2025屆高考物理：曲線運動限時訓(xùn)練（含解析）

2025屆高考物理：曲線運動限時訓(xùn)練

一、單選題（本大題共5小題）

1.半徑為R半圓形的彎曲面固定放置在水平地面上的C點，。是圓心，AB是水

平直徑，OC是豎直半徑，。是圓弧上的一個小孔，NCOD=60。?，F(xiàn)讓視為質(zhì)點的

小球（直徑略小于小孔。的直徑）從。點水平向右拋出，經(jīng)過。（與小孔無碰）

落到水平地面的E點，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（）

A.小球在。點的速度方向由。指向。

小球在D點的速度大小為運

B.

2

C.小球在O點的速度大小為2暇

R

D.小球由D到E運動的時間為

Vg

2.如圖所示，水平旋轉(zhuǎn)魔盤上的物塊A,當(dāng)魔盤轉(zhuǎn)動的角速度。=6（％>0）時,

物塊A相對轉(zhuǎn)臺靜止。關(guān)于這種情況下物塊A的情況，下列說法正確的是

A.物塊A所受到的摩擦力越來越大

B.物塊A受重力、臺面的支持力、指向圓心的摩擦力

C.物塊A的向心加速度大小可能不變

D.魔盤對物塊A永遠不做功

3.如圖所示，細繩一端固定，另一端系一小球?，F(xiàn)使小球在水平面內(nèi)做勻速圓

周運動，細線與豎直方向的夾角為凡如果繩子變長，細線與豎直方向的夾角（9

保持不變，讓小球在另一個水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則（）

B.細線對小球的拉力變小

C.小球做圓周運動的向心力變大

D.小球的線速度變大

4.下列說法正確的是（）

A.做曲線運動的物體，合力可能是恒力也可能是變力

B.做圓周運動的物體，向心力一定是物體所受的合外力

C.開普勒第一定律指出，太陽處在橢圓軌道的中心

D.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，被譽為"第一個稱出地球質(zhì)量的人"

5.如圖，場地自行車賽道設(shè)計成與水平面保持一定傾角，三位運動員騎自行車

在賽道轉(zhuǎn)彎處做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）

A.三位運動員可能受重力、支持力、向心力的作用

B.三位運動員各自的加速度恒定

C.若此時三位運動員角速度相等，則他們的向心加速度大小關(guān)系滿足

aA>aB>ac

D.若此時三位運動員線速度大小相等，則他們的角速度大小關(guān)系滿足

a)A>a)B>a)c

二、多選題（本大題共3小題）

6.如圖，傾角為37。的斜面體的坡面為矩形45cD,BC邊長為3AB邊長為

0.6/.,某同學(xué)站在坡頂上的A點處，從A點正上方的P點沿水平方向拋出一個小

球，小球剛好落在C點，已知P點離A點高度為0.4L,重力加速度大小為g,不

計空氣阻力，sin370=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是（）

A.小球在空中運動時間為，工

B.小球從P點拋出的初速度大小為瘋

C.小球落到C點時速度大小為2麻

D.小球落到C點時速度與水平方向的夾角的正切值為2

7.如圖，從地面上同一位置斜拋出兩小球甲、乙，分別落在地面上的M、N

點，兩球運動的最大高度相同?？諝庾枇Σ挥嫞瑒t（）

A.甲的初速度比乙的大

B.甲的飛行時間比乙的長

C.甲在最高點的速度比乙在最高點的小

D.甲在落地時的速度比乙在落地時的小

8.質(zhì)量為2kg物塊在水平面上運動，在直角坐標(biāo)系。孫中，其分速度匕和0以隨

時間變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A.物體受到的合力為2N

B.4s時物體的速率為收m/s

C.該物體做勻變速曲線運動

D.。到3s該物體的位移為7后m

三、實驗題（本大題共2小題）

9.學(xué)習(xí)天體相關(guān)知識后，同學(xué)們對地球表面不同地點的重力加速度大小很感興

趣，某學(xué)習(xí)小組想要通過簡單實驗裝置，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。他們設(shè)計了如

