2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题四 曲线运动 综合训练（A）

曲线运动 综合训练（A）

1.关于曲线运动下列叙述正确的是(   )

A．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动

B．物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能作曲线运动

C．物体只要受到变化的外力作用时，就一定做曲线运动

D．平抛运动是一种匀变速曲线运动

2.在演示“做曲线运动的条件”的实验中，有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球，第一次在其速度方向上放置条形磁铁，第二次在其速度方向的一侧放置条形磁铁，如图所示，虚线表示小球的运动轨迹.观察实验现象，以下叙述正确的是(   )

A.第一次实验中，小钢球的运动是匀变速直线运动

B.第二次实验中，小钢球的运动是类平抛运动，其轨迹是一条抛物线

C.该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿运动轨迹的切线方向

D.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上

3.某一物体在y方向（竖直方向且向上方向为正方向）和x方向（水平方向）运动的图象如图甲、乙所示.对于物体在内运动情况，下列说法正确的是(   )

A.物体在时刻处于失重状态 B.物体在这段时间内沿直线飞行

C.物体在时上升至最高点 D.物体在时间内做匀变速运动

4.甲、乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角，如图所示．设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的球拍的速度与乒乓球击打乙的球拍的速度之比为(   )

A. B. C. D.

5.芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军。如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图,拉林托从助滑雪道上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,E点是运动轨迹上的某一点,在该点拉林托的速度方向与轨道平行,设拉林托从C点到E点与从E点到D点的运动时间分别为,,垂直,则(   )

A. B. C. D.

6.如图所示,在一次演习中,离地H高处的飞机以水平速度发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度竖直向上发射炮弹拦截.设拦截系统与飞机的水平距离为s若拦截成功,不计空气阻力,则、的关系应满足(   )

A.  B.  C.  D.

7.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为轮的半径与C轮相同，它与B轮紧靠在一起.当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也会随之无滑动地转动.分别为三个转轮边缘上的三个点，在运动过程中，三点的(   )
 

A.线速度大小之比为3:2:2 B.角速度大小之比为3:3:2

C.转速之比为2:3:2  D.向心加速度大小之比为9:6:4

8.下列各种运动中,不属于匀变速运动的是(   )

A.斜抛运动 B.匀速圆周运动 C.平抛运动 D.竖直上抛运动

9.大部分过山车的竖直回环轨道均不是正圆，而是上下高、左右窄的扁轨道结构，如图甲所示．乙图为简化后的示意图，一辆小车(可视为质点)从倾斜轨道某一确定高度由静止释放，不计一切阻力，当小车运动到扁轨道最高点时，与在相同高度的正圆轨道最高点相比(   )

A.在扁轨道上小车向心力更大，对轨道压力更大

B.在扁轨道上小车速度更大，对轨道压力更大

C.在扁轨道上小车加速度更小，对轨道压力更小

D.在扁轨道上小车机械能更小，对轨道压力更小

10.如图所示，质量相同的小球1、2用细绳连接，小球1用细绳系于O点，两细线长度相同，小球1、2绕竖直轴OO '以相同的角速度做匀速圆周运动时，下列四个图中可能正确的是（空气阻力忽略不计）（   ）

A． B． 

C． D．

11.关于曲线运动，下列说法正确的是（   ）

A.做曲线运动的物体的速度大小可能不变，所以其加速度可能为零

B.做曲线运动的物体在某点的速度方向是该点的切线方向

C.做曲线运动的物体的速度方向一定改变，但速度大小可以不变

D.做曲线运动的物体的速度方向可以不变，但速度大小一定改变

12.关于物体所受合外力的方向,下列说法正确的是(   )

A.物体做速率逐渐增大的直线运动时,其所受合外力的方向一定与速度方向相同
B.物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向一定改变
C.物体做变速率圆周运动时,其所受外力的方向一定指向圆心
D.物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直

13.一质点在水平面内运动，在水平面内沿相互垂直的方向建立直角坐标系，质点在两方向上的速度图象分别如图所示，则（   ）

A.该质点做直线运动

B.该质点做加速度恒为的曲线运动

C.时，质点速度的大小为

D.时，质点速度的大小为

14.一条宽为的河流，河水流速为，船在静水中的速度为均不等于零。设船头的指向与上游河岸的夹角为，要使船划到对岸时航程最短，则可能满足(   )

A． B． C． D．

15.在足球训练中，甲、乙两运动员面对面练习掷接界外球，甲掷出点的实际高度为，乙的身高为，甲到乙的距离为，若足球水平掷出恰好落在乙的头顶，足球可视为质点，重力加速度取，不计空气阻力。则下列说法中正确的是(   )

