【物理】最新6年高考4年模擬分類匯編：曲線運動

最新6年高考4年模擬：曲線運動近5年來，本考點知識已成為高考的熱點內(nèi)容之一，有時為選擇題，有時以計算題形式出現(xiàn)，重點考查的內(nèi)容有：平拋運動的規(guī)律及其研究方法，圓周運動的角度、線速度、向心加速度，做圓周運動的物體的受力與運動的關(guān)系，同時，還可以與帶電粒子的電磁場的運動等知識進行綜合考查；重點考查的方法有運動的合成與分解，豎直平面內(nèi)的圓周運動應(yīng)掌握最高點和最低點的處理方法第一部分 六年高考題薈萃2010年高考新題12010全國卷18一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時，其速度方向與斜面垂直，運動軌跡如右圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為A BC D【答案】D【解析】如圖平拋的末速度與豎直方向的夾角等于斜面傾角，根據(jù)有：。則下落高度與水平射程之比為，D正確。【命題意圖與考點定位】平拋速度和位移的分解22010天津9（1）如圖所示，在高為h的平臺邊緣水平拋出小球A,同時在水平地面上距臺面邊緣水平距離為s處豎直上拋小球B，兩球運動軌跡在同一豎直平面內(nèi)，不計空氣阻力，重力加速度為g。若兩球能在空中相遇，則小球A的初速度VA應(yīng)大于 A、B兩球初速度之比為 答案：3. 2010上海物理24如圖，三個質(zhì)點a、b、c質(zhì)量分別為、（）.在C的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑之比,則它們的周期之比=_;從圖示位置開始，在b運動一周的過程中，a、b、c共線了_次。【解析】根據(jù)，得,所以，在b運動一周的過程中，a運動8周，所以a、b、c共線了8次。本題考查萬有引力和圓周運動。難度：中等。42010北京22如圖，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從點水平飛出，經(jīng)過3.0羅到斜坡上的點。已知點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角37，運動員的質(zhì)量m=50kg.不計空氣阻力。（取sin37=0.60，cos37=0.80；g取10m/s2）q求（1） A點與O點時的速度大??；（2） 運動員離開0點時的速度大?。唬?） 運動員落到A點時的動能。解析：（1）運動員在豎直方向做自由落體運動，有 A點與O點的距離 （2）設(shè)運動員離開O點的速度為,運動員在水平方向做勻速直線運動，即 解得 （3）由機械能守恒，取A點位重力勢能零點，運動員落到A點的動能為 5. 2010上海物理30如圖，ABC和ABD為兩個光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點距水平面的高度h，C點高度為2h，一滑塊從A點以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。（1）求滑塊落到水平面時，落點與E點間的距離和.（2）為實現(xiàn)，應(yīng)滿足什么條件？解析：（1）根據(jù)機械能守恒，根據(jù)平拋運動規(guī)律：， ,綜合得，（2）為實現(xiàn)，即，得但滑塊從A點以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出，要求，所以。本題考查根據(jù)機械能守恒和平拋運動規(guī)律以及用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力。難度：難。兩年高考精選（20082009）考點1 曲線運動、平拋運動1.（09上海43）右圖為一種早期的自行車，這種下帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計在當(dāng)時主要是為了 （ A ）A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性C.騎行方便 D.減小阻力【答案】A【解析】這種老式不帶鏈條的自行車，驅(qū)動輪在前輪，人蹬車的角速度一定的情況下，線速度，可見自行車的速度就很大，所以A正確。2.（09廣東理科基礎(chǔ)7）滑雪運動員以20ms的速度從一平臺水平飛出，落地點與飛出點的高度差32m。不計空氣阻力，g取10ms2。運動員飛過的水平距離為s，所用時間為t，則下列結(jié)果正確的是 （ B ） As=16m，t=050s Bs=16m，t=080s Cs=20m，t=050s Ds=20m，t=080s 解析：做平拋運動的物體運動時間由高度決定，根據(jù)豎直方向做自由落體運動得。根據(jù)水平方向做勻速直線運動可知，B正確。3.（09天津11） (18分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為.不計空氣阻力，重力加速度為g,求（1）電場強度E的大小和方向； （2）小球從A點拋出時初速度v0的大小;（3）A點到x軸的高度h.答案：（1），方向豎直向上 （2） （3）解析：本題考查平拋運動和帶電小球在復(fù)合場中的運動。（1）小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動，說明電場力和重力平衡（恒力不能充當(dāng)圓周運動的向心力），有 重力的方向豎直向下，電場力方向只能向上，由于小球帶正電，所以電場強度方向豎直向上。（2）小球做勻速圓周運動，O為圓心，MN為弦長，如圖所示。設(shè)半徑為r，由幾何關(guān)系知 小球做勻速圓周運動的向心力由洛侖茲力白日提供，設(shè)小球做圓周運動的速率為v，有 由速度的合成與分解知 由式得 （3）設(shè)小球到M點時的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關(guān)系為 由勻變速直線運動規(guī)律 由式得 4.