圖所示裝置，將拉力傳感器固定在T型支架的端點。，一根不可伸長的細線一端

連接拉力傳感器，另一端系住一個小鋼球，同時在。點的正上方、等高處，正下

方的適當(dāng)位置固定3個光電門A、B、C。將小鋼球拉至細線與豎直方向成一定角

度處，以大小不同的初速度釋放，記下小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動的過程中,

各個拉力傳感器的示數(shù)和小鋼球通過相應(yīng)光電門的擋光時間。

口光電門A

（1）先測鋼球直徑，記為d,再測細線的繩長，這樣就可以得到小鋼球做圓

周運動的半徑，記為,，若在某次操作中，測出小鋼球通過。點正上方最高點處

光電門A的時間為4，此時拉力傳感器示數(shù)片=0,則此時小球速度的大小為

匕=,此處重力加速度表達式為g=o（用d、r、%表示）

（2）實驗中，因缺少測量小鋼球質(zhì)量加的器材，小組同學(xué)提出認真觀察圓心等

高處數(shù)據(jù)來求質(zhì)量機。某次觀察中，某同學(xué)測得小球經(jīng)過圓心等高處的光電門B

擋光時間為弓，對應(yīng)位置拉力傳感器的示數(shù)為B，由此可得小球質(zhì)量的表達式為

m=。（用d、r、t］、工表示）

（3）實驗中，另一位同學(xué)每次操作時，重點讀取。點正下方的數(shù)據(jù)，多次記錄

小球在此位置的擋光時間/和對應(yīng)的拉力傳感器示數(shù)P，多測幾組數(shù)據(jù)后，該同

學(xué)提出了利用圖像法處理數(shù)據(jù)的方案，作歹-2圖像，得到了下圖，則：圖像與

縱軸的截距辦=__________,圖像的斜率左=__________。（用小小心表示）

10.用如圖甲所示的裝置探測風(fēng)速。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收，

當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪帶動凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)（風(fēng)速越大，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)越快），當(dāng)圓

盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時光被擋住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r,每轉(zhuǎn)動"圈

帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈，凸輪擋光一次。若某段時間At內(nèi)探測器接收到的光強

隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。

⑴該時間段內(nèi)，風(fēng)輪葉片的轉(zhuǎn)速逐漸,風(fēng)速逐漸

（均填"增大""減小"或"不變"）

⑵該時間段內(nèi)，風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的平均線速度大小為（用八"、M

表示）。

四、解答題（本大題共2小題）

11.如圖所示，一滑板愛好者總質(zhì)量（包括裝備）為50kg,從以。為圓心，半

徑為R=16m光滑圓弧軌道的A點由靜止開始下滑，到達軌道最低點B后（。8在

同一豎直線上），滑板愛好者沿水平切線飛出做平拋運動，并恰好從C點以平行

斜面方向的速度進入斜面，若到達軌道最低點B時對軌道的壓力為950N,B和C

之間的豎直高度為〃=2.4m,（g=10m/s2）求：

（1）滑板愛好者到達軌道最低點B時的速度；

（2）滑板愛好者從B運動到C的時間；

（3）斜面的傾角

12."旋轉(zhuǎn)飛椅"（圖甲）是游樂場中頗受歡迎的游樂項目，其簡化模型如圖乙所

示。座椅通過鋼索懸掛在水平轉(zhuǎn)盤的邊緣，轉(zhuǎn)盤的半徑R=6m,鋼索長

L=10m,某游客和座椅總質(zhì)量根=80kg。裝置啟動后，轉(zhuǎn)盤拉著游客先向上抬升

〃=2m,然后開始繞豎直軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度緩緩增大，達到設(shè)定值后保持不

變，進入穩(wěn)定狀態(tài)。此時，鋼索與豎直方向夾角6=37。。該游客和座椅構(gòu)成的整

體可視為質(zhì)點，不計所有阻力和鋼索的重力，計算中后取io,g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：

（1）穩(wěn)定后，鋼索的拉力大小F;

（2）穩(wěn)定后，游客繞轉(zhuǎn)軸運動的周期??；

（3）從裝置啟動到穩(wěn)定的過程中，鋼索對該游客和座椅做的功W/。

甲

參考答案

1.【答案】B

【詳解】A.小球從。到。點做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律速度的反向延長線

過水平位移中點，小球從。點拋出，。點的速度方向不可能由。指向D,A錯

誤；

C.小球從。到。點做平拋運動，則有Rcos60°=：g/；,Rsin6(r=%j解得小球

在。點的初速度大小為%=魚瓦，C錯誤；

02

D.根據(jù)上述可以解得，小球由。到。的運動時間％=p從。到E的運動過程

有R=)gg,解得勻=

y,則小球從D到E的運動時間為

’3=’2?%=D錯誤;

