身沿直線奔跑，恰好在球落地時趕到點。已知，，，網(wǎng)球和運動員甲均可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，則甲此次奔跑的平均加速度大小與當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮≈葹椋?/p>

）A． B． C． D．【答案】A【解析】設(shè)甲此次奔跑的平均加速度大小為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?，對甲有對網(wǎng)球有聯(lián)立可得故選A。4．（2024高三·全國·專題練習(xí)）如圖所示，一塔式起重機正在工作，吊車P沿吊臂向M端水平勻速移動，吊車P和位于其正下方的重物Q通過鋼繩連接，且保持相對靜止。忽略重物Q受到的阻力和鋼繩的質(zhì)量，吊車P到達某位置時突然停止運動，關(guān)于此后Q的運動過程（不超過PM線），下列說法正確的是（）

A．運動到最高點時，重物Q受到的拉力大于自身的重力B．運動到最高點時，繩子最容易斷C．從最低點向上運動的過程中，線速度大小變化得越來越快D．從最低點向上運動的過程中，線速度方向變化得越來越快【答案】C【解析】A．運動到最高點時，設(shè)鋼繩與豎直方向的夾角為θ，則重物Q受到的拉力T＝mgcosθ<mgA錯誤；B．在最低點時，根據(jù)，可知繩子拉力最大，容易斷，B錯誤；CD．從最低點向上運動的過程中，向心加速度越來越小，切向加速度越來越大，線速度大小變化得越來越快，線速度方向變化得越來越慢，選項C正確，D錯誤。故選C。5．（2024·北京通州·一模）如圖所示，某物理興趣小組設(shè)計了驗證“向心力與線速度大小關(guān)系”的實驗裝置。測得小鋼球的直徑為d，細(xì)線長為L，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。小鋼球懸掛靜止不動時，恰好位于光電門中央，力的傳感器示數(shù)為?，F(xiàn)將小鋼球拉到適當(dāng)高度處且細(xì)線拉直，由靜止釋放小鋼球，光電門記錄小鋼球遮光時間t，力的傳感器示數(shù)最大值為，由此可知（

）A．B．小鋼球經(jīng)過光電門時的速度為C．小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為FD．在誤差允許的范圍內(nèi)，本實驗需要驗證小鋼球經(jīng)過光電門時所受合力和所需向心力相等，即【答案】D【解析】ABD.小球靜止不動時，有小球做圓周運動，設(shè)在最低點時（即通過光電門）速度為，有由牛頓第二定律有聯(lián)立得，，故AB錯誤，D正確；C.由牛頓第二定律有小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為，故C錯誤。故選D。6．（2024·遼寧大連·二模）2028年奧運會新增壁球運動項目。如圖所示，運動員從A點將球斜向上擊出，水平擊中墻上B點反彈后又水平飛出，落到C點，豎直，三點在同一水平面上，垂直于AC。不計空氣阻力，球碰撞B點前后的速度大小分別為、，球在AB、BC兩段運動時間分別為、，則正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】CD．依題意，球在AB段做斜拋運動，看成反方向的平拋運動，則有球在BC段做平拋運動，有，聯(lián)立，解得，故C錯誤；D正確；AB．球在AB段水平方向，有球在BC段水平方向，有由圖可知聯(lián)立，解得，故AB錯誤。故選D。7．（2024·湖南·三模）進入冬季后，北方的冰雪運動吸引了許多南方游客。如圖為雪地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)游戲，人乘坐雪圈（人和雪圈總質(zhì)量為50kg，大小忽略不計）繞軸以2rad/s的角速度在水平雪地上勻速轉(zhuǎn)動，已知水平桿長為2m，離地高為2m，繩長為4m，且繩與水平桿垂直。則雪圈（含人）（）A．所受的合外力不變 B．所受繩子的拉力指向圓周運動的圓心C．線速度大小為8m/s D．所需向心力大小為400N【答案】C【解析】A．