（09福建20）（15分）如圖所示，射擊槍水平放置，射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上，槍口與目標(biāo)靶之間的距離s=100 m，子彈射出的水平速度v=200m/s，子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放，不計空氣阻力，取重力加速度g為10 m/s2，求：（1）從子彈由槍口射出開始計時，經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶？（2）目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中，下落的距離h為多少？答案：（1）0.5s（2）1.25m解析：本題考查的平拋運動的知識。（1）子彈做平拋運動，它在水平方向的分運動是勻速直線運動，設(shè)子彈經(jīng)t時間集中目標(biāo)靶，則 t= 代入數(shù)據(jù)得 t=0.5s （2）目標(biāo)靶做自由落體運動，則h=代入數(shù)據(jù)得 h=1.25m5.（09四川25） (20分)如圖所示，輕彈簧一端連于固定點O，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，另一端連接一帶電小球P,其質(zhì)量m=210-2 kg,電荷量q=0.2 C.將彈簧拉至水平后，以初速度V0=20 m/s豎直向下射出小球P,小球P到達O點的正下方O1點時速度恰好水平，其大小V=15 m/s.若O、O1相距R=1.5 m,小球P在O1點與另一由細(xì)繩懸掛的、不帶電的、質(zhì)量M=1.610-1 kg的靜止絕緣小球N相碰。碰后瞬間，小球P脫離彈簧，小球N脫離細(xì)繩，同時在空間加上豎直向上的勻強電場E和垂直于紙面的磁感應(yīng)強度B=1T的弱強磁場。此后，小球P在豎直平面內(nèi)做半徑r=0.5 m的圓周運動。小球P、N均可視為質(zhì)點，小球P的電荷量保持不變，不計空氣阻力，取g=10 m/s2。那么，（1）彈簧從水平擺至豎直位置的過程中，其彈力做功為多少？（2）請通過計算并比較相關(guān)物理量，判斷小球P、N碰撞后能否在某一時刻具有相同的速度。(3)若題中各量為變量，在保證小球P、N碰撞后某一時刻具有相同速度的前提下，請推導(dǎo)出r的表達式(要求用B、q、m、表示，其中為小球N的運動速度與水平方向的夾角)。解析：（1）設(shè)彈簧的彈力做功為W，有：代入數(shù)據(jù)，得：WJ （2）由題給條件知，N碰后作平拋運動，P所受電場力和重力平衡，P帶正電荷。設(shè)P、N碰后的速度大小分別為v1和V，并令水平向右為正方向，有: 而： 若P、N碰后速度同向時，計算可得Vv1，這種碰撞不能實現(xiàn)。P、N碰后瞬時必為反向運動。有： P、N速度相同時，N經(jīng)過的時間為，P經(jīng)過的時間為。設(shè)此時N的速度V1的方向與水平方向的夾角為，有： 代入數(shù)據(jù)，得： 對小球P，其圓周運動的周期為T，有： 經(jīng)計算得： T，P經(jīng)過時，對應(yīng)的圓心角為，有： 當(dāng)B的方向垂直紙面朝外時，P、N的速度相同，如圖可知，有： 聯(lián)立相關(guān)方程得： 比較得， ，在此情況下，P、N的速度在同一時刻不可能相同。當(dāng)B的方向垂直紙面朝里時，P、N的速度相同，同樣由圖，有： ，同上得： ，比較得， ，在此情況下，P、N的速度在同一時刻也不可能相同。（3）當(dāng)B的方向垂直紙面朝外時，設(shè)在t時刻P、N的速度相同，再聯(lián)立解得： 當(dāng)B的方向垂直紙面朝里時，設(shè)在t時刻P、N的速度相同，同理得： ，考慮圓周運動的周期性，有: （給定的B、q、r、m、等物理量決定n的取值）6(08廣東理科基礎(chǔ)4)從水平勻速速飛行的直升飛機上向外自由釋放一個物體,不計空氣阻力,在物體下落過程中,下列說法正確的是 ( ) A.從飛機上看,物體靜止B.從飛機上看,物體始終在飛機的后方C.從地面上看,物體做平拋運動D.從地面上看,物體做自由落體運動答案 C解析 從飛機上看物體做自由落體運動,從地面上看物體做平拋運動.7.(08全國14)如圖所示,一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上.物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角滿足 ( )A.tan=sin B.tan=cosC.tan=tan D.tan=2tan答案 D解析 物體做平拋運動,水平方向上的分運動是勻速直線運動,水平分速度為vx=v0,水平分位移x =v0t,豎直方向上做自由落體運動,豎直分速度vy=gt,豎直分位移為,根據(jù)平行四邊形定則和幾何知識得：tantan所以:tan=2tan.8.(08廣東11)某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25 m/s的速度沿水平方向反彈,落地點到墻面的距離在10 m至15 m之間,忽略空氣阻力,取g=10 m/s2,球在墻面上反彈點的高度范圍是 ( ) A. 0.8 m至1.8 m B. 0.8 m至1.6 m C. 1.0 m至1.6 m D. 1.0 m至1.8 m 答案 A 解析 設(shè)球從反彈到落地的時間為t,球在墻面上反彈點的高度為h,球反彈后做平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動.故,所以0.8 m h 1.8 m,故選項A正確,B、 C、D錯誤.9.(08江蘇13)拋體運動在各類體育運動項目中很常見,如乒乓球運動.