B.結(jié)合上述可知，小球在。點的速度大小為u=收+區(qū))2B正確。選

Bo

2.【答案】A

【詳解】A.物塊A逐漸加速，則指向圓心的摩擦力

啟=m02r

隨角速度的增加，切向速度也逐漸增加，則摩擦力越來越大，選項A正確；

B.物塊A受重力、臺面的支持力、因物塊受指向圓心和沿切線方向的摩擦力分

量，則摩擦力方向不是指向圓心，選項B錯誤；

C.物塊A的向心加速度大小

明=療廠

逐漸增加，選項c錯誤；

D.物塊動能增加，則魔盤對物塊A做正功，選項D錯誤。

故選Ao

3.【答案】D

【詳解】A.小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力，A錯誤；

B.根據(jù)題意，對小球受力分析，豎直方向上有歹COS6=7咫，解得/=」嗎，如

COS”

果繩子變長，細線與豎直方向的夾角。保持不變，細線對小球的拉力不變，B錯

誤；

C.根據(jù)題意，對小球受力分析，水平方向上有《=與=%gtan。，如果繩子變

長，細線與豎直方向的夾角，保持不變，小球做圓周運動的向心力不變，C錯

誤；

D.根據(jù)題意，由牛頓第二定律有wigtane=〃2---------,解得v=JgLtan〃sin〃，如

LsinO'