雪圈（含人）做勻速圓周運動合外力一直指向圓心，方向在時刻發(fā)生變化，因而合外力在不斷變化，故A錯誤；B．根據(jù)圖示可知繩子的拉力沿繩并指向繩收縮的方向，并不是指向圓周運動的圓心的，故B錯誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系可知，雪圈（含人）做勻速圓周運動的半徑為則線速度大小為，故C正確；D．雪圈（含人）所受的合外力提供所需的向心力，則有，故D錯誤。故選C。8．（2024·河北保定·二模）在第19屆杭州亞運會女子排球決賽中，中國女排以3∶0戰(zhàn)勝日本女排，以六戰(zhàn)全勝且一局未失的戰(zhàn)績成功衛(wèi)冕。如圖所示，排球場的寬為d，長為2d，球網(wǎng)高為，發(fā)球員在底線中點正上方的O點將排球水平擊出，排球恰好擦著網(wǎng)落在對方場地邊線上的E點，，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．O點距地面的高度為 B．排球做平拋運動的時間為C．排球擊出時的速度大小為 D．排球著地時的速度大小為【答案】A【解析】AB．排球做平拋運動的軌跡在地面上的投影為，顯然所以排球在左、右場地運動的時間之比為1∶2，設(shè)排球做平拋運動的時間為3t，有解得選項A正確、B錯誤；C．排球擊出時的速度大小，選項C錯誤；D．排球著地時的速度大小，選項D錯誤。故選A。9．（2023·浙江紹興·二模）如圖所示是雜技團一門水平放置的大炮，左前方地面上有一直徑為50m的圓形靶區(qū)，炮口A在靶區(qū)邊緣B點正上方7.2m處且正對靶心正上方C點。BD為靶區(qū)的一條水平直徑，ABOCD五點在同一豎直平面內(nèi)，現(xiàn)保持炮口位置不變，炮管以炮口為圓心水平旋轉(zhuǎn)，所發(fā)射玩具炮彈的速率恒為25m/s。不計炮管口徑的大小及炮彈的大小、空氣阻力，下列說法正確的是（

）A．正對靶心水平射出時炮彈會落到靶心處B．炮管與AC方向平行的位置開始水平轉(zhuǎn)動角度等于時，炮彈將落在靶區(qū)外C．炮管與AC方向平行的位置開始水平轉(zhuǎn)動角度小于時，炮彈一定會落在靶區(qū)內(nèi)D．炮管水平轉(zhuǎn)動角度越大，射出去的炮彈單位時間內(nèi)速度的變化量越大【答案】C【解析】A．由平拋運動規(guī)律聯(lián)立可得，所以正對靶心水平射出時炮彈不會落到靶心處，A錯誤；BC．如圖當(dāng)炮彈恰好落在靶區(qū)邊緣時，速度方向與BD的夾角為，解得故炮管與AC方向平行的位置開始水平轉(zhuǎn)動角度小于時，炮彈一定會落在靶區(qū)內(nèi)，B錯誤，C正確；D．射出去的炮彈單位時間內(nèi)速度的變化量為，即單位時間內(nèi)，速度變化量相等，D錯誤。故選C。10．（2024·陜西·二模）在2023年世界飛鏢錦標(biāo)賽總決賽中，范格文以戰(zhàn)勝威廉姆斯獲得總冠軍。若先后兩次飛鏢的拋出點在同一豎直線上的A、B兩點，將飛鏢沿水平方向拋出后，飛鏢均扎在靶心處，兩飛鏢的軌跡如圖乙中曲線1、2所示，飛鏢扎在靶上瞬間的速度與水平方向的夾角分別為、。已知AB、BO的豎直高度相同，飛鏢可視為質(zhì)點，空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（）A．先后兩次飛鏢在空中的運動時間之比為B．先后兩次飛鏢拋出時的初速度大小之比為C．D．【答案】B【解析】A．由題意，假設(shè)2下落的高度為h，則1下落的高度為2h，豎直方向做自由落體運動，則由公式，得則，所以1，2在空中運動的時間之比為，A錯誤；B．假設(shè)兩飛鏢的初速度分別為、，兩飛鏢的水平位移相同，設(shè)為x，則有解得，B正確；CD．兩飛鏢落在O點的豎直速度分別為又由以上整理得，CD錯誤。故選B。11．（2024·遼寧遼陽·二模）如圖甲所示，客家人口中的“風(fēng)車”也叫“谷扇”，是農(nóng)民常用來精選谷物的農(nóng)具。在同一風(fēng)力作用下，精谷和癟谷（空殼）都從洞口水平飛出，結(jié)果精谷和癟谷落地點不同，自然分開，簡化裝置如圖乙所示。