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（C）

曲线运动 综合训练（C）

1.关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ）

A．物体做曲线运动时，速度可以不变

B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力一定改变

C．物体做变速率圆周运动时，其所受合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

2.如图是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间,如果网球离开球拍后,沿图中虚线做曲线运动,则图中能正确表示网球在相应点速度方向的是(   )

A.
B.
C.
D.

3.如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升。以下说法正确的是(   )。
 

A.物体B正向右做匀减速运动 B.物体B正向右做加速运动

C.地面对B的摩擦力减小 D.斜绳与水平方向成时，

4.2020年9月29日，第三届“龙行中原”河南省全民龙舟大赛（淅川站）激情开赛。如图所示，假设某龙舟队在比赛前划向比赛点的途中要渡过288 m宽、两岸平直的河，河中水流的速度恒为。龙舟从M处开出后实际沿直线到达对岸，若直线与河岸夹角为53°，龙舟在静水中的速度大小也为5.0 m/s，已知，龙舟可看作质点。则龙舟在水中的合速度大小v和龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间t分别为(   )。
 

A. B. C. D.

5.小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R。现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，如图所示。当地重力加速度的大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度应为(   )。

A. B. C. D.

6.如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放两颗炸弹，分别击中山坡上的点和点.释放两颗炸弹的时间间隔为，此过程中飞机飞行的距离为；击中的时间间隔为，两点间水平距离为.不计空气阻力.下列判断正确的是（   ）

A.  B.

C.  D.        

7.如图，两点为奶茶塑封机手压杆上的两点，在杆的顶端，为杆转动的轴，且。杆在向下转动的过程中，下列说法正确的是(   )

A．两点线速度大小之比为1:3

B．两点周期大小之比为1:1

C．两点角速度大小之比为3:2

D．两点向心加速度大小之比为1:2

8.两辆玩具车在各自的圆轨道上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为3∶4，转过的角度之比为2∶3，则它们的向心加速度大小之比为(   )

A.2∶1 B.1∶2 C.9∶16 D.4∶9

9.平昌冬奥会武大靖在500 m短道速滑项目中以39秒584的成绩为中国队夺得首金，同时也创造了新的世界纪录。运动员进入弯道时，身体会向弯道内侧倾斜，如图则武大靖在平滑冰面上匀速率转弯时（匀速圆周运动），下列说法正确的是(   )

A．所受的地面的作用力与重力平衡

B．冰面对武大靖支持力的方向斜向上

C．静摩擦力提供向心力

D．运动员进入弯道时，如果速度过快，离心力增大，他会做离心运动而滑离轨道

10.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是(   )

A.如图甲火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用

B.如图乙，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

C.如图丙所示两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度相同

D.如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的位置先后分别做匀速圆周运动，则在两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

11.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(   )

A.D点的速度比C点的速度大

B.A点的加速度与速度的夹角小于90°

C.A点的加速度比D点的加速度大

D.从A点到D点加速度与速度的夹角一直减小

12.如图所示是斜向上抛出物体的运动轨迹,点是轨迹最高点,是轨迹上等高的两个点.下列叙述中正确的是(不计空气阻力)(    )
 

A.物体在点的速度为零
B.物体在点的速度与在点的速度相同
C.物体在点、点的水平分速度均等于物体在点的速度
D.物体在各点的加速度都相同

13.如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处栓一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为l，现在杆的另一端用カ，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置，此过程中下列说法正确的是(   )

A．重物M做匀速直线运动 B．重物M做匀变速直线运动

C．重物M的最大速度是ωl D．重物M的速度先増大后減小

14.如图所示,用绳跨过定滑轮牵引小船,设水的阻力不变,则在小船匀速靠岸的过程中(   )

A.绳子的拉力不断增大 B.绳子的拉力不变
C.船所受浮力增大  D.船所受浮力变小

15.在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当时，下列说法正确的是（   ）

A.小球抛出点的位置坐标是 B.小球抛出点的位置坐标是

C.小球平抛初速度为2 m/s D.小球平抛初速度为1 m/s

16.如图所示，用长为的轻绳把一个铁球悬挂在高的点处，小铁球以为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点处，则有(   )