果繩子變長，細線與豎直方向的夾角，保持不變，小球的線速度變大，D正確。

選D。

4.【答案】A

【詳解】A.做曲線運動的物體，合力可能是恒力（平拋）也可能是變力（圓周

運動），A正確；

B.物體只有做勻速圓周運動時，向心力才是物體所受的合外力，B錯誤；

C.開普勒第一定律指出，太陽處在橢圓軌道的一個焦點上，C錯誤；

D.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許測出萬有引力常量G的值，被譽為“第一個

稱出地球質(zhì)量的人"，D錯誤。選A。

5.【答案】C

【詳解】A.三位運動員受重力、支持力，還可能受摩擦力作用，向心力是效果

力，不是物體受的力，選項A錯誤；

B.三位運動員各自的加速度大小相等，但是方向不斷變化，則加速度不是恒定

的，選項B錯誤；

C.若此時三位運動員角速度相等，則根據(jù)。=療心因可知，他們的

向心加速度大小關(guān)系滿足%＞劭＞%，選項c正確；

D.若此時三位運動員線速度大小相等，則。因。＞%＞?，可知，根據(jù)他們

r

的角速度大小關(guān)系滿足均＜結(jié)＜%，選項D錯誤。選C。

6.【答案】AD

【詳解】A.根據(jù)幾何關(guān)系，小球做平拋運動下落的高度//=0.4￡+小,37。=3

運動的時間f=g=#，A項正確；

B.做平拋運動的水平位移x=J（0.6L）2+（Lcos37。）？=L,做平拋運動的初速度大

小％=B項錯誤；

C.根據(jù)機械能守恒機g/z=1■根V?-:相說，v=JggL,C項錯誤；

D.到C點時豎直方向分速度3="還=7^，小球落到C點時速度與水平方向

的夾角的正切值為tana=k=2,D項正確。選AD。

%

7.【答案】CD

【詳解】B.兩個小球在豎直方向均做豎直上拋運動，且最大高度相同，則初速

度的豎直分量相同，兩個小球的飛行時間也相同，B錯誤；

AD.兩個小球在水平方向均做勻速運動，且運動時間相同，乙的水平位移大，則

乙初速度的水平分量比甲的大，而初速度的豎直分量相等，則乙的初速度比甲

大；根據(jù)對稱性，落地速度的大小等于初速度，所以，乙的落地速度比甲大，A

錯誤，D正確；

C.最高點的速度等于初速度的水平分量，所以甲在最高點的速度比乙在最高點

的小，C正確。選CDo

8.【答案】BC

【詳解】A.由圖像可知在x軸物體的加速度為的=A^=?m/s2=lm/s2,由圖

3

像可知在y軸物體的加速度為%='=20血$2=-1向52,物塊的合加速度大小

丫Nt3

為〃=J。」+%?=A/5mzs2,物體受到的合力為_F==2A/^N，A錯誤；

B.根據(jù)圖像可知，4s時物體在x軸的速率為匕4=6m/s,4s時物體在y軸的速

率為%=lm/s,4s時物體的速率為丫4="/+匕；=歷向$,B正確；

C.合加速度與x軸的夾角的正切值為tana=%=-l,初始合速度與x軸的夾角

的正切值為tan￡=.=：,兩者不在同一直線，有一定夾角，所以該物體做勻

匕02

變速曲線運動，C正確；

2+521

D.0到3s該物體在x軸的位移為尤=—「x3=xm,0到3s該物體在y軸的位

移為y=*x3=4m,0到為該物體的位移為s==目丘m,D錯誤。

-22v2

選BCo

9.【答案】（1）-（2）（3）學(xué)宗

【詳解】（1）［1］根據(jù)極短時間的平均速度等于瞬時速度，此時小球速度的大小

2

d、v

為匕=［；［2］小鋼球通過。點正上方最高點，重力提供向心力，則mg=機，，

hr

d2

解得此處重力加速度表達式為目=十；

p

（2）小球經(jīng)過圓心等高處，根據(jù)極短時間的平均速度等于瞬時速度，此時小球

d

速度的大小為%=丁，小球經(jīng)過圓心等高處，繩子拉力提供向心力，則

凡=相攻，小球質(zhì)量的表達式為加=生皂；

2rd2

（3）［1］小鋼球通過。點正下方最低點，根據(jù)牛頓第二定律R-=通過

。點正下方最低點，小球速度的大小為V=—,可得R=吧—+圖像與

trt

Fyi2

縱軸的截距為^=mg=告；⑵圖像的斜率為左="=每］。

八r

^Trrir

10.【答案】⑴減?。粶p小，（2）?

Nt

【詳解】（1）根據(jù)圖乙可知，在凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈的過程中，探測器接收

到光的時間越來越長，說明凸輪圓盤轉(zhuǎn)動速度越來越慢，所以該時間段內(nèi)風(fēng)輪葉

片的轉(zhuǎn)速逐漸減小，風(fēng)速逐漸減小。

（2）根據(jù)圖乙可知，在時間At內(nèi)，凸輪圓盤轉(zhuǎn)動了4圈，所以風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動了

4〃圈，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的平均角速度為G=2=”，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的平均

tA/

、士上d871m'

速率為v=a）r=----

△t

11.【答案】（1）12m/s；（2）空s；（3）30°

5

【詳解】（1）根據(jù)牛頓第三定律得，在B點軌道對物體支持力心=950N,根據(jù)

牛頓第二定律得&r”g=〃z說，到達軌道最低點的速度為為=12m/s

R

（2）從B到C,平拋運動，豎直方向上/7=：g?,從B到C的時間為f=2叵s

（3）豎直方向上與=gf=46i/s,恰好沿斜面方向進入斜面，則有

tan6?=^=—,斜面的傾角。=30°

vB3

12.【答案】（1）1000N；（2）8s；（3）6800J

【詳解】（1）穩(wěn)定后，豎直方向根據(jù)受力平衡可得Fcose=?ig,解得鋼索的拉

力大小為/^IOOON

,4-7F2

（2）穩(wěn)定后，根據(jù)牛頓第二定律可得《igtane=,"1^r,Xr=R+LsvaO=12m,解

得游客繞轉(zhuǎn)軸運動的周期為T=8s

（3）游客繞轉(zhuǎn)軸運動的線速度大小為v=箏=3加m/s,從裝置啟動到穩(wěn)定的

過程中，根據(jù)動能定理可得Wf〃g［/7+L（l-cos，）］=；〃/-0,解得鋼索對該游客

和座椅做的功為W=68OOJ

知識歸納總結(jié)

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2025屆高考物理：曲線運動限時訓(xùn)練解析

一、單選題解析

題目概述：本題考察平拋運動的基本性質(zhì)及運動學(xué)公式的應(yīng)用。

選項A：平拋運動的速度反向延長線過水平位移的中點，故D點速度方向不可能由。指向D,A

錯誤。

選項B：利用平拋運動規(guī)律求解D點速度，結(jié)合幾何關(guān)系得出速度大小表達式，B正確。

選項C、D：通過平拋運動公式計算。點速度和D到E的運動時間，發(fā)現(xiàn)與選項C、D不符，故

C、D錯誤。

題目概述：本題考察圓周運動的基本概念和動力學(xué)分析。

選項A：隨角速度增加，物塊A所受向心力增大，因此摩擦力增大，A正確。

選項B：摩擦力方向并非完全指向圓心，還包含切線方向分量，B錯誤。

選項C：向心加速度隨角速度增大而增大，C錯誤。

選項D：物塊動能增加，說明魔盤對物塊做正功，D錯誤。

題目概述：本題考察勻速圓周運動的動力學(xué)分析和向心力來源。

選項A：向心力不是單獨存在的力，而是由其他力（如拉力和重力）的合力提供，A錯誤。

選項B：繩子變長但夾角不變