2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)力與運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)階加時(shí)練：曲線運(yùn)動(dòng)（word版含答案）

1、【通用版】（4）曲線運(yùn)動(dòng)2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)力與運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)階加時(shí)練1.如圖所示，某同學(xué)把布娃娃“小芳”掛在“魔盤”豎直壁上的可縮回的小圓柱上、布娃娃“盼盼”放在“魔盤”底盤上，用手搖機(jī)械使“魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸加快，到某一轉(zhuǎn)速時(shí)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，他發(fā)現(xiàn)小圓柱由于離心已縮回豎直壁內(nèi)，“小芳”懸空隨“魔盤”一起轉(zhuǎn)動(dòng)，“盼盼”在底盤上也隨“魔盤”一起轉(zhuǎn)動(dòng)。若“魔盤”半徑為r，“盼盼”與“魔盤”的底面和豎直壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說法正確的是( )A. “小芳”受到重力、摩擦力和向心力的作用B.“盼盼”放在底盤靠近豎直壁附近，也可能與“魔盤”保持相對(duì)靜止一起轉(zhuǎn)動(dòng)C.此時(shí)“魔盤”

2、的轉(zhuǎn)速一定不大于D.此時(shí)“魔盤”的轉(zhuǎn)速一定不小于2.某機(jī)械裝置可以用于提升重物的高度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。薄板可繞固定于豎直墻壁的轉(zhuǎn)軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，底面半徑為R的圓柱體重物M置于薄板與墻壁間，現(xiàn)將薄板從水平位置以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使重物沿著墻壁上升，設(shè)與墻壁間的夾角為。則( )A.重物加速上升B.重物減速上升C.重物垂直于板方向的分速度為D.重物垂直于板方向的分速度為3.如圖所示，小球由斜坡底端A點(diǎn)正上方高H處的B點(diǎn)以水平速度向右拋出，恰好垂直撞到斜面上。若將拋出點(diǎn)移到B點(diǎn)正上方高處的C點(diǎn)，以水平速度向右拋出，也恰好垂直撞在斜坡上，不計(jì)空氣阻力，則等于( )A.1： B.1：2 C.1： D.1

3、：34.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，在x軸方向的加速度時(shí)間圖像和y軸方向的速度時(shí)間圖像分別如圖甲、乙所示，已知質(zhì)點(diǎn)在x軸方向的初速度為零，則下列說法正確的是( )A.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可能是類平拋運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為6 N C.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度大小為5 m/s D.04 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小為16 m5.由于空氣阻力的影響，炮彈的實(shí)際飛行軌跡不是拋物線，而是“彈道曲線”，如圖中實(shí)線所示。圖中虛線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動(dòng)軌跡，為彈道曲線上的五點(diǎn)，其中O點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn)，d點(diǎn)為落地點(diǎn)，b點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，為運(yùn)動(dòng)過程中距地面高度相等的兩點(diǎn)。下列說法正確的是( )A.到達(dá)b點(diǎn)時(shí)

4、，炮彈的速度為零B.到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，炮彈的加速度為零C.炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度D.炮彈由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間大于由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的時(shí)間6.如圖所示，有一豎直放置在水平面上的圓筒，從圓筒上邊緣等高處同一位置分別緊貼內(nèi)壁和外壁以相同速率向相反方向水平發(fā)射兩個(gè)相同小球，直至小球落地，不計(jì)空氣阻力和所有摩擦，以下說法正確的是( )A.筒外的小球先落地B.兩小球的落地速度一定不同C.兩小球通過的路程一定相等D.筒內(nèi)小球隨著速率的增大，對(duì)筒壁的壓力逐漸增大7.如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)“梨形”賽道，兩個(gè)彎道分別為半徑的大圓弧和的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心的距離。賽車沿彎道路線行駛時(shí)，

5、路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍，假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要使賽車不打滑，繞賽道一周時(shí)間最短（發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大，重力加速度g?。?，則賽車( )A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/sC.在直道上的加速度大小約為D.通過小圓弧彎道的時(shí)間為5.85 s8.往復(fù)式活塞壓縮機(jī)簡圖如圖所示，圓盤與活塞通過鉸鏈連接在輕桿兩端，左側(cè)活塞被軌道固定，只能在所在的直線方向運(yùn)動(dòng)。圓盤繞圓心O做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知距離為r。桿長，則( )A.當(dāng)桿長不變時(shí)，距離越大，活塞運(yùn)動(dòng)的范圍越大B.當(dāng)距離不變時(shí)，桿長L越大，活塞運(yùn)動(dòng)的范圍越大C