谷粒從洞口飛出后均做平拋運動，落在點的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為，從洞口飛出時的速度大小為；落在點的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為，從洞口飛出時的速度大小為。下列分析正確的是（）A．處是癟谷B．處是精谷：C．處是癟谷D．處是精谷【答案】B【解析】精谷的質(zhì)量大于癟谷的質(zhì)量，在相同的風(fēng)力作用下，癟谷獲得的加速度大于精谷的加速度，加速位移相同，由，癟谷獲得的速度大于精谷的速度。精谷和癟谷從洞口飛出后均做平拋運動，豎直方向位移相同，由得精谷和癟谷平拋運動時間相同。水平方向精谷和癟谷做勻速直線運動，由可知，處是精谷。由，可知精谷和癟谷落地時豎直方向的分速度相等。又，故可得故選B。12．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）雨天野外騎車時，自行車的輪胎上常會黏附一些泥巴。如圖所示，將后輪撐起，用手以周期T勻速搖腳踏板，后輪上一塊質(zhì)量為m的泥巴（可視為質(zhì)點），在隨著后輪輪胎邊緣轉(zhuǎn)動到最低位置A時，恰好飛出。已知大齒輪的邊緣半徑為，大齒輪、小齒輪、后輪輪胎的邊緣半徑之比為3：1：7，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（）A．泥巴離開后輪前做勻速圓周運動，受到的合力不變B．泥巴離開后輪前的線速度大小為C．泥巴從A點飛出前瞬間受到輪胎的作用力大小為D．后輪輪胎邊緣一點與大齒輪邊緣一點的向心加速度大小之比為7：3【答案】C【解析】A．泥巴做勻速圓周運動，受到的合力大小不變、方向在變，錯誤；B．大齒輪邊緣的線速度大齒輪與小齒輪邊緣的線速度大小相等，有，因同軸轉(zhuǎn)動時角速度大小相同，因此小齒輪與后輪的角速度相等，由可得，可得，B錯誤；C．泥巴在最低點時，由牛頓第二定律有，可得，C正確；D．由向心加速度公式可得，后輪輪胎邊緣一點與大齒輪邊緣一點的向心加速度大小之比為，D錯誤。故選C。13．（2022·山東青島·三模）如圖所示，相同的物塊a、b用沿半徑方向的細(xì)線相連放置在水平圓盤上．當(dāng)圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，物塊a、b始終相對圓盤靜止．下列關(guān)于物塊a所受的摩擦力隨圓盤角速度的平方（ω2）的變化關(guān)系正確的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】轉(zhuǎn)動過程中a、b角速度相同。當(dāng)圓盤角速度較小時，a、b由靜摩擦力充當(dāng)向心力，繩子拉力為零，此過程中a、b所需要的摩擦力分別為，因為，故，又因為a、b與平臺的最大靜摩擦力相同，所以隨著角速度增大，b先達到最大靜摩擦力，當(dāng)b達到最大靜摩擦力f0時繩子開始出現(xiàn)拉力，此時對于a、b有，聯(lián)立可得由上述分析可知，繩子拉力出現(xiàn)之前圖像的斜率為，繩子拉力出現(xiàn)之后圖線的斜率為，所以繩子有拉力時圖線斜率變大。故選D。二、多項選擇題14．（2024·福建廈門·三模）將扁平的石子向水面快速拋出，石子可能會在水面上一跳一跳地飛向遠(yuǎn)方，俗稱“打水漂”。石子接觸水面時速度方向與水面的夾角越小，從水面跳起產(chǎn)生的“水漂”效果越明顯。將一石子水平拋出，不計石子在空中飛行時的空氣阻力，為了觀察到明顯的“水漂”效果，則應(yīng)（）A．適當(dāng)增加出手的高度 B．適當(dāng)減小出手的高度C．適當(dāng)增加出手的速度 D．適當(dāng)減小出手的速度【答案】BC【解析】AB．令石子接觸水面時速度方向與水面的夾角為，石子水平拋出的速度為，石子豎直方向做自由落體運動，則有石子接觸水面時，根據(jù)速度分解有，解得可知，出手高度越大，石子接觸水面時速度方向與水面的夾角越大，根據(jù)題意可知，為了觀察到明顯的“水漂”效果，則應(yīng)適當(dāng)減小出手的高度，故A錯誤，B正確；CD．