2021年高考物理真題和模擬題分類匯編專題05曲線運(yùn)動【含答案】

專題05曲線運(yùn)動選擇題1.(浙江卷)質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點(diǎn)時(shí)的照片如圖所示，對該時(shí)刻，下列說法正確的是（）A.秋千對小明的作用力小于B.秋千對小明的作用力大于C.小明的速度為零，所受合力為零D.小明的加速度為零，所受合力為零答案A解析：在最高點(diǎn)，小明的速度為0，設(shè)秋千的擺長為l，擺到最高點(diǎn)時(shí)擺繩與豎直方向的夾角為，秋千對小明的作用力為F，則對人，沿?cái)[繩方向受力分析有由于小明的速度為0，則有沿垂直擺繩方向有解得小明在最高點(diǎn)的加速度為所以A正確；故選A。2(全國甲卷)“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2答案C解析：紐扣在轉(zhuǎn)動過程中由向心加速度故選C。3.(湖南卷)質(zhì)量為的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，為半圓的最低點(diǎn)，為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為的小滑塊。用推力推動小滑塊由A點(diǎn)向點(diǎn)緩慢移動，力的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）A.推力先增大后減小B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大答案C解析：對凹槽與滑塊整體分析，有墻面對凹槽的壓力為則越來越大時(shí)，墻面對凹槽的壓力先增大后減小，所以C正確；故選C。4.(河北卷)如圖，矩形金屬框豎直放置，其中、足夠長，且桿光滑，一根輕彈簧一端固定在M點(diǎn)，另一端連接一個質(zhì)量為m的小球，小球穿過桿，金屬框繞軸分別以角速度和勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小球均相對桿靜止，若，則與以勻速轉(zhuǎn)動時(shí)相比，以勻速轉(zhuǎn)動時(shí)（）

A.小球的高度一定降低B.彈簧彈力的大小一定不變C.小球?qū)U壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大答案BD解析：對小球受力分析，設(shè)彈力為T，彈簧與水平方向夾角為θ，則對小球豎直方向而可知θ為定值，T不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A錯誤，B正確；水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時(shí)，桿對小球的彈力FN背離轉(zhuǎn)軸，則即當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸即則因，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力不一定變大。則C錯誤；根據(jù)可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。故選BD。5.(2021春·浙江卷)某一滑雪運(yùn)動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示，每次曝光的時(shí)間間隔相等。若運(yùn)動員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌跡重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度。下列說法正確的是（）A.相鄰位置運(yùn)動員重心的速度變化相同B.運(yùn)動員在A、D位置時(shí)重心的速度相同C.運(yùn)動員從A到B和從C到D的時(shí)間相同D.運(yùn)動員重心位置的最高點(diǎn)位于B和C中間AA．因每次曝光的時(shí)間間隔相等，而運(yùn)動員在空中只受重力作用，加速度為g，則相鄰位置運(yùn)動員重心的速度變化均為g?t，選項(xiàng)A正確；B．運(yùn)動員在A、D位置時(shí)重心的速度大小相同，但是方向不同，選項(xiàng)B錯誤；C．由圖可知，運(yùn)動員從A到B為4?t，從C到D的時(shí)間5?t，時(shí)間不相同，選項(xiàng)C錯誤；D．運(yùn)動員重心位置的最高點(diǎn)位于C點(diǎn)，選項(xiàng)D錯誤。故選A。6.(廣東卷)由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿與橫桿鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點(diǎn)。在道閘抬起過程中，桿始終保持水平。桿繞O點(diǎn)從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中，下列說法正確的是（）