6、.當(dāng)垂直于時(shí)，活塞速度為D.當(dāng)垂直于時(shí)，活塞速度為9.跳臺(tái)滑雪就是運(yùn)動(dòng)員腳著特制的滑雪板，沿著跳臺(tái)的傾斜助滑道下滑（如圖甲）?，F(xiàn)把過程簡化，如圖乙所示，滑雪者從A點(diǎn)加速下滑到水平滑道后，從C點(diǎn)水平飛出，在空中飛行5 s后落到斜面上。已知斜面傾角為37，不計(jì)空氣阻力，重力加速度，則下列說法正確的是( )A.滑雪者在C點(diǎn)飛出時(shí)的速度為40 m/sB.從C點(diǎn)飛出后經(jīng)3 s，滑雪者離斜面最遠(yuǎn)C.滑雪者落到斜面前瞬間的速度大小為50 m/sD.滑雪者落到斜面前瞬間的速度與水平方向的夾角的正切值為1.510.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球套在半徑為R的圓環(huán)上，圓環(huán)可繞豎直方向的直徑旋轉(zhuǎn)，兩小球隨圓環(huán)一起轉(zhuǎn)

7、動(dòng)且相對(duì)圓環(huán)靜止。已知與豎直方向的夾角，與垂直，小球B與圓環(huán)間恰好沒有摩擦力，重力加速度為。下列說法正確的是( )A.圓環(huán)旋轉(zhuǎn)的角速度大小為B.圓環(huán)旋轉(zhuǎn)的角速度大小為C.小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為D.小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為11.如圖所示，傾斜圓盤圓心處固定有與盤面垂直的細(xì)軸，盤面上沿同一直徑放有質(zhì)量均為m的兩物塊（均可視為質(zhì)點(diǎn)），兩物塊分別用兩根平行圓盤的不可伸長的輕繩與軸相連，與軸的距離分別為和d，與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，盤面與水平面的夾角為。當(dāng)圓盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊始終與圓盤保持相對(duì)靜止，且當(dāng)物塊A轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，A所受繩子拉力剛好減小到零，而B所受摩擦力剛好增大到最大靜摩擦

8、力。已知重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則下列說法正確的是( )A.B.C.運(yùn)動(dòng)過程中繩子對(duì)A拉力的最大值為D.運(yùn)動(dòng)過程中B所受摩擦力的最小值為12.如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。將一輕細(xì)繩上端固定在鐵架臺(tái)上，下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將畫有幾個(gè)同心圓周的白紙置于懸點(diǎn)下方的水平平臺(tái)上，調(diào)節(jié)細(xì)繩的長度使小球自然下垂，靜止時(shí)恰好位于圓心處。用手帶動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)使它在放手后恰能在紙面上方沿某個(gè)畫好的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)平臺(tái)的高度，使紙面貼近小球但不接觸。若忽略小球運(yùn)動(dòng)中受到的阻力，在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。（1）小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的

9、向心力大小可能等于_（填選項(xiàng)前的字母）。A.細(xì)繩對(duì)小球的拉力大小B.小球自身重力大小C.細(xì)繩拉力和重力的合力大小D.細(xì)繩拉力在水平方向的分力大?。?）在某次實(shí)驗(yàn)中，小球沿半徑為r的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用秒表記錄了小球運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間t，則小球做此圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小_（用及相關(guān)的常量表示）；用刻度尺測(cè)得細(xì)繩上端懸掛點(diǎn)到小球球心的距離為l，那么對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小球做此圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力大小_（用及相關(guān)的常量表示）。（3）保持n的取值不變，用刻度尺測(cè)得細(xì)繩上端懸掛點(diǎn)到畫有圓周紙面的豎直高度為h，改變h和r進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，可得到不同的時(shí)間t。研學(xué)小組的同學(xué)們根據(jù)小球所受的合力F與向心力大小相等的

10、關(guān)系，畫出了如圖所示的圖像，測(cè)得圖線的斜率為k，則由此圖線可知，重力加速度的測(cè)量值應(yīng)為_（用及相關(guān)的常量表示）。13.如圖所示,傾角為37的固定斜面長,在斜面底端正上方的O點(diǎn)將一小球以的速度水平拋出,與此同時(shí)由靜止釋放斜面頂端的滑塊,經(jīng)過一段時(shí)間后,小球恰好能夠以垂直于斜面的速度在斜面P點(diǎn)處擊中滑塊.(小球和滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取)(1)拋出點(diǎn)O離斜面底端的高度;(2)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).14.某節(jié)目的場(chǎng)地設(shè)施如圖所示，為水平直軌道，上面安裝有電動(dòng)懸掛器，其質(zhì)量為，可以載人運(yùn)動(dòng)，水面上漂浮著一個(gè)半徑為、始終在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的軸心離平臺(tái)的水平距離為，平臺(tái)邊緣與轉(zhuǎn)

