2021年2022年高考物理真題分類匯編：曲線運動

2021x2022年高考物理真題分類匯編

4曲線運動

2022年高考真題

1、（2022?湖南卷?T5）2022年北京冬奧會跳臺滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風(fēng)

力指示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運動員現(xiàn)場風(fēng)力的情況。若飄帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長

繩，其所處范圍內(nèi)風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當(dāng)飄帶穩(wěn)定時，飄帶實際形態(tài)最接

近的是（）

A.B.

C.D.

【答案】A

【解析】

飄帶上任意選取一點P,以P點及P點以下的部分飄帶為研究對象，設(shè)飄帶總長L,飄帶寬度為

d,質(zhì)量為m,P點距離飄帶下端距離x,P點以下的部分飄帶受到的重力與風(fēng)力分別為

G、=哼.X,F=kxdv2

L

則重力與風(fēng)力的的合力與水平方向的夾角為

,AF、kv2dL

tan6*=—=-----

G*mg

根據(jù)題中數(shù)據(jù)可得，tan。恒定，則P點以下的部分飄帶的受到的重力與風(fēng)力的合力方向不變，

則P點上方飄帶對其拉力方向不變。

故選A。

2、（2022?廣東卷?T6）如圖5所示，在豎直平面內(nèi)，截面為三角形的小積木懸掛在離地足夠高

處，一玩具槍的槍口與小積木上P點等高且相距為L當(dāng)玩具子彈以水平速度v從槍口向P點射

出時，小積木恰好由靜止釋放，子彈從射出至擊中積木所用時間為t。不計空氣阻力。下列關(guān)于

子彈的說法正確的是（）

B.將擊中P點，t等于人

V

C.將擊中P點上方，t大于人D.將擊中P點下方，t等于人

Vv

【答案】B

【解析】

由題意知槍口與P點等高，子彈和小積木在豎直方向上做自由落體運動，當(dāng)子彈擊中積木時子彈

和枳木運動時間相同，根據(jù)

,12

卜=3/一

可知下落高度相同，所以將擊中P點；又由于初始狀態(tài)子彈到P點的水平距離為3子彈在水平

方向上做勻速宜線運動，故有

L

t=一

v

故選Bo

3,（2022?廣東卷?T3）圖是滑雪道的示意圖?？梢暈橘|(zhì)點的運動員從斜坡上的M點由靜止自

由滑下，經(jīng)過水平NP段后飛入空中，在Q點落地。不計運動員經(jīng)過N點的機(jī)械能損失，不計摩

擦力和空氣阻力。下列能表示該過程運動員速度大小v或加速度大小a隨時間t變化的圖像是

【答案】C

【解析】

設(shè)斜坡傾角為8,運動員在斜坡MN段做勻加速立線運動，根據(jù)牛頓笫二定律

mgsin0=mat

可得

4=gsin。

運動員在水平NP段做勻速直線運動，加速度

a,=0

運動員從尸點飛出后做平拋運動，加速度為重力加速度

%=g

設(shè)在P點的速度為%,則從P點飛出后速度大小的表達(dá)式為

」=J.+g2產(chǎn)

由分析可知從P點飛出后速度大小與時間的圖像不可能為直線，且

671<Q3

C正確，ABD錯誤。

故選C。

4、（2022?山東卷?T11）如圖所示，某同學(xué)將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出，

擊球點到豎直墻壁的距離4.8m。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時，擊中墻壁上離地高度為&45m的P

點。網(wǎng)球與墻壁碰撞后，垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍。平行墻面的速度分量不變。

重力加速度g取lOm/s?，網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點到墻壁的距離d分別為（）