A.P點(diǎn)的線速度大小不變B.P點(diǎn)的加速度方向不變C.Q點(diǎn)在豎直方向做勻速運(yùn)動D.Q點(diǎn)在水平方向做勻速運(yùn)動答案A解析：由題知桿OP繞O點(diǎn)從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°，則P點(diǎn)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，則P點(diǎn)的線速度大小不變，A正確；故選A。7．(北京海淀一模)如圖7所示，甲、乙兩運(yùn)動員在水平冰面上訓(xùn)練滑冰，恰好同時(shí)到達(dá)虛線PQ，然后分別沿半徑為和（）的滑道做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動半個圓周后勻加速沖向終點(diǎn)線。設(shè)甲、乙兩運(yùn)動員質(zhì)量相等，他們做圓周運(yùn)動時(shí)所受向心力大小相等，直線沖刺時(shí)的加速度大小也相等。下列判斷中正確的是A．在做圓周運(yùn)動時(shí)，甲所用的時(shí)間比乙的長B．在做圓周運(yùn)動時(shí)，甲、乙的角速度大小相等C．在沖刺時(shí)，甲一定先到達(dá)終點(diǎn)線D．在沖刺時(shí)，乙到達(dá)終點(diǎn)線時(shí)的速度較大D首先看做圓周運(yùn)動的情景，它們的向心力是相等的，根據(jù)F向=可知，乙運(yùn)動員的半徑r2較大，則它的周期也大，故半個周期也較大，在做圓周運(yùn)動時(shí)，乙用的時(shí)間比甲長，選項(xiàng)A錯誤；由于乙的周期較大，根據(jù)T=可知，乙的角速度較小，選項(xiàng)B錯誤；其次再把圓周運(yùn)動與直線運(yùn)動二者結(jié)合起來看，根據(jù)F向=，圓周運(yùn)動時(shí)，乙的線速度較大，時(shí)間也較長，而在直線運(yùn)動的過程中，由于加速度和位移都一樣，故初速度大的乙的末速度一定也大，選項(xiàng)D正確；但是乙在直線運(yùn)動中用的時(shí)間比較小，但在圓周運(yùn)動中的時(shí)間長，所以甲不一定先到達(dá)終點(diǎn)，選項(xiàng)C錯誤。8.(河北唐山一模)如圖所示，質(zhì)量為0.4kg的四分之一圓弧軌道靜止在光滑水平面，右側(cè)有固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道，半徑為0.4m，下端與水平切?，F(xiàn)在將質(zhì)量為0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，從圖中A點(diǎn)靜止釋放，小球離開圓弧軌道后恰好能通過半圓軌道的最高點(diǎn)，重力加速度為10m/s2，不計(jì)一切阻力。下列說法正確的（）A.小球沿圓弧軌道下滑過程，系統(tǒng)動量守恒B.小球沿圓弧軌道下滑過程，系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.小球通過半圓軌道D點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小為4ND.小球與圓弧軌道分離時(shí)，圓弧軌道的位移為0.5mBDA．小球沿圓弧軌道下滑過程，系統(tǒng)豎直方向合力不為零，故系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；B．小球沿圓弧軌道下滑過程，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故B正確；C．小球離開圓弧軌道后恰好能通過半圓軌道的最高點(diǎn)，在半圓軌道的最高點(diǎn)從D點(diǎn)到最高點(diǎn)在D點(diǎn):根據(jù)牛頓第三定律可知，對軌道的壓力大小為6N，故C錯誤；D．小球與圓弧軌道分離，由水平方向動量守恒得由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得其中且，解得故D正確。故選BD。9.(河北唐山一模)如圖所示，水平地面固定半徑為5m的四分之一圓弧ABC，O為圓心。在圓心O右側(cè)同一水平線上某點(diǎn)水平向左拋出一個小球，可視為質(zhì)點(diǎn)，恰好垂直擊中圓弧上的D點(diǎn)，D點(diǎn)到水平地面的高度為2m，取g=10m/s2，則小球的拋出速度是（）A.B.C.D.C小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則豎直分速度垂直擊中D點(diǎn)，速度反向延長線過圓心，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系，則有解得則在D點(diǎn)，分解速度可得故選C。10.(上海普陀一模)質(zhì)量m=2kg的小物塊在某一高度以v0=5m/s的速度開始做平拋運(yùn)動，若g=10m/s2，當(dāng)運(yùn)動到豎直位移與水平位移相等時(shí)，對于物塊（）A.此時(shí)的瞬時(shí)速度大小為5m/sB.此時(shí)重力的瞬時(shí)功率大小為200WC.此過程動量改變大小為10（-1）kgm/sD.此過程重力的沖量大小為20NsBD物塊做平拋運(yùn)動，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到豎直位移與水平位移相等時(shí)解得t=1sA.此時(shí)豎直方向的速度為vy=gt=10m/s則此時(shí)的速度為故A錯誤；