11、盤平面的高度差為。選手抓住懸掛器可以在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，從A點(diǎn)下方的平臺(tái)邊緣處沿水平方向做初速度為零、加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。選手必須作好判斷，在合適的位置放手，才能順利落在轉(zhuǎn)盤上。現(xiàn)有兩位選手參與挑戰(zhàn)，選手甲質(zhì)量為50 kg，選手乙質(zhì)量為60 kg，兩位選手均不計(jì)身高，懸掛器與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度。（1）選手甲抓住懸掛器，電動(dòng)懸掛器開動(dòng)僅1 s，這位選手因害怕呼救，于是第2 s末懸掛器牽引力立即減為零，第3 s末選手甲掉落，電動(dòng)懸掛器最終停在D點(diǎn)（D點(diǎn)未標(biāo)出），求的距離；（2）選手乙抓住懸掛器后開始加速，求加速階段懸掛器對(duì)他的拉力大?。ńY(jié)果保留整數(shù)）；（3）選手乙從某處C點(diǎn)放手

12、恰好能落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，他是從平臺(tái)出發(fā)后多長時(shí)間放開懸掛器的？答案以及解析1.答案：D解析：本題考查圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律?！靶》肌辟N著“魔盤”的側(cè)壁一起做圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力、靜摩擦力和彈力作用，向心力為效果力，A錯(cuò)誤；由于“小芳”不滑下，有，解得轉(zhuǎn)速，對(duì)于“盼盼”，根據(jù)知，即小芳不滑下時(shí)，“盼盼”不能在“魔盤”的底面靠近豎直壁附近與“魔盤”保持相對(duì)靜止一起做圓周運(yùn)動(dòng)，B、C錯(cuò)誤，D正確。2.答案：AC解析：如圖所示，將重物速度沿薄板方向和垂直薄板方向進(jìn)行分解，由線速度與角速度的關(guān)系結(jié)合幾何關(guān)系可知，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知，重物沿著墻壁上升，減小、v增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。3.答案：C解析

13、：本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如圖所示，兩次平拋運(yùn)動(dòng)的末速度和方向相同，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)推理可得，兩次平拋運(yùn)動(dòng)位移方向也相同，即有，設(shè)先后兩次平拋運(yùn)動(dòng)的水平方向的位移分別為，豎直方向上的位移分別為，可得，平拋運(yùn)動(dòng)有，則初速度，所以，故選C。4.答案：C解析：本題通過圖像、圖像考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解。由題圖甲可知，質(zhì)點(diǎn)在x軸方向做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不可能是類平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的加速度是變化的，在時(shí)的加速度大小為，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為，其他時(shí)刻所受合力大小均不為6 N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；2 s末質(zhì)點(diǎn)在x軸方向的速度大小為，在y軸方向的速度大小為，可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度大小為，選項(xiàng)C正確；

14、04 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)在y軸方向的位移大小為16 m，在x軸方向的位移不為零，則04 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小大于16 m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.答案：C解析：炮彈的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，故炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)豎直分速度為零，而炮彈在b點(diǎn)時(shí)水平分速度不為零，即炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度不為零，A錯(cuò)誤；炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)受重力和空氣阻力，二者合力不為零，故炮彈的加速度不為零，B錯(cuò)誤；炮彈由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中克服空氣阻力做功，又重力勢(shì)能不變，由動(dòng)能定理可知，炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度，C正確；炮彈由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，設(shè)豎直方向的平均加速度大小為，由牛頓第二定律

15、得，由b運(yùn)動(dòng)到d的過程中，設(shè)豎直方向的平均加速度大小為，由牛頓第二定律得，由以上兩式知，由可知，D錯(cuò)誤。6.答案：C解析：本題考查螺旋運(yùn)動(dòng)分析。筒內(nèi)小球水平方向只受到筒壁的彈力，因?yàn)橥脖诘膹椓κ冀K與速度的方向垂直，所以該力不改變小球沿水平方向的分速度的大小，豎直方向的重力只改變小球豎直方向分速度的大小，所以小球沿水平方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，若已知發(fā)射小球的水平速度和圓筒高度，小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，在筒外的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也是，筒內(nèi)小球落地所用時(shí)間和筒外小球一樣長，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩個(gè)小球在豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng)，落地的速度大小都是，若筒內(nèi)小球運(yùn)