v=3\/2m/sC.d=3.6mD.d=3.9m

【答案】BD

【解析】

設(shè)網(wǎng)球飛出時的速度為%,豎直方向

嗡直=2g（"-/?）

代入數(shù)據(jù)得

%豎.=，2x10x（8.45-1.25）m/s=12m/s

則

%水平=，132_]22m/s=5m/s

排球水平方向到P點的距離

元水平="水平（=%水平?°1，JL=6m

g

根據(jù)幾何關(guān)系可得打在墻面上時，垂直墻面的速度分量

%水平,=%水平.《=4m/s

平行墻面的速度分量

%水平〃=%水平,|=3m/s

反彈后，垂直墻面的速度分量

丫水平_L=°-75?%水平j(luò)_-3m/s

則反彈后的網(wǎng)球速度大小為

取平=A/4平,+1水平〃=3&m/s

網(wǎng)球落到地面的時間

著地點到墻壁的距離

d—丫水平=3.9m

故BD正確，AC錯誤。

故選BDo

5、（2022?山東卷?T8）無人配送小車某次性能測試路徑如圖所示，半徑為3m的半圓弧與

長8m的直線路徑A3相切于B點，與半徑為4m的半圓弧CO相切于C點。小車以最大速度從A

點駛?cè)肼窂剑竭m當(dāng)位置調(diào)整速率運動到8點，然后保持速率不變依次經(jīng)過8c和CO。為保證

安全，小車速率最大為4m/s。在ABC段的加速度最大為2m/s2,CO段的加速度最大為1m/s?。

小車視為質(zhì)點，小車從A到D所需最短時間t及在段做勻速直線運動的最長距離/為（)

【答案】B

【解析】

在BC段的最大加速度為ai=2m/s2,則根據(jù)

可得在8C段的最大速度為

vlm=V6m/s

2

在CD段的最大加速度為a2=lm/s,則根據(jù)

片

?2=

可得在8c段的最大速度為

%=2m/s<hm

可知在BCD段運動時的速度為v=2m/s,在BCD段運動的時間為

Tin4-^n7"

4=—!------工=—s

3v2

AB段從最大速度Vm減速到V的時間

==M=ls

2

位移

22

g=3m

2《

在A8段勻速的最長距離為

/=8m-3m=5m

則勻速運動的時間

I5

t,=——=—s

嗑4

則從A到D最短時間為…與

12342

故選Bo

6、（2022?全國甲卷?T14）北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運動員從

a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為。、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為從要求運

動員經(jīng)過一點時對滑雪板的壓力不大于自身所受重力的k倍，運動過程中將運動員視為質(zhì)點并忽

略所有阻力，則c點處這一段圓弧雪道的半徑不應(yīng)小于（）

//////////////Z/////Z//Z

hh2h2h

A.--B.-c.—D.-------

Z+lkkk-l

【答案】D

【解析】

運動員從a到c根據(jù)動能定理有

tngh=—mv1

在c點有

FNC4kmg

聯(lián)立有

故選D。

7、（2022?浙江6月卷?T2）下列說法正確的是（）

A.鏈球做勻速圓周運動過程中加速度不變

B足球下落過程中慣性不隨速度增大而增大

C.乒乓球被擊打過程中受到的作用力大小不變

D.籃球飛行過程中受到空氣阻力的方向與速度方向無關(guān)

【答案】B

【解析】

A.鏈球做勻速圓周運動過程中加速度方向在改變，A錯誤；

B.慣性只與質(zhì)量有關(guān)，則足球下落過程中慣性不隨速度增大而增大，B正確；

C.乒乓球被擊打過程中受到的作用力隨著形變量的減小而減小，C錯誤；

D.籃球飛行過程中受到空氣阻力的方向與速度方向有關(guān)，D錯誤。

故選B?

8、（2022?浙江1月卷+T6）圖甲中的裝置水平放置，將小球從平衡位置。拉到A后釋放，小

球在。點附近來回振動；圖乙中被細(xì)繩拴著的小球由靜止釋放后可繞固定點來回擺動。若將上述

裝置安裝在太空中的我國空間站內(nèi)進(jìn)行同樣操作，下列說法正確的是（）

一q

iO'.AI

甲乙

A.甲圖中的小球?qū)⒈３朱o止

B.甲圖中的小球仍將來回振動

C.乙圖中的小球仍將來回擺動

D.乙圖中的小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運動

【答案】B

【解析】

AB.空間站中的物體處于完全失重狀態(tài)，甲圖中的小球所受的彈力不受失重的影響，則小球仍將

來回振動，選項A錯誤，B正確；

CD.圖乙中的小球在地面上由靜止釋放時，所受的回復(fù)力是重力的分量，而在空間站中處于完全

失重時，回復(fù)力為零，則小球由靜止釋放時，小球仍靜止：若給小球一定的初速度，則做勻速圓

周運動，選項CD錯誤。

故選Bo

9.（2022?河北?T10）如圖，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以。為圓心、飛和&為半徑

的同心圓上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度均可

調(diào)節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時，噴水嘴的高

度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度分別用由、匕、助和4、％、3表示?；ㄅ璐笮∠嗤?，半徑遠(yuǎn)