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題,設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g) (1)若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出,落在球臺的P1(如圖實線所示),求P1點距O點的距離s1;(2)若球在O點正上方以速度v2水平發(fā)出,恰好在最高點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點(如圖虛線所示),求v2的大小;(3)若球在O點正上方水平發(fā)出后,球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處,求發(fā)球點距O點的高度h3.答案 (1) (2) (3)解析 (1)如圖甲所示,設(shè)發(fā)球時飛行時間為t,根據(jù)平拋運動 s1=v1t1 解得s1=v1 (2)如圖甲所示,設(shè)發(fā)球高度為h2,飛行時間為t2,同理根據(jù)平拋運動 甲h2=,且h2=h,2s2=L 得v2= (3)如圖乙所示,設(shè)發(fā)射高度為h3,飛行時間為t3,同理根據(jù)平拋運動得h3=且3s3=2L設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到最高點的時間為t,水平距離為l,有h3-h=由幾何關(guān)系知,s3 + l =L 乙解得h3= 考點2 運動的合成與分解10.（09廣東理科基礎(chǔ)6）船在靜水中的航速為v1，水流的速度為v2。為使船行駛到河正對岸的碼頭，則v1相對v2的方向應(yīng)為 （ C ）解析：根據(jù)運動的合成與分解的知識,可知要使船垂直達到對岸即要船的合速度指向?qū)Π?。根?jù)平行四邊行定則，C能。11.（09廣東理科基礎(chǔ)16）如圖所示，一帶負(fù)電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是（ C ）A粒子在M點的速率最大B粒子所受電場力沿電場方向C粒子在電場中的加速度不變D粒子在電場中的電勢能始終在增加解析：根據(jù)做曲線運動物體的受力特點合力指向軌跡的凹一側(cè),再結(jié)合電場力的特點可知粒子帶負(fù)電，即受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯；從N到M電場力做負(fù)功，減速，電勢能在增加，當(dāng)達到M點后電場力做正功加速電勢能在減小則在M點的速度最小A錯，D錯；在整個過程中只受電場力，根據(jù)牛頓第二定律加速度不變?？键c3 圓周運動12. (09廣東文科基礎(chǔ)57) 圖7所示是一個玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三個點。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是 （ B ） Aa、b和c三點的線速度大小相等 Ba、b和c三點的角速度相等Ca、b的角速度比c的大 Dc的線速度比a、b的大13.（09安徽24）（20分）過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑、。一個質(zhì)量為kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以的初速度沿軌道向右運動，A、B間距m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取，計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求 （1）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大?。?（2）如果小球恰能通過第二圓形軌道，B、C間距應(yīng)是多少； （3）在滿足（2）的條件下，如果要使小球不能脫離軌道，在第三個圓形軌道的設(shè)計中，半徑應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點與起點的距離。答案：（1）10.0N；（2）12.5m(3) 當(dāng)時， ；當(dāng)時， 解析：（1）設(shè)小于經(jīng)過第一個圓軌道的最高點時的速度為v1根據(jù)動能定理 小球在最高點受到重力mg和軌道對它的作用力F，根據(jù)牛頓第二定律 由得 （2）設(shè)小球在第二個圓軌道的最高點的速度為v2，由題意 由得 （3）要保證小球不脫離軌道，可分兩種情況進行討論：I軌道半徑較小時，小球恰能通過第三個圓軌道，設(shè)在最高點的速度為v3，應(yīng)滿足 由得 II軌道半徑較大時，小球上升的最大高度為R3，根據(jù)動能定理 解得 為了保證圓軌道不重疊，R3最大值應(yīng)滿足 解得 R3=27.9m綜合I、II，要使小球不脫離軌道，則第三個圓軌道的半徑須滿足下面的條件 或 當(dāng)時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L，則 當(dāng)時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L，則 14.（09浙江24）（18分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定功率P=1.5w工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N，隨后在運動中受到的阻力均可不記。圖中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？（取g=10 ）答案：2.53s解析：本題考查平拋、圓周運動和功能關(guān)系。設(shè)賽車越過壕溝需要的最小速度為v1，由平拋運動的規(guī)律 解得 設(shè)賽車恰好越過圓軌道，對應(yīng)圓軌道最高點的速度為v2，最低點的速度為v3，由牛頓第二定律及機械能守恒定律 解得 m/s通過分析比較，賽車要完成比賽，在進入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是 m/s設(shè)電動機工作時間至少為t，根據(jù)功能原理 由此可得 t=2.53s15.