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2019-2020年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列 專題05 曲線運(yùn)動(dòng)（含解析） 一、單選題 1．如圖所示，將一質(zhì)量為m的小球從空中O點(diǎn)以速度水平拋出，飛行一段時(shí)間后，小球經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能，不計(jì)空氣阻力，則小球從O到P過程中（） A. 經(jīng)過的時(shí)間為 B. 速度增量為，方向斜向下 C. 運(yùn)動(dòng)方向改變的角度的正切值為 D. 下落的高度為 【答案】A 2．類比是一種常用的研究方法．對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由圖像求位移，由 (力-位移)圖像求做功的方法．請(qǐng)你借鑒此方法分析下列說(shuō)法，其中正確的是（） A. 由 (力-速度)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)速度變化過程中力做功的功率 B. 由 (力-時(shí)間)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)力所做的沖量 C. 由 (電壓-電流)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)的電流變化過程中電流的功率 D. 由 (角速度-半徑)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度 【答案】B 【解析】圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即瞬時(shí)功率，故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不是對(duì)應(yīng)速度變化過程中力做功的功率，A錯(cuò)誤；（力-時(shí)間）圖線和橫軸圍成的面積表示沖量， B正確；由（電壓-電流）圖線，根據(jù)公式可知，根據(jù)與的坐標(biāo)值的乘積，求出對(duì)應(yīng)電流做功的功率，C錯(cuò)誤；圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即線速度；故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不一定等于線速度，D錯(cuò)誤．選B． 3．下列說(shuō)法中正確的是. A. 物體速度變化越大，則其加速度越大 B. 物體的加速度越大，則其速度一定增大 C. 原來(lái)平衡的物體，突然撤去一個(gè)外力，物體可能做曲錢運(yùn)動(dòng)，也可能做直線運(yùn)動(dòng) D. 原來(lái)平衡的物體，突然撤去一個(gè)外力，則一定會(huì)產(chǎn)生加速度且方向與撤去的外力的方向相同 【答案】C 【解析】A項(xiàng)：根據(jù)加速度定義：，可知，物體速度變化越大，則其加速度不一定越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B項(xiàng)：若物體的速度方向與加速度方向相反，即使物體的加速度增大，但其速度仍減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C項(xiàng)：若撤去某一個(gè)力后，其余力的合力與撤去的力等值、反向、共線，若與速度方向不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，若與速度方向共線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)，故C正確； D項(xiàng)：原來(lái)平衡的物體，突然撤去一個(gè)外力，若所剩的其它外力不變，則一定會(huì)產(chǎn)生加速度，且方向與撤去的外力的方向相反，故D錯(cuò)誤。 4．一根光滑金屬桿，一部分為直線形狀并與軸負(fù)方向重合，另一部分彎成圖示形狀，相應(yīng)的曲線方程為。(單位：m)，一質(zhì)量為0.1Kg的金屬小環(huán)套在上面．t=0時(shí)刻從m處以m／s向右運(yùn)動(dòng)，并相繼經(jīng)過的A點(diǎn)和的B點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是 A. 小環(huán)在B點(diǎn)與金屬環(huán)間的彈力大于A點(diǎn)的彈力 B. 小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)的加速度大于A點(diǎn)時(shí)的加速度 C. 小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為20W D. 小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)刻為t=2s 【答案】C 【解析】A、若金屬小環(huán)做平拋運(yùn)動(dòng)，則有，，故平拋運(yùn)動(dòng)軌跡方程與曲線方程一樣，所以金屬小環(huán)做平拋運(yùn)動(dòng)，與金屬環(huán)間的彈力為0，故A錯(cuò)誤； B、金屬小環(huán)做平拋運(yùn)動(dòng)，小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)的加速度等于A點(diǎn)時(shí)的加速度，故B錯(cuò)誤； C、小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)間，所以小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)刻為t=3s，小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，所以小環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為，故C正確，D錯(cuò)誤； 故選C。 5．一質(zhì)量為m的小物塊沿豎直面內(nèi)半徑為R的圓弧軌道下滑，滑到最低點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為v，若小物塊與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)是，則當(dāng)小物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為 A. B. C. D. 【答案】D 6．如圖所示，在傾角為30的斜面上的P點(diǎn)釘有一光滑小鐵釘，以P點(diǎn)所在水平虛線將斜面一分為二，上部光滑，下部粗糙．一繩長(zhǎng)為3R輕繩一端系與斜面O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球恰好能第一次通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)．