A.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为

B.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为

C.若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为

D.若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为

17.如图所示，一球绕中心线以角速度ω转动，则(   )
 

A.两点的角速度相等 B.两点的线速度相等

C.若，则 D.若，则

18.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱(   )
 

A.运动周期为  B.线速度的大小为

C.受摩天轮作用力的大小始终为  D.所受合力的大小始终为

19.如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点.设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动.已知跟竖直方向的夹角为60°，跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是(   )

A.细线和细线所受的拉力大小之比为

B.小球和的角速度大小之比为3:1

C.小球和的向心力大小之比为3:1

D.小球和的线速度大小之比为3:l

20.如图所示，半径分别为R和2R的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为2h和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数μ相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开圆盘甲后，未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（   ）

A．动摩擦因数μ一定大于

B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向一定与速度方向相同

C．离开圆盘后，a运动的水平位移等于b运动的水平位移

D．若，落地后a、b到转轴的距离之比为

答案以及解析

1.答案：D

解析：A. 物体做曲线运动时，速度的方向不断变化，速度一定是变化的。故A错误；

B. 物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不一定改变，如平抛运动。故B错误；

C. 物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向不一定指向圆心。故C错误；

D. 物体做勻速率曲线运动时，速度的大小不变，则其所受合外力的方向总是与速度方向垂直。故D正确

故选：D。

2.答案：B

解析：物体做曲线运动时，任意时刻的速度方向沿曲线上该点的切线方向，所以题图中能正确表示网球在相应点速度方向的是，B正确。

3.答案：D

解析：将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图所示，根据平行四边形定则有，所以，当α减小时，物体B的速度减小，但B不是做匀减速运动，A、B两项错误；在竖直方向上，对B有减小，则支持力增大，根据可知摩擦力增大，C项错误；根据，知斜绳与水平方向成30°时，，D项正确。
 

4.答案：A

解析：设龙舟头与航线之间的夹角为α，船速、水速与龙舟在水中的合速度如图所示，由几何知识得，龙舟在水中的合速度大小。航线的长度，故龙舟从M点沿直线到达对岸所经历的时间。
 

5.答案：A

解析：设伞边缘距地面的高度为h，伞边缘水滴的速度，水滴下落时间，水滴平抛的水平位移，如图所示。由几何关系得，可得，A项正确。
 

6.答案：A

解析：释放的炸弹做平抛运动，若落地点在同一水平面上，落地的时间间隔与释放的时间间隔相等，由于在点的上方，则击中的时间间隔．因炸弹飞行时间小于飞机的飞行时间，所以飞机飞行的距离为大于间的水平距离；故A正确BCD错误。

7.答案：B

解析：AC、因为A、B两点是同轴转动，所以A、B两点的角速度是相等的；由v=rω，可知线速度之比等于半径之比，故A、B两点线速度大小之比为3:2，故AC错误；
B、B、C两点的角速度是相等的，由可知B、C两点周期是相等的，故B正确；
D、由可知，加速度之比等于半径之比，故B、C两点向心加速度大小之比2:1，故D错误。
故选：B。

8.答案：B

解析：两玩具车的线速度之比，角速度之比，故它们的向心加速度之比，B正确．

9.答案：C
解析：AB.由题可知,运动员在水平面内做匀速圆周运动,则竖直方向冰面对武大靖支持力与重力是一对平衡力,所以支持力的方向竖直向上,运动员受到冰面的作用力是支持力与摩擦力的合力,所以冰面对运动员的作用力与重力不平衡,故AB错误;C.由题可知,运动员在水平面内做匀速圆周运动,水平方向由摩擦力来提供向心力,故C正确;D.运动员进入弯道时,如果谏度过快,需要的向心力增大,地面所提供的摩擦力增大,他可能会做离心运动而离轨道,不存在离心力,故D错误.