小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力。下列說法正確的是

A.若％=自,則：彩=&：N

B.若匕=彩，則%：%=7?；：

C.若q=。2，匕=匕，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周，則落入每個花盆的水量相同

D.若％=為噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周且落入每個花盆的水量相同，則囚=。2

【答案】BD

【解析】

AB.根據(jù)平拋運動的規(guī)律

,12

h=2St

R=vt

解得

R=v

可知若歷斗2，則

vi：V2=Ri：Ri

若V1=V2,則

：〃2=R；-R；

選項A錯誤，B正確；

C.若助=。2,則噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周的時間相同，因匕=力，出水口的截面積相同，可知單位時間

噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小，可知得到

的水量較多，選項C錯誤；

D.設(shè)出水口橫截面積為5o,噴水速度為v,若例=。2,則噴水管轉(zhuǎn)動一周的時間相等，因萬相

等，則水落地的時間相等，則

相等；在圓周上單位時間內(nèi)單位長度的水量為

c_必5_RS。_S

kZo———a

coRAtcoRtcot

相等，即一周中每個花盆中的水量相同，選項D正確。

故選BD。

10.（2022?全國甲卷?T24）將一小球水平拋出，使用頻閃儀和照相機(jī)對運動的小球進(jìn)行拍攝，

頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光。某次拍攝時，小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光，拍攝的照片編

輯后如圖所示?圖中的第一個小球為拋出瞬間的影像，每相鄰兩個球之間被刪去了3個影像，所

標(biāo)出的兩個線段的長度M和與之比為3：7。重力加速度大小取g=10m/s2,忽略空氣阻力。求

在拋出瞬間小球速度的大小。

【解析】

頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，每相鄰兩個球之間被刪去3個影像，故相鄰兩球的時間間隔為

t=4T=0.05x4s=0.2s

設(shè)拋出瞬間小球的速度為%，每相鄰兩球間的水平方向上位移為x,豎直方向上的位移分別為弘、

%，根據(jù)平拋運動位移公式有

%=即

V.=-gr=-xl0x0.22m=0.2m

122

%=gg（2f）2-g/2=1x10x（0.42-0.22）m=0.6m

令弘=y，則有

%=3%=3y

已標(biāo)注的線段J分別為

S|="2+y2

$2=J1+（3y）2=Jx2+9y2

則有

G+y2.Jx2+9y2=3:7

整理得

故在拋出瞬間小球的速度大小為

x2V5,

%=—=-y-m/s

2021年高考真題

1.（2021?山東卷）如圖所示，載有物資的熱氣球靜止于距水平地面H的高處，現(xiàn)將質(zhì)量為m的

物資以相對地面的速度%水平投出，落地時物資與熱氣球的距離為九已知投出物資后熱氣球的

總質(zhì)量為M，所受浮力不變，重力加速度為g,不計阻力，以下判斷正確的是（）

A.投出物資后熱氣球做勻加速直線運動

B.投出物資后熱氣球所受合力大小為叫

【答案】BC

【解析】

AB.熱氣球開始攜帶物資時處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合外力為0,初動量為0,水平投出重力為摩的

物資瞬間，滿足動量守恒定律

Mv=mv0

則熱氣球和物資的動量等大反向，熱氣球獲得水平向左的速度丫，熱氣球所受合外力恒為沖，

豎直向上，所以熱氣球做勻加速曲線運動，A錯誤，B正確；

CD.熱氣球和物資的運動示意圖如圖所示

4,

熱氣球和物資所受合力大小均為儂，所以熱氣球在豎宜方向上加速度大小為

m

a=-g

M

物資落地H過程所用的時間f內(nèi)，根據(jù)”=（gt2解得落地時間為

2H

g

熱氣球在豎直方向上運動的位移為

?{\m2Hm

H.,=—a2t=-------g------=——HTT

M22MgM

熱氣球和物資在水平方向均做勻速直線運動，水平位移為

根據(jù)勾股定理可知熱氣球和物資的實際位移為

d=+XM>+("+”M)2=(1+—)

C正確，D錯誤。

故選BCo

2.（2021?廣東卷）長征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)

投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到

落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g,下列說

法正確的有（）

愚一工事II/■、，

\\\\v?<\\\\\\\\\\\\\\\\\\\W\\

A.甲在空中的運動時間比乙的長

B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少，曲人

D.從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為〃?g/?