A.甲掷足球的初速度大小为

B.甲仅增大掷出点的实际高度，则球落点可能在乙前面

C.甲仅增大掷足球的初速度，则球落点一定在乙后面

D.掷出点高度不变，为使球恰好落在乙脚下，甲掷足球的初速度大小为

16.如图所示，某次足球训练，守门员将静止的足球从点踢出，球斜抛后落在60m外地面上的点。发球的同时，前锋从距点11.5m 的点向点做匀加速直线运动，其初速度为2m/s，加速度为4，当其速度达到8m/s后保持匀速运动。若前锋恰好在点追上足球，球员和球均可视为质点，忽略球在空中运动时的阻力，重力加速度取 10 。下列说法正确的是（   ）

A.前锋加速的距离为7.5m  B.足球在空中运动的时间为 2.3s

C.足球运动过程中的最小速度为30 m/s D.足球上升的最大高度为10m

17.如图所示的皮带传动装置中，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半．三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则(   )

A.两点的线速度大小之比为2∶1 B.两点的角速度大小之比为1∶2

C.两点向心加速度大小之比为2∶1 D.两点的向心加速度大小之比为1∶4

18.在地球表面处取这样几个点：北极点A，赤道上一点弧的中点C，过C点的纬线上取一点D，如图所示，则(   )

A.三点的角速度相同 B.两点的线速度大小相等

C.两点的向心加速度大小相等 D.两点的向心加速度大小相等

19.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图象如图乙所示.则(   )

A.小球的质量为  B.当地的重力加速度大小为

C.时，小球对杆的弹力方向向上 D.时，小球受到的弹力与重力大小相等

20.如图所示,轻杆长,在杆两端分别固定质量分别为的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定的初速度后,杆和球在竖直平面内转动.某时刻球B运动到最高点,此时杆对球B恰好无作用力,重力加速度为g,忽略空气阻力.则(   )

A.

B.此时球B的速度大小为

C.此时球A的速度大小为
D.此时水平转轴对杆的作用力大小等于

答案以及解析

1.答案：D

解析：A.由于匀速圆周运动所受的合外力是向心力，方向时刻在变，所以其合外力是变力，则物体在恒力作用下，不可能做匀速圆周运动。故A错误。

B.物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，如平抛运动，故B错误。

C.物体受到变力的作用，若外力的方向始终与速度的方向在同一条直线上，物体就做直线运动。故C错误；

D.平抛运动只受重力，加速度为g，保持不变，所以平抛运动是一种匀变速曲线运动。故D正确。

故选：D

2.答案：D

解析：由于磁铁对小钢球吸引力的大小与二者的距离呈负相关，所以第一次实验中，小钢球的运动是加速度越来越大的变加速直线运动，选项A错误；类平抛运动所受的合外力为恒力，而第二次实验中，小钢球受到磁铁的吸引力不是恒力，所以选项B错误；该实验不能说明做曲线运动的物体的速度方向沿运动轨迹的切线方向，选项C错误；该实验通过对比两次实验现象，说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上，选项D正确.

3.答案：D

解析：依据图象可知，物体在2 s时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，而在水平方向上则是做匀减速直线运动，则物体有竖直向上的加速度，那么物体处于超重状态，不是失重状态，选项A错误；由图象可知，物体在这段时间内，竖直方向向上做匀加速直线运动，而水平方向做匀减速直线运动，易知合加速度与合初速度不共线，所以物体做曲线运动，即物体沿曲线上升，选项B错误；物体在竖直方向，选向上做匀加速度直线，后向上做匀减速直线运动，因此在4s时刻没有上升至最高点，选项C错误；物体在时间内，水平方向做匀速直线运动，而竖直方向向上做匀减速直线运动，因此合运动做匀变速运动，选项D正确.

4.答案：C

解析：由题可知，乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动，根据斜上抛运动的特点可知，乒乓球在水平方向的分速度大小保持不变，竖直方向的分速度是不断变化的，由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直，在甲处：；在乙处：；所以：＝．故C正确，ABD错误

5.答案：B

解析：将拉林托的运动分解为平行于滑道方向的匀加速直线运动和垂直于滑道方向的类似竖直上抛运动,则由类似竖直上抛运动的对称性可知,因在平行方向拉林托做匀加速运动,所以,只有选项B正确。

6.答案：D

解析：炮弹运行的时间,在这段时间内飞机发射炮弹在竖直方向上的位移,,拦截炮弹在这段时间内向上的位移, ,则所以, ,故C正确,A、B、D错误.

7.答案：D

解析：A轮、B轮靠摩擦传动，两轮边缘点的线速度大小相等，故，根据公式，有，根据，有，根据，有.B轮、C轮是共轴转动，角速度相等，故.根据公式，有，根据，有，根据，有.综合得到，，，故选D.

8.答案：B

解析：匀变速运动指的是加速度不变的运动．据斜抛运动、平抛运动及竖直上抛运动的定义可知，三种运动中均是只有重力作用，运动的加速度都是重力加速度，即这三种运动都是匀变速运动，而匀速圆周运动的加速度方向指向圆心，故此加速度时刻在变化，匀速圆周运动属于变加速运动，符合题意的选项为B.