已知OA與斜面底邊平行，OP距離為2R，且與斜面底邊垂直，則小球從A到B 的運(yùn)動(dòng)過程中（　?。? A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR C. 克服摩擦力做功mgR D. 機(jī)械能減少mgR. 【答案】D 【解析】以小球?yàn)檠芯康膶?duì)象，則小球恰好能第一次通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力為0，小球受到重力與斜面的支持力，重力沿斜面向下的分力恰好充當(dāng)向心力，得： 解得： A到B的過程中，重力與摩擦力做功，設(shè)摩擦力做功為Wf，則解得： A：A到B的過程中，合外力做功等于動(dòng)能的增加，故A錯(cuò)誤。 B：A到B的過程中，重力做功，故B錯(cuò)誤。 C：A到B的過程中，克服摩擦力做功，故C錯(cuò)誤。 D：A到B的過程中，機(jī)械能的變化，即機(jī)械能減小，故D正確。 7．如圖所示，甲、乙兩船在同一河岸邊A、B兩處,兩船船頭方向與河岸均成θ角,且恰好對(duì)準(zhǔn)對(duì)岸邊C點(diǎn)。若兩船同時(shí)開始渡河，經(jīng)過一段時(shí)間t,同時(shí)到達(dá)對(duì)岸，乙船恰好到達(dá)正對(duì)岸的D點(diǎn)。若河寬d、河水流速均恒定，兩船在靜水中的劃行速率恒定，且不影響各自的航行。下列說(shuō)法中正確的是 (　 　) A. 兩船在靜水中的劃行速率不同 B. 甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小 C. 兩船同時(shí)到達(dá)D點(diǎn) D. 河水流速為 【答案】C 【解析】A. 由題意可知，兩船渡河的時(shí)間相等，兩船沿垂直河岸方向的分速度υ1相等，由υ1=υsinθ知兩船在靜水中的劃行速率υ相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B. 乙船沿BD到達(dá)D點(diǎn)，可見河水流速υ水方向沿AB方向，可見甲船不可能到達(dá)到正對(duì)岸，甲船渡河的路程較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C. 由于甲船沿AB方向的位移大小x=(υcosθ+υ水)t=2dtanθ=AB，可見兩船同時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，選項(xiàng)C正確； D. 根據(jù)速度的合成與分解，υ水=υcosθ，而υsinθ=d/t,得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤； 故選：C. 小船過河的速度為船在靜水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求過河時(shí)間需要將船速分解為沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求兩船相遇的地點(diǎn)，需要求出兩船之間的相對(duì)速度，即它們各自沿河岸的速度的和． 8．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度大于，則（） A. 內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有向外的擠壓力 B. 外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有向內(nèi)的擠壓力 C. 內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有向內(nèi)的擠壓力 D. 外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有向外的擠壓力 【答案】B 【解析】火車的重力和軌道對(duì)火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時(shí)，此時(shí)火車的速度正好是，當(dāng)火車火車轉(zhuǎn)彎的速度大于時(shí)，需要的向心力增大，而重力與支持力的合力不變，所以合力小于所需要的向心力，外軌就要對(duì)火車產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的力來(lái)補(bǔ)償一部分向心力，所以此時(shí)外軌對(duì)內(nèi)外側(cè)車輪輪緣有擠壓，ACD錯(cuò)誤，B正確．故選B. 點(diǎn)睛：火車轉(zhuǎn)彎主要是分析清楚向心力的來(lái)源，再根據(jù)速度的變化，可以知道對(duì)內(nèi)軌還是對(duì)外軌由作用力． 9．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為．下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B. 細(xì)繩的拉力提供向心力 C. 越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大 D. 越大，小球運(yùn)動(dòng)的線速度越大 【答案】D 【解析】小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力．故AB錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)周期：，因此越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越小，故C錯(cuò)誤；向心力大小為：，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：，則由牛二定律得：． 得到線速度：．越大，、越大．∴小球運(yùn)動(dòng)的速度越大．故D正確．故選D． 點(diǎn)睛：理解向心力：是效果力，它由某一個(gè)力充當(dāng)，或幾個(gè)力的合力提供，它不是性質(zhì)的力，分析物體受力時(shí)不能分析向心力．同時(shí)，還要清楚向心力的不同的表達(dá)式． 10．如圖所示，紅蠟塊能在玻璃管內(nèi)的水中勻加速上升，若紅蠟塊在從A點(diǎn)勻加速上升的同時(shí)，玻璃管水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的 ( ) A. 直線P B. 曲線Q C. 曲線R D. 無(wú)法確定 【答案】C 【解析】?jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)的合加速度方向水平向右，與合速度的方向不在同一條直線上，所以合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的合力（加速度）大致指向軌跡凹點(diǎn)的一向，知該軌跡為曲線Q．