（09廣東物理17）（20分）（1）為了清理堵塞河道的冰凌，空軍實施了投彈爆破，飛機在河道上空高H處以速度v0水平勻速飛行，投擲下炸彈并擊中目標(biāo)。求炸彈剛脫離飛機到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離及擊中目標(biāo)時的速度大小。（不計空氣阻力）（2）如圖17所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊。求當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點受到的摩擦力和支持力的大??；當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的 角速度。解析：炸彈作平拋運動，設(shè)炸彈脫離飛機到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離為x, 聯(lián)立以上各式解得設(shè)擊中目標(biāo)時的豎直速度大小為vy，擊中目標(biāo)時的速度大小為v 聯(lián)立以上各式解得當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點時受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡條件得 摩擦力的大小 支持力的大小當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其所受到的摩擦力為零時，物塊在筒壁A點時受到的重力和支持力作用，它們的合力提供向心力，設(shè)筒轉(zhuǎn)動的角速度為有 由幾何關(guān)系得 聯(lián)立以上各式解得16.（08寧夏理綜30）圖示為某一皮帶傳動裝置.主動輪的半徑為r1,從轉(zhuǎn)動的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑,下列說法正確的是 ( )A.從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B.從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C.從動輪的轉(zhuǎn)速為 D.從動輪的轉(zhuǎn)速為答案 BC解析 因為皮帶不打滑,兩輪緣上各點的線速度等大,各點做圓周運動的速度方向為切線方向,則皮帶上的M、N點均沿MN方向運動,從動輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,B對A錯.根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式：v=r,=2n所以nn2=r2r1,n2=,C對D錯.17.(08廣東理科基礎(chǔ)7)汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等,以相等速度率沿同一水平彎道做勻速圓周運動,甲車在乙車的外側(cè).兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙,以下說法正確的是 ( ) A. Ff甲小于Ff乙 B. Ff甲等于Ff乙 C. Ff甲大于Ff乙 D. Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān) 答案 A 解析 由于摩擦力提供汽車做勻速圓周運動的向心力,由Ff =,得在速率一定的情況下,半徑越大,向心力越小,即Ff甲 時,F0,即拉力；當(dāng)v時,Ftb,vatb,vavbC.tatb,vavb D.tavb答案 A解析 兩小球做平拋運動,由圖知hahb,則tatb;又水平位移相同,根據(jù)s =vt,可知va t2 t3 Ct1 t2 t1 t210. 山東省實驗中學(xué)2010屆第一次診斷性測試小船橫渡一條河，船本身提供的速度大小方向都不變。已知小船的運動軌跡如圖所示，則河水的流速 ( B )A、越接近B岸水速越大 B、越接近B岸水速越小C、由A到B水速先增后減 D、水流速度恒定11. 江蘇省田家炳實驗中學(xué)2010屆高三上學(xué)期期末模擬如圖，一長為2L的輕桿中央有一光滑的小孔O，兩端各固定質(zhì)量分別為m和2m的兩小球，光滑的鐵釘穿過小孔垂直釘在豎直的墻壁上，將輕桿由水平位置靜止釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置，在轉(zhuǎn)動的過程中，忽略空氣的阻力。下列說法正確的是（ C ）A在豎直位置兩球的速度大小均為B桿豎直位置時對m球的作用力向上，大小為C桿豎直位置時鐵釘對桿的作用力向上，大小為D由于忽略一切摩擦阻力，根據(jù)機械能守恒，桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運動。12沈陽市鐵路實驗中學(xué)2010屆高三上學(xué)期階段性考試兩個質(zhì)量不同的小球用長度不等的細(xì)線拴在同一點并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動則它們的:( AC )A 運動周期相同 B、運動的線速度相同C、運動的角速度相同D、向心加速度相同13河南省桐柏實驗高中2010屆高三上學(xué)期期末模擬以v0的速度水平拋出一物體,當(dāng)其水平分位移與豎直分位移相等時,下列說法錯誤的是 ( C )A.即時速度的大小是v0 B.運動時間是2v0/gC.豎直分速度大小等于水平分速度大小 D.運動的位移是2v02/g14江蘇省揚州中學(xué)2010屆高三綜合練習(xí)如圖所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右勻速運動，當(dāng)它經(jīng)過靠近桌邊的豎直木板的ad邊正前方時，木板開始作自由落體運動若木板開