10.答案：C

解析：火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用，选项A错误;汽车过拱桥时，在最高点其加速度向下，汽车处于失重状态，选项B错误;对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有，得.可见，只要圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度相同，选项C正确；对小球进行受力分析，设支持力与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律有，得，可见，只要h越大，则角速度越小，与h无关，选项D错误。

11.答案：AD

解析：由题意知,质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合力也向下,B点之后质点做匀加速曲线运动,所以D点的速度比C点的速度大,故A正确。质点在A点受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A点的加速度与速度的夹角大于90°,故B错误。质点做匀变速曲线运动,加速度不变,故C错误。从A点到B点加速度与速度的夹角从大于90°一直减小;质点由B点到E点过程中,受合力的方向向下,速度的方向从水平向右变为斜向下,加速度与速度的夹角一直减小,故D正确。

12.答案：CD

解析：斜抛运动只受重力作用，故各点加速度相同都为重力加速度,选项D正确；又因水平方向匀速运动，故选项C正确，A错误；两点的速度大小相等，方向不同，故B错误．
思路分析：斜抛运动只受重力作用，故各点加速度相同都为重力加速度，在水平方向匀速运动。

13.答案：CD

解析：设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C点的线速度为ωL,把C点的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,由于绳不可伸长,因此C点在沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小,根据图中几何关系可知,C点速度在绳子方向上的分速度为ωLcosθ,θ的变化规律是开始最大(90°)然后逐渐变小,所以,ωLcosθ逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL;然后,θ又逐渐增大,ωLcosθ逐渐变小,绳子的速度变慢,所以知重物的速度先增大后减小,最大速度为ωL,故C、D正确,选项A、B错误。

14.答案：AD

解析：对小船进行受力分析,因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡状态,合力为0。

设拉力与水平方向的夹角为θ,有

①

②

船在匀速靠岸的过程中,θ增大,阻力不变,

根据平衡方程①可知,绳子的拉力增大,

根据平衡方程②可知,拉力增大,增大,所以船的浮力减小。

15.答案：BD

解析：在竖直方向，据得：，解得：。。设抛出点离A点的水平和竖直距离分别为，抛出点到达A点的时间为t，在竖直方向有：，，联立解得：。。因此，抛出点的坐标为，选项B、D正确。

16.答案：AC

解析：A、小球恰好能通过最高点处，重力提供向心力，绳子拉力为零

根据牛顿第二定律，有：

整个运动过程只有重力做功，根据机械能守恒定律，有：

联立解得：；

根据牛顿第二定律，在最低点：

得：

故小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为，最小为0，故A正确B错误；

C、若落到地面，根据机械能守恒定律，有：

解得：，故C正确；

D、若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为：、

得：，故D错误；

故选：AC。

17.答案：AC

解析：两点的角速度相等，由得，，若，则，故A、C正确，B、D错误。

18.答案：BD

解析：由可知A错误，B正确。由座舱做匀速圆周运动，可知座舱所受的合力提供向心力，，方向始终指向摩天轮中心，则座舱在最低点时，其所受摩天轮的作用力为，故C错误，D正确。

19.答案：AC

解析：A.对任一小球研究，设细线与竖直方向的夹角为θ，竖直方向受力平衡，则：

，解得：，所以细线和细线所受的拉力大小之比，故A正确；

B.小球所受合力的大小为，根据牛顿第二定律得：

得：，故B错误；

C.小球所受合力提供向心力，则向心力为：,小球和的向心力大小之比为：，故C正确；

D.，故D错误.

20.答案：ACD

解析：A．由题意可知，两物块随圆盘转动的角速度相同，当最大静摩擦力提供物体向心力时，此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度，为临界角速度，根据牛顿第二定律得解得b物体滑离圆盘乙的临界角速度为，同理可得，a物块的临界角速度为，由几何知识知，物体a滑离圆盘时，其位移的最小值为，由题意知，其未与圆盘乙相碰，根据平抛运动规律可知,解得所以A正确；B．离开圆盘前，a随圆盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力来提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴，B错误；C．由于,所以一定是b物块先离开圆盘，离开圆盘后，物块做平抛运动，对b物体的水平位移为,同理可得，a物体的水平位移为,故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移，所以C正确；D．当时a的落地点距转轴的距离为，同理，b的落地点距转轴的距离为，故，所以D正确。