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 點(diǎn)晴：蠟塊參與了豎直方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，判斷合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)看合速度與合加速度在不在同一條直線上，并且曲線運(yùn)動(dòng)的合力（加速度）大致指向軌跡凹點(diǎn)的一向． 11．跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作驚險(xiǎn)而優(yōu)美，其實(shí)滑雪運(yùn)動(dòng)可抽象為物體在斜坡上的平拋運(yùn)動(dòng).如圖所示，設(shè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑雪運(yùn)動(dòng)員從傾角為的斜坡頂端P處，以初速度v0水平飛出，運(yùn)動(dòng)員最后又落到斜坡上A點(diǎn)處，AP之間距離為L(zhǎng)，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，改變初速度v0的大小，L和t都隨之改變.關(guān)于L、 t與v0的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. L與v0成正比 B. L與v0成反比 C. t與v0成正比 D. t與v0成反比 【答案】C 【解析】滑雪運(yùn)動(dòng)可抽象為物體在斜坡上的平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)水平位移x，豎直位移為y，結(jié)合幾何關(guān)系，有：水平方向上：x=Lcosθ=v0t；豎直方向上：y=Lsinθ＝gt2；聯(lián)立可得：，可知t與v0成正比，故C正確，D錯(cuò)誤．L=v02，可知L與v02成正比，故AB錯(cuò)誤．故選C． 12．光滑平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度v通過原點(diǎn)O，v與x軸正方向成α角（如圖所示），與此同時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則 A. 質(zhì)點(diǎn)一定做曲線運(yùn)動(dòng) B. 如果Fy>Fx，質(zhì)點(diǎn)向y軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng) C. 質(zhì)點(diǎn)不可能做直線運(yùn)動(dòng) D. 如果Fyvb>vc　ta>tb>tc B. vavb>vc　tatb>tc 【答案】D 【解析】三個(gè)物體都做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng), 由 可以知道下落的距離最大的物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng), 所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系為 , 以C點(diǎn)所在的平面為水平面,畫一條水平線，三個(gè)球的豎直位移相同,所以它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同, 由可以知道,水平位移大的物體的初速度大, 所以初速度的關(guān)系為所以D選項(xiàng)是正確的 綜上所述本題答案是：D 57．如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球質(zhì)量為m，用不可伸縮的輕質(zhì)細(xì)繩（繩長(zhǎng)為L(zhǎng)）綁著，另一端懸于O點(diǎn)，繩由水平從靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程中（繩與水平的夾角為θ），下列說(shuō)法正確的是（不計(jì)空氣阻力影響） A. 輕繩拉力先增大后減小 B. 小球水平方向的加速度先增后減，且θ=45時(shí)有最大值 C. 小球重力的瞬時(shí)功率一直增加 D. 小球在最低點(diǎn)繩的張力由繩長(zhǎng)和小球質(zhì)量一起決定 【答案】B 【解析】由于下降過程中，小球做圓周運(yùn)動(dòng)，繩子的拉力與重力沿繩子方向的分力充當(dāng)向心力，故有，由于運(yùn)動(dòng)過程中物體的速度一直增大，一直增大，故一直在增大，小球下落過程中機(jī)械能守恒，故，解得，在最低點(diǎn)，故與繩長(zhǎng)無(wú)關(guān)，AD錯(cuò)誤；小球剛開始時(shí)加速度方向豎直向下，水平方向上的加速度為零，到最低點(diǎn)加速度豎直向上，水平方向上的加速度為零，故水平方向上的加速度先增大后減小，，對(duì)求導(dǎo)可得，當(dāng)時(shí)，，即最大，故此時(shí)水平加速度最大，故B正確；剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直方向上的速度為零，到最低點(diǎn)豎直方向上的速度為零，故在豎直方向上的分速度先增大后減小，即重力的功率先增大后減小，C錯(cuò)誤． 58．“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是（ ） A. 在最高點(diǎn)，乘客重力小于座椅對(duì)他的支持力 B. 在最高點(diǎn)，乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力 C. 摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，乘客機(jī)械能始終不變 D. 摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變 【答案】B 【解析】在最高點(diǎn)，乘客的重力和座椅對(duì)乘客的支持力的合力充當(dāng)向心力，方向豎直向下，所以有，即，A錯(cuò)誤B正確；因?yàn)槭亲鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，所以乘客的動(dòng)能不變，但是重力勢(shì)能在變化，所以其機(jī)械能在變化，C錯(cuò)誤；由于乘客的速度大小恒定，方向在變化，即與豎直方向的夾角在變化，所以在豎直方向的分速度在變化，所以重力的瞬時(shí)功率在變化，D錯(cuò)誤． 59．如圖所示，小球沿水平面通過O點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點(diǎn)P，然后落回水平面，不計(jì)一切阻力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A. 小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為R B. 小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為2R C. 小球運(yùn)動(dòng)到半圓弧最高點(diǎn)P時(shí)向心力恰好