【答案】BC

【解析】

A.由平拋運動規(guī)律可知，做平拋運動的時間

t=K

因為兩手榴彈運動的高度差相同，所以在空中運動時間相等，故A錯誤；

B.做平拋運動的物體落地前瞬間重力的功率

P—mgvcos0-mgvy-mg12gh

因為兩手榴彈運動的高度差相同，質(zhì)量相同，所以落地前瞬間，兩手榴彈重力功率相同，故B正

確；

C.從投出到落地，手榴彈下降的高度為所以手榴彈重力勢能減小量

AEp=mgh

故C正確；

D.從投出到落地，手榴彈做平拋運動，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故D錯誤。

故選BCo

3.（2021?河北卷）如圖，矩形金屬框"NQP豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且PQ桿光滑,

一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質(zhì)量為m的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞MN

軸分別以角速度。和力勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若口'>3,則與以。勻速轉(zhuǎn)動時

相比，以方勻速轉(zhuǎn)動時（)

◎QI/

‘‘p

N'Q

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)彈力為兀彈簧與水平方向的夾角為＜?，則對小球豎直方向

Tsin夕=mg

而

可知。為定值，7■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，桿對小球的彈力K背離轉(zhuǎn)軸，則

Tcos0-FN=marr

即

FN=Tcos0-marr

當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸

2

Tcos6+FN—met)r

即

FN=mco~r-Tcos0

則因口＞(y，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)

F^-morr

可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。

故選BD.

4.（2021.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OP與橫桿

PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿夕。始終保持水平。桿O尸繞。

點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。的過程中，下列說法正確的是（）

A.P點的線速度大小不變

B.P點的加速度方向不變

C.Q點在豎直方向做勻速運動

D.Q點在水平方向做勻速運動

【答案】A

【解析】

A.由題知桿。P繞。點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。，則P點繞。點做勻速圓周運動，則

P點的線速度大小不變，A正確；

B.由題知桿。P繞。點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。，則P點繞。點做勻速圓周運動，P

點的加速度方向時刻指向。點，B錯誤；

C.Q點在豎直方向的運動與P點相同，相對于。點在豎直方向的位置y關(guān)于時間t的關(guān)系為

,/兀\

y=/op-sm（—+cut）

6

則可看出Q點在豎直方向不是勻速運動，C錯誤；

D.Q點相對于。點在水平方向的位置x關(guān)于時間t的關(guān)系為

K

X=/OP-COS（—+（i）t）+IPQ

6

則可看出Q點在水平方向也不是勻速運動，D錯誤。

故選Ao

5.（2021?浙江卷）質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻，下

列說法正確的是（）

A.秋千對小明的作用力小于儂

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，小明的速度為0,設(shè)秋千的擺長為/,擺到最高點時擺繩與豎直方向的夾角為6,秋

千對小明的作用力為F,則對人，沿擺繩方向受力分析有

V2

F-mgcostf=m—

由于小明的速度為0,則有

F=mgcos0<mg

沿垂直擺繩方向有

mgsin6=ma

解得小明在最高點的加速度為

a=gsin。

所以A正確；BCD錯誤；

故選A。

6.（2021?河北卷）鈉原子鐘是精確的計時儀器，圖1中葩原子從。點以10（）m/s的初速度在真空

中做平拋運動，到達(dá)豎直平面所用時間為:；圖2中鈉原子在真空中從P點做豎直上拋運動,

到達(dá)最高點Q再返回p點，整個過程所用時間為J，O點到豎直平面MN、P點到Q點的距離均

為0.2m,重力加速度取g=10m/s2,則不與為（）

M

N

圖1圖2

A.100：1B.1:100C.1:200D.200:1

【答案】C

【解析】

艷原子做平拋運動，水平方向上做勻速宜線運動，即

X=Vt1

解得

x0.2

=-=-----s

1V100

鈾原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時Z,逆過程可視為自由落體，即

2

1

X--

2

解得

包=0.4s

10

則

0.2

L=wo=_L

%—0.4—200

故選C。

7.（2021?全國卷）"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,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（）

外力外力

A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2

【答案】c

【解析】

紐扣在轉(zhuǎn)動過程中

co=2萬〃=1OO^rad/s

由向心加速度

a=c92r?1000m/s2

故選Co

8.（2021?浙江卷）某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示,

每次曝光的時間間隔相等。若運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合，48、

C和。表示重心位置，且A和。處于同一水平高度。下列說法正確的是（）

A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同B.運動員在A、。位置時重心的速度相同

C.運動員從A到8和從C到。的時間相