9.答案：A

解析：ABC．从释放点到最高点，由动能定理，由于扁轨道与正圆轨道最高点相同，所以在最高点速度相同，
在最高点时，扁轨道的轨道半径小于圆轨道的轨道半径，根据向心力公式可知，在扁轨道上小车向心力更大，向心加速度更大，对轨道压力更大，BC错误，A正确；
D．由于不计一切阻力，小车在扁轨道上的机械能与在圆轨道上的机械能相同，D错误。
故选：A。

10.答案：D

解析：设悬点到圆心的高度为h，由牛顿第二定律得解得，先把球1和球2看作两个不同绳长的圆锥摆，因为是恒量，若则解得，即时，球1比球2转得快；若把两个小球连在一起转动，球1将变慢，角速度变小，增大，球1下降，球2将变快，角速度增大，减小，球2上升。

11.答案：BC

解析：物体做曲线运动时，一定受到不为零的力作用，故物体一定有加速度，但物体的速度大小可能不变，仅仅是速度的方向发生改变，也可能是物体的速度大小、方向都发生改变，故A、D错.由曲线运动的特点可知，B、C正确.

12.答案：AD

解析：已知物体做直线运动,说明加速度与速度共线,又知速率逐渐增加,说明加速度与速度同向,故其所受合外力的方向一定与速度方向相同,A正确;物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向不一定改变,如做平抛运动的物体,B错误;物体只有在做匀速率圆周运动时,合外力才全部充当向心力,物体做变速率圆周运动时,只是合外力有指向圆心的分量,但其所受合外力的方向不指向圆心,故C错误;物体做匀速率曲线运动时,据动能定理可知合外力不做功,故物体所受合外力的方向总是与速度方向垂直,D正确。本题选AD。
【考点定位】考查物体运动所需的条件,重在考查理解能力。

13.答案：BC

解析：A.据题意，物体在两个互相垂直方向上运动，即x与y方向垂直，且质点在x方向做初速度为零的匀加速直线运动，在y方向做匀速直线运动，依据运动的合成与分解，则质点作匀变速曲线运动，故A错误；
B.，；依据运动的合成与分解，则有质点做加速度恒为的曲线运动，故B正确；
CD.末，，，因而，故C正确，D错误；
故选：BC。

14.答案：CD
解析：由题意可知,当船在静水中的速度大于河水流速,即时，船的合速度垂直河岸，航程最短，如图所示，

则有：；

当船在静水中的速度小于河水流速,即时，船的合速度垂直船的速度，航程最短，如图所示，

则有：；故CD正确，AB错误；

故选：CD

15.答案：AC

解析：由平抛运动的公式得，足球在空中的运动时间为，为使球恰好落在乙头顶，则，甲到乙的距离为，足球的初速度约为，选项A正确；水平位移，由高度和初速度共同决定，所以选项B错误、C正确；足球在空中的运动时间为，所以足球的初速度为，故选项D错误。

16.答案：AC

解析：A. 前锋做匀加速直线运动,初速度为2m/s,加速度为4,末速度为8m/s,根据速度−位移公式可知,,代入数据解得，A正确；

B. 前锋和足球运动时间相等,前锋加速运动时间,匀速运动时间，故足球在空中运动的时间为2s，B错误；

C. 足球水平方向上做匀速直线运动，位移为60m，时间为2s，故运动过程中的最小速度为30m/s，C正确；

D. 足球竖直方向上做竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,上升时间为1s,最大高度，D错误。

17.答案：BD

解析：设乙的半径为r，则甲和丙的半径为.因为甲和乙用传送带连接，所以A点和B点的线速度相同，即，故选项A错误；乙和丙同轴转动，所以B点、C点的角速度相同，即，又因为，所以，即，故选项B正确；由可知：，故选项C错误；，故选项D正确．

18.答案：ABD

解析：地球表面各点(南北两极点除外)的角速度都相同，A对；由知，，B对；由知，，C错，D对．

19.答案：CD

解析：由题图乙知,小球在最高点时,若,则;若,则,则有,解得,故A、B错误.当时,杆对小球弹力的方向向上,当时,杆对小球弹力的方向向下,所以当时,杆对小球弹力方向向下,小球对杆的弹力方向向上,故C正确.时,有,解得,即小球受到的弹力与重力大小相等,故D正确.

20.答案：BC

解析：由题目所给条件无法得到两小球的质量关系,A错误;球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力,即重力恰好提供向心力,则,解得,B正确;由于两球的角速度相等,由得球A的速度大小为,C正确;B球运动到最高点时,对杆无弹力,A球由重力和拉力的合力提供向心力,有,解得,可得水平转轴对杆的作用力大小为,D错误.