結(jié)合上述可知，石子出手速度越大，石子接觸水面時速度方向與水面的夾角越小，可知，為了觀察到明顯的“水漂”效果，則應(yīng)適當(dāng)增加出手的速度，故C正確，D錯誤。故選BC。15．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）如圖為墨家創(chuàng)制的斜面引重車，在這輛前低后高的板車后端裝一個滑輪，繞過滑輪的細(xì)繩索一端系在后輪軸上，另一端系在低處的重物上，當(dāng)車前進時，繩索在后輪軸上纏繞，重物被牽引而沿車板上升。已知車板的傾角為，車子前進的速度為v，前輪、后輪、后輪軸邊緣點的轉(zhuǎn)動半徑之比為4:12:1，，下列說法正確的是（）A．前輪與后輪的角速度之比為1:3B．重物的水平速度大小為C．重物的豎直速度大小為D．重物的實際速度大小為【答案】BC【解析】A．根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系可得可得，故A錯誤；B．重物相對車板的速度與后輪軸邊緣點的線速度大小相等，后輪軸邊緣點與后輪邊緣點的角速度相同，則重物的水平速度大小為，故B正確；C．重物的豎直速度大小為，故C正確；D．重物的實際速度大小為故D錯誤。故選BC。16．（2024·江西·一模）陶瓷是中華瑰寶，是中華文明的重要名片。在陶瓷制作過程中有一道工序叫利坯，如圖（a）所示，將陶瓷粗坯固定在繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上，用刀旋削，使坯體厚度適當(dāng)，表里光潔。對應(yīng)的簡化模型如圖（b）所示，粗坯的對稱軸與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸重合。當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速恒定時，關(guān)于粗坯上P、Q兩質(zhì)點，下列說法正確的是（

）A．P的角速度大小比Q的大 B．P的線速度大小比Q的大C．P的向心加速度大小比Q的大 D．同一時刻P所受合力的方向與Q的相同【答案】BC【解析】A．由題意可知，粗坯上P、Q兩質(zhì)點屬于同軸轉(zhuǎn)動，故即P的角速度大小跟Q的一樣大，故A錯誤；B．根據(jù)，且，，所以即P的線速度大小比Q的大，故B正確；C．根據(jù)，且，，所以即P的向心加速度大小比Q的大，故C正確；D．因為當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速恒定，所以同一時刻P所受合力的方向與Q的所受的合力方向均指向中心軸，故合力方向不相同，故D錯誤。故選BC。17．（2023·廣東廣州·二模）如圖為某種秋千椅的示意圖，“П”形輕質(zhì)鍋制支架固定在豎直面內(nèi)，沿水平方向，四根等長輕質(zhì)硬桿通過光滑鉸鏈、懸掛長方形勻質(zhì)椅板，豎直面內(nèi)的、為等邊三角形，并繞、沿圖中線來回擺動。已知重力加速度為，椅板的質(zhì)量為，則椅板擺動到最低點時（）A．、兩點角速度相等B．、兩點線速度相同C．受到的拉力等于D．受到的拉力大于【答案】AD【解析】A．、兩點相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，則角速度相等，故A正確；B．、兩點的線速度大小相等，但方向不同，故B錯誤；CD．根據(jù)對稱性可知、受到的拉力大小相等，四根輕桿、、、受到的拉力大小相等，椅板擺動到最低點時，設(shè)此時輕桿與豎直方向夾角為，以椅板為對象，此時椅板具有向上的加速度，椅板所受合力向上，則有以點對象，根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立可得，故C錯誤，D正確。故選AD。18．（2024·江西·一模）如圖甲所示為駝峰過山車通過軌道最低點的示意圖.已知駝峰過山車通過軌道最低點時整體運動速度方向水平向左，大小為v0，通過的軌道是半徑為R的圓弧；過山車是一個半徑為r的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤邊緣上通過兩個相互垂直的直徑上有四個質(zhì)量相等的小孩A、B、C、D，某時刻AB直徑與軌道圓弧的切線平行，轉(zhuǎn)盤以的角速度逆時針轉(zhuǎn)動（俯視）如圖乙所示是轉(zhuǎn)盤放大示意圖。已知，轉(zhuǎn)盤與水平面平行，圓弧軌道處于豎直平面.下列說法正確的是（

