2023年高考物理二輪復習專題04曲線運動（測）

專題04曲線運動【總分值：110分時間：90分鐘】一、選擇題〔本大題共12小題，每題5分，共60分。在每題給出的四個選項中，1~8題只有一項符合題目要求；9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分?！?．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，滑到最低點時的瞬時速度為v，假設小物塊與軌道的動摩擦因數(shù)是，那么當小物塊滑到最低點時受到的摩擦力為A.B.C.D.【答案】D2．如下圖，在斜面頂端a處以速度va水平拋出一小球，經(jīng)過時間ta恰好落在斜面底端P處；今在P點正上方與a等高的b處以速度vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時間tb恰好落在斜面的中點Q處。假設不計空氣阻力，以下關系式正確的()A.va=2vbB.C.ta=2tbD.【答案】B【解析】b球落在斜面的中點，知a、b兩球下降的高度之比為2：1，根據(jù)知，，那么時間之比為，因為a、b兩球水平位移之比為2：1，那么，故B正確，A、C、D錯誤。點晴：ab兩處拋出的小球都做平拋運動，由平拋運動的規(guī)律水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動，抓住水平位移和豎直位移關系進行求解。3．如下圖，輕質(zhì)且不可伸長的細繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在天花板上的O點．那么小球在豎起平面內(nèi)擺動的過程中，以下說法正確的選項是()A.小球在擺動過程中受到的外力的合力即為向心力B.在最高點A、B，因小球的速度為零，所以小球受到的合外力為零C.小球在最低點C所受的合外力，即為向心力D.小球在擺動過程中使其速率發(fā)生變化的力為繩子的拉力【答案】C【解析】4．半徑為1m的水平圓盤繞過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，A為圈盤邊緣上一點，在O點的正上方將一個可視為質(zhì)點的小球以4m/s的速度水平拋出時，半徑OA方向恰好與該初速度的方向相同，如下圖，假設小球與圓盤只碰—次，且落在A點，那么圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小可能是〔〕A.B.C.D.【答案】D【解析】小球平拋運動的時間為，小球平拋運動的時間和圓盤轉(zhuǎn)動n圈的時間相等，那么有，解得，n=1，2，3…．當n=1時，ω=8πrad/s；當n=2時，ω=16πrad/s，隨著n的增大，角速度在增大，故角速度最小為，故D正確．5．如圖，一塊足夠大的光滑平板放置在水平面上，能繞水平固定軸MN調(diào)節(jié)其與水平面所成的傾角.板上一根長為的輕細繩，它的一端系住一質(zhì)量為的小球P，另一端固定在板上的O點.當平板的傾角為時，先將輕繩平行于水平軸MN拉直，第一次給小球一初速度使小球恰能在板上做完整的圓周運動，小球在最高點的速度大小為，假設要使小球在最高點時繩子的拉力大小為恰與重力大小相等，那么小球在最高點的速度大小為〔取重力加速度〕A.B.C.D.【答案】C6．質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)最為m的小滑塊沿該圓形軌道的豎直面內(nèi)做圓周運動，A、C為圓周的最高點和最低點，B、D點與圓心O同一水平線上的點，小滑塊運動時，物體M在地面上靜止不動，那么物體M對地面的壓力N和地面對M的摩擦力有關說法中正確的選項是〔〕A.小滑塊在A點時，，摩擦力方向向左B.小滑塊在B點時，，摩擦力方向向左C.小滑塊在C點時，，M與地面無摩檫力D.小滑塊在D點時，，摩擦力方向向左【答案】C【點睛】小滑塊在豎直面內(nèi)做圓周運動，小滑塊的重力和圓形軌道對滑塊的支持力的合力作為向心力，根據(jù)在不同的地方做圓周運動的受力，可以分析得出物體M對地面的壓力N和地面對物體M的摩擦力的大小7．如下圖，小球A質(zhì)量為m，固定在長為L的輕細直桿一端，繞桿的另一端O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動．假設小球經(jīng)過最低點時的速度為，不計一切阻力，那么小球運動到最高點時，桿對球的作用力為〔〕A.推力，大小為mgB.拉力，大小為mgC.拉力，大小為0.5mgD.推力，大小為0.5mg【答案】B【解析】根據(jù)動能定理：，可得小球從最低點到達最高點的速度為：，在最高點設桿對球為支持力，根據(jù)牛頓第二定律：，解得FN=-mg，負號說明與假設的方向相反，桿對球為拉力，故B正確，ACD錯誤。8．如下圖，用一根長桿和兩個小定滑輪組合成的裝置來提升質(zhì)量為m的重物A，長桿的一端放在地面上，并且通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點恰好處于左側(cè)滑輪正下方的O點處，在桿的中點C處拴一細繩，通過兩個滑輪后掛上重物A，C點與O點的距離為，滑輪上端B點距O點的距離為.現(xiàn)在桿的另一端用力，使其沿逆時針方向由豎直位置以角速度勻速轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了角).那么在此過程中，以下說法正確的選項是〔〕A.重物A的速度先增大后減小，最大速度是B.重物A做勻速直線運動C.繩的拉力對A所做的功為D.繩的拉力對A所做的功為【答案】A時，，那么此時速度為；故此時動能的增加量為，因此繩子對物體A所做的功為，故CD錯誤；選A.【點睛】此題應明確重物的速度來自于繩子的速度，注意在速度的分解時應明確桿的轉(zhuǎn)動線速度為線速度，而繩伸長速度及轉(zhuǎn)動速度為分速度，再由運動的合成與分解得出合速度與分速度的關系。9．