16、動(dòng)圈數(shù)是半圈的奇數(shù)倍，則二者落地時(shí)速度的方向也相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)小球在水平方向通過的路程，可知兩小球豎直方向與水平方向的路程都相等，通過的路程一定相等，選項(xiàng)C正確；筒內(nèi)小球沿水平方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于其水平方向的速率不變，則需要的向心力不變，所以小球?qū)ν脖诘膲毫Σ蛔儯x項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.答案：ABC解析：本題考查水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。賽車在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，賽車不打滑，繞賽道一圈的時(shí)間最短，則在彎道上都由最大徑向靜摩擦力提供向心力，速度最大，由向心力公式分析可知，賽車在繞過小圓弧彎道后加速，A正確；設(shè)賽車經(jīng)過大圓弧彎道的速率為v，經(jīng)過大圓弧彎道時(shí)由徑向最大靜摩擦力提供向心力，有，代入數(shù)據(jù)解

17、得，B正確；設(shè)賽車經(jīng)過小圓弧彎道的速率為，經(jīng)過小圓弧彎道時(shí)由徑向最大靜摩擦力提供向心力，有，代入數(shù)據(jù)解得，由幾何關(guān)系可得直道的長度為，再由，代入數(shù)據(jù)解得，C正確；由幾何關(guān)系可得小圓弧彎道對(duì)應(yīng)的圓心角為120，賽車通過小圓弧彎道的時(shí)間為，D錯(cuò)誤。8.答案：AC解析：本題通過連接體模型考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解。當(dāng)B點(diǎn)在圓心左側(cè)連線上位置時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)到最左位置，距離O點(diǎn)，當(dāng)B點(diǎn)在圓心右側(cè)連線上位置時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)到最右位置，距離O點(diǎn)，所以活塞運(yùn)動(dòng)范圍為，此距離與L無關(guān)，與r成正比，A正確、B錯(cuò)誤；圓盤B點(diǎn)速度，當(dāng)垂直于時(shí)，如圖甲所示，此時(shí)活塞速度方向與圓盤上B點(diǎn)速度方向相同，速度方向與桿夾角相同，沿桿速度，

18、此時(shí)有，C正確；當(dāng)垂直于時(shí)，如圖乙所示，此時(shí)B點(diǎn)的速度方向一定沿桿，則，D錯(cuò)誤。9.答案：D解析：滑雪者從C點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)，由于在空中的飛行時(shí)間，可得落到斜面上時(shí)，因?yàn)樾泵鎯A角為37，可得，解得，所以A錯(cuò)誤?；┱叩乃俣确较蚺c斜面平行時(shí)，離斜面最遠(yuǎn)，此時(shí)有，解得，B錯(cuò)誤?；┱呗涞叫泵媲八查g的速度，所以C錯(cuò)誤。落到斜面前瞬間的速度與水平方向的夾角的正切值，所以D正確。10.答案：C解析：對(duì)小球B受力分析，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有，解得，所以A、B錯(cuò)誤；對(duì)小球A受力分析，設(shè)摩擦力沿切線向下為正方向，則有，聯(lián)立解得（負(fù)號(hào)表示摩擦力沿切線向上），C正確，D錯(cuò)誤。11.答案：ABD解析：當(dāng)物塊A轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，B在最低點(diǎn)，此時(shí)對(duì)A由牛頓第二定律有，同理，對(duì)B有，聯(lián)立解得，A、B正確；運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)A到最低點(diǎn)時(shí)，所需的拉力最大，設(shè)為，由牛頓第二定律有，代入數(shù)據(jù)解得，C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)B到最高點(diǎn)時(shí)，所受的摩擦力最小，設(shè)為，由牛頓第二定律有，聯(lián)立解得，D正確。12.答案：（1）BCD（2）（3）解析：本題考查用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理。（1）小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到重力和細(xì)繩的拉力，有可能是重力和細(xì)繩的拉力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，或者是細(xì)繩拉力的水平分力提供向心力，故C、D正確；當(dāng)細(xì)繩與豎直方向夾角為45時(shí)，向心力大小等于重力大小，故B正確；向心力大小一定小