B.此時(shí)的重力瞬時(shí)功率為P=mgvy=200W故B正確；

C.根據(jù)動量定理I=△P=mgt=20kgm/s故C錯誤；D.此過程重力的沖量大小為I=mgt=20N?s故D正確。故選BD。11.(上海普陀一模)大喇叭滑梯是游客非常喜愛的大型水上游樂設(shè)施。如圖所示，一次最多可坐四人的浮圈從高為h的平臺由靜止開始沿滑梯滑行，到達(dá)底部時(shí)水平?jīng)_入半徑為R、開口向上的碗狀盆體中，做半徑逐漸減小的圓周運(yùn)動。重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.人和浮圈沿滑梯下滑過程中處于超重狀態(tài)B.人和浮圈剛進(jìn)入盆體時(shí)的速度大小為C.人和浮圈進(jìn)入盆體后所受的摩擦力指向其運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè)D.人和浮圈進(jìn)入盆體后，所受支持力與重力的合力大于所需的向心力DA.由于人和浮圈沿滑梯下滑過程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑過程中處于失重狀態(tài)，故A錯誤。B.若不考慮摩擦阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒有可得。由于人和浮圈沿滑梯下滑過程中受到了阻力作用，所以人和浮圈剛進(jìn)入盆體時(shí)的速度一定小于，故B錯誤。C.人和浮圈進(jìn)入盆體后所受的摩擦力為滑動摩擦力，與運(yùn)動方向相反，故C錯誤。D.人和浮圈進(jìn)入盆體后做半徑逐漸減小的圓周運(yùn)動，為向心運(yùn)動，其所受支持力與重力的合力大于所需的向心力，故D正確。故選D。12.(河北石家莊一模)如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角θ=45°。一條長度為L的輕繩一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處，另一端拴著一小球。小球繞圓錐體的軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，恰好對錐體側(cè)面無壓力。已知重力加速度為g，小球可看作質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。則該小球的線速度大小為（）A.B.C.D.A當(dāng)物體離開錐面時(shí)，有聯(lián)立解得A正確，BCD錯誤。故選A。13.(廣西柳州一模)如圖所示，細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一小球A，現(xiàn)拉起小球A使細(xì)繩水平伸直，然后無初速釋放，小球A運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩的拉力大小為F。則小球A從開始運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.小球受到重力和細(xì)繩拉力的合力提供向心力B.小球重力的瞬時(shí)功率最大時(shí)，小球受到的合力方向水平向左C.若將細(xì)繩變長，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)處時(shí)細(xì)繩拉力仍為FD.若將細(xì)繩變長，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)處時(shí)細(xì)繩拉力大于FBCA．小球A從開始運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，向心力由細(xì)繩拉力和重力沿細(xì)繩方向分力提供，故A錯誤；B．當(dāng)小球受到的合力在豎直方向分力向下時(shí)，小球豎直分速度變大，重力的瞬時(shí)功率變大，當(dāng)小球受到的合力在豎直方向分力向上時(shí)，小球豎直分速度變小，重力的瞬時(shí)功率變小，所以小球重力的瞬時(shí)功率最大時(shí)，小球受到的合力方向水平向左，故B正確；CD．小球A從開始運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒有在最低點(diǎn)，由向心力公式得解得，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)處時(shí)細(xì)繩拉力可知，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)處時(shí)細(xì)繩拉力與細(xì)繩長度無關(guān)，所以若將細(xì)繩變長，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)處時(shí)細(xì)繩拉力仍為F，故C正確，D錯誤。故選BC。14.(廣西柳州一模)如圖所示，A、B、C、D、E為樓梯臺階邊緣上的五個點(diǎn)，它們在同一豎直面內(nèi)，且各級臺階都相同。從A點(diǎn)沿水平方向先后拋出甲、乙兩個小球，甲球剛好可以落到B點(diǎn)，乙球剛好可以落到E點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則（）A.甲、乙兩球的下落時(shí)間之比為1：2B.甲、乙兩球的初速度大小之比為1：4C.兩小球剛好落到臺階時(shí)瞬時(shí)速度方向不同D.兩小球剛好落到臺階時(shí)瞬時(shí)速度方向相同AD【詳解】A．根據(jù)得，，因?yàn)榧滓覂汕蛳陆档母叨戎葹?：4，則下落的時(shí)間之比為1：2，故A正確；B．兩球水平位移之比為1：4，根據(jù)知，初速度之比為1：2，故B錯誤；CD．兩球分別落在B點(diǎn)和E點(diǎn)，可知兩球位移與水平方向的夾角相同，因?yàn)槠綊佭\(yùn)動某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，可知兩瞬時(shí)速度方向相同，故C錯誤，D正確。故選AD。15.(北京東城一模)如圖所示，在一個開闊、表面平坦的傾斜雪坡上，一個小孩靠推一棵樹獲得大小為v0的水平初速度，雪坡與小孩之間的動摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)空氣阻力，不考慮摩擦力隨速度大小的變化，設(shè)雪坡足夠大，則經(jīng)過足夠長時(shí)間，小孩可能一直做曲線運(yùn)動可能與初速度方向保持小于90°的角度做加速直線運(yùn)動C．若勻速運(yùn)動，最終速度的表達(dá)式里一定包含μD．若沒有停下則最終速度方向一定與初速度垂直D起初小孩子的速度是水平方向的，他受到與運(yùn)動方向相反的摩擦力的作用和重力沿斜面方向向下的分力的作用，二者的合力是斜向左下的，它與速度方向有夾角，故小孩子的運(yùn)動方向會改變，當(dāng)其運(yùn)動方向改變后，摩擦力的方向也會隨之而改變，總與他的運(yùn)動方向相反，故開始小孩子會做曲線運(yùn)動，若摩擦力較大，可能會在做曲線運(yùn)動的過程中，消耗掉了他的初動能而變?yōu)殪o止；若摩擦力較小，但總是有一定摩擦力的，最終小孩子水平向右的動能會被反方向的摩擦力的做的功而抵消，而重力會一直對他做正功，所以最終他的速度方向一定是沿斜面向下，與初速度方向垂直的；故選項(xiàng)AB錯誤，D正確；對于選項(xiàng)C而言，若摩擦力適中，則小孩最終達(dá)到勻速運(yùn)動，說明mgsinα=μmgcosα，小孩子最終的速度其實(shí)可以看成他在重力的分力作用下沿斜面向下加速，而最終獲得的速度大?。灰?yàn)槟Σ亮ψ龅墓Π研『⒆铀椒较虻膭幽艿窒?；設(shè)小孩子下滑h高度后，經(jīng)過斜面的長度為L后變?yōu)閯蛩?，則根據(jù)動能定理得：mgh-μmgLcosα=mv2，故小孩子的速度v2=2gh-gLsinα，該式說明最終的速度只與斜面本身有關(guān)，而與μ無關(guān)，選項(xiàng)C錯誤。16．(北