如下圖，AB是與水平方向成30°角的斜面，一個小銅塊用細線懸掛于O點，用圓珠筆尖靠著線的左側(cè)，沿斜面向右上方以速率v=m/s勻速運動，運動中始終保持懸線豎直，以下說法正確的選項是〔〕A.銅塊的速度大小為2m/sB.銅塊的速度大小為m/sC.銅塊的速度與水平方向成60°角D.繩子的拉力大小等于銅塊的重力【答案】BCD10．如下圖，水平轉(zhuǎn)臺上有一質(zhì)量為m的物塊，用長為L的細繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為角，此時繩中張力為零，物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為，，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，那么A.至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為B.至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為C.至轉(zhuǎn)臺對物塊支持力為零時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為D.當物體的角速度為時，物塊與轉(zhuǎn)臺間無相互作用力【答案】AC11．在一次投球游戲中，某同學調(diào)整好力度，將球水平拋向放在地面的小桶中，結(jié)果球飛到小桶的右方(如下圖)，不計空氣阻力，那么下次再投時，他可能作出的調(diào)整為()A.減小初速度，拋出點高度不變B.增大初速度，拋出點高度不變C.初速度大小不變，提高拋出點高度D.初速度大小不變，降低拋出點高度【答案】AD12．如下圖，水平轉(zhuǎn)臺上的小物體A、B通過輕彈簧連接，并靜止在轉(zhuǎn)臺上，現(xiàn)轉(zhuǎn)臺從靜止開始緩慢的增大其轉(zhuǎn)速〔既在每個轉(zhuǎn)速下可認為是勻速轉(zhuǎn)動〕，A、B的質(zhì)量分別為m、2m，A、B與轉(zhuǎn)臺的動摩擦因數(shù)均為μ，A、B離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為1、5r、r，彈簧的原長為1、5r，勁度系數(shù)為k，設此題中的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，以下說法中正確的選項是〔〕A.當B受到的摩擦力為0時，A的摩擦力向右B.B先相對木板發(fā)送滑動C.當A、B均相對轉(zhuǎn)臺靜止時，允許的最大角速度為D.A剛好要滑動時，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度為【答案】DB點睛：此題主要考查了胡克定律以及向心力公式的直接應用，知道當A、B剛好要滑動時，摩擦力到達最大靜摩擦力，彈簧彈力與靜摩擦力的合力提供向心力，明確向心力的來源是解題的關鍵。二、非選擇題〔本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分〕13．〔10分〕如圖，細線的一端固定，另一端系著質(zhì)量為m的小球〔可視為質(zhì)點〕，小球在如下圖的水平面內(nèi)做勻速圓周運動。細線長為，與豎直方向的夾角為，重力加速度為g，求：〔1〕小球?qū)毦€拉力F的大??；〔2〕小球角速度的大小?！敬鸢浮俊?〕小球?qū)毦€拉力的大小為；〔2〕【解析】小球受力分析如下圖：14．〔10分〕如下圖，水平傳送帶以5m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，右端與豎直放置的光滑半圓形軌道在B點相切，半圓形軌道半徑為R=0.4m，物塊在與傳送帶等高的左側(cè)平臺上以4m/s的速度從A點滑上傳送帶，物塊質(zhì)量m=0.2kg，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，g=10m/s2〔1〕假設傳送帶足夠長，求物塊到達最高點C對軌道的壓力；〔2〕假設物塊恰好能到達軌道的最高點C，求傳送帶的長度．【答案】〔1〕FN=2.5N〔2〕x=0.5m【解析】〔1〕假設傳送帶足夠長，那么物塊到達B點時的速度為半圓軌道光滑，所以根據(jù)機械能守恒定律可得，在C點，根據(jù)牛頓第二定律可得，聯(lián)立解得〔2〕假設物塊恰好能到達軌道的最高點C，即在C點萬有由重力充當向心力，故根據(jù)機械能守恒定律可得，根據(jù)題意可知物體在傳送帶上一直加速，故有，加速過程中的加速度，聯(lián)立解得15．〔15分〕如下圖，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端自由恰好與水平線AB平齊，靜止放于傾角為53°的光滑斜面上，一長為L=0.45m的輕質(zhì)細繩一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m=1kg的小球，將細繩拉至水平，使小球在位置C由靜止釋放，小球到達最低點D時，細繩剛好被拉斷，之后小球在運動過程中恰好沿斜面方向切入并將彈簧壓縮，最大壓縮量為x=5cm〔g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6〕，求：〔1〕小球運動到D點的速度；〔2〕小球運動到斜面頂端A點時的速度。〔3〕彈簧所獲得的最大彈性勢能EP；【答案】〔1〕vD=3m/s〔2〕vA=5m/s〔3〕EP=12.9J16．〔15分〕如下圖是一皮帶傳輸裝載機械示意圖。井下挖掘工將礦物無初速放置于沿圖示方向運行的傳送帶A端，被傳輸?shù)侥┒薆處，再沿一段圓形軌道到達軌道的最高點C處，然后水平拋到貨臺上。半徑為R=0.4m的圓形軌道與傳送帶在B點相切，O點為半圓的圓心，BO、CO分別為圓形軌道的半徑，礦物m可視為質(zhì)點，傳送帶與水平面間的夾角θ=37°，礦物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8，傳送帶勻速運行的速度v0=8