）A．A、B小孩相對轉(zhuǎn)盤軸心的速度相同B．四個小孩相對地面的加速度大小均為C．轉(zhuǎn)盤對四個小孩的作用力大小均為D．A、B兩小孩相對地面的速度大小均為【答案】BD【解析】A．A、B兩小孩相對轉(zhuǎn)盤軸心的速度大小均為ωr，但方向不同，故A錯誤；B．圓盤整體相對地面的加速度大小為，方向豎直向上，四個小孩相對轉(zhuǎn)盤軸心的加速度為ω2r，方向水平，相對地面四個小孩的加速度大小為，故B正確；C．轉(zhuǎn)盤對小孩的豎直方向作用力大小為轉(zhuǎn)盤對小孩的作用力大小為，故C錯誤；D．A、B兩小孩相對地面的速度為小孩相對轉(zhuǎn)盤軸心的速度和軸心相對地面水平向左的速度的矢量合，大小均為，故D正確。故選BD。19．（2023·浙江溫州·二模）如圖甲所示，光電編碼器由碼盤和光電檢測裝置組成，電動機轉(zhuǎn)動時，碼盤與電動機旋轉(zhuǎn)軸同速旋轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡轉(zhuǎn)化為平行光，若通過碼盤鏤空的明道照在光敏管上，信號端輸出高電位，反之輸出低電位，兩個光敏管分布在同一半徑上。根據(jù)輸出兩路信號可以測量電動機的轉(zhuǎn)速和判斷旋轉(zhuǎn)方向。從左往右看，內(nèi)、外都均勻分布20個明道的碼盤如圖乙所示，電動機轉(zhuǎn)動時兩信號的圖像如圖丙所示，則（

）A．從左往右看，電動機順時針轉(zhuǎn)動 B．從左往右看，電動機逆時針轉(zhuǎn)動C．電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為 D．電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為【答案】AC【解析】AB．由圖丙可知，在時，信號A開始輸出低電位，此時信號B開始輸出高電位，結(jié)合圖乙可知，從左往右看，電動機順時針轉(zhuǎn)動，故A正確，B錯誤；CD．由圖丙可知，電動機轉(zhuǎn)動的周期為則角速度為根據(jù)可得電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為故C正確，D錯誤。故選AC。三、解答題20．（2024·福建漳州·三模）水車是我國勞動人民利用水能的一項重要發(fā)明。如圖為某景觀水車模型，從槽口水平流出的水，垂直落在與水平面成角的水輪葉面上，輪葉在水流不斷沖擊下轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定時輪葉邊緣線速度與水流沖擊的速度大小近似相等。已知槽口到?jīng)_擊點A所在的水平面距離，水車輪軸到輪葉邊緣的距離為R。忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）水從槽口落到水輪葉面的時間t；（2）槽口處水流的初速度大??；（3）輪葉邊緣上質(zhì)量為m的釘子，隨水車勻速轉(zhuǎn)動時的向心力大小F?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）由平拋運動規(guī)律知，豎直方向解得（2）豎直方向的分速度由平拋運動得解得水流的初速度大小（3）由平拋運動得向心力大小為解得21．（2024高三下·全國·專題練習(xí)）如圖甲所示為公園中旋轉(zhuǎn)“噴泉”噴出水后，水滴下落擊打水面形成層層漣漪的美觀景象。設(shè)旋轉(zhuǎn)“噴泉”的轉(zhuǎn)軸為，多根長度均為r的水管均處于噴泉水面，一端固定在轉(zhuǎn)軸頂端O點，另一端均有一噴嘴，每個噴嘴完全相同都在水管末端且與水平面成相同的傾角，如圖乙所示。若旋轉(zhuǎn)“噴泉”的角速度，水管長度，水以相對于噴嘴的速率噴出，不計水管的粗細(xì)、噴嘴的長度及空氣阻力，已知重力加速度g取，，。求：（1）“噴泉”中的水從噴嘴噴出至落