2019屆高三物理名校試題彙編有詳解專題4曲線運動

2021-03-04 05:49:52 字數 4858 閱讀 2425

一、單項選擇題

1.(江西省臨川一中等2012屆高三聯考)下列關於運動和力的敘述中,正確的是( )

a.做曲線運動的物體,其加速度方向一定是變化的

b.物體做圓周運動,所受的合力一定指向圓心

c.物體所受合力方向與運動方向相反,該物體一定做直線運動

d.物體運動的速率在增加,所受合力方向一定與運動方向相同

1.c 解析:曲線運動是變速運動,其速度肯定變化,但其加速度不一定變化,如平拋運動等,選項a錯誤;只有在物體做勻速圓周運動時,其合力才指向圓心,選項b錯誤;若物體所受合力方向與運動方向相反,即合外力方向與速度方向在同一條直線上,那麼該物體一定做直線運動,選項c正確;物體所受合外力,可以沿運動方向和垂直運動方向分解,沿運動方向的分力改變物體的速率,而垂直運動方向的分力改變運動方向,所以若物體運動的速率在增加,只能說明其所受合力存在與運動方向相同的分量,而合外力不一定非要與運動方向相同,選項d錯誤。

本題答案為c。

2.(上海市吳淞中學2012屆高三第一學期期中考試)若已知物體運動的初速度v0的方向及它受到的恆定的合外力f的方向,圖a、b、c、d表示物體運動的軌跡,其中正確是的( )

2.b 解析:當物體所受合外力的方向與速度方向不在一條直線上時,物體做曲線運動,所以選項c錯誤;在物體做曲線運動時,運動的軌跡始終處在合外力方向與速度方向的夾角之中,並且合外力f的方向指向軌跡的凹側,據此可知,選項b正確,ad錯誤。

本題答案為b。

點評:對於曲線運動,要理解並牢記以下兩點:

(1)物體做曲線運動的條件:合外力的方向(或加速度的方向)與速度方向不在同一條直線上。

(2)運動軌跡的位置:在物體做曲線運動時,運動的軌跡始終處在合外力方向與速度方向的夾角之中,並且合外力f的方向指向軌跡的凹側。

3.(河北省正定中學2012屆高三上學期第二次月考)如圖所示,質量為m的物體從半徑為r的半球形碗邊向碗底滑動,滑到最低點時的速度為v。若物體滑到最低點時受到的摩擦力是f,則物體與碗的動摩擦因數為( )

a.f/mgbcd.

3.b 解析:設在最低點時,碗對物體的支援力為f,則f-mg=m ,解得f=mg+m。由f=μf解得μ= ,選項b正確。 本題答案為b。

4.(黑龍江省大慶實驗中學2012屆高三期中考試、江蘇省梅村高階中學2012屆高三11月測試卷)在雜技表演中,猴子沿豎直杆向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運動,同時人頂著直杆以速度水平勻速移動,經過時間t,猴子沿杆向上移動的高度為,人頂杆沿水平地面移動的距離為x,如圖所示。關於猴子的運動情況,下列說法中正確的是 ( )

a.相對地面的運動軌跡為直線b.相對地面做變加速曲線運動

c.t時刻猴子對地速度的大小為 d.t時間內猴子對地的位移大小為

4.d 解析:猴子在水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動,猴子的實際運動可以看做類平拋運動,其運動軌跡為曲線;因為猴子受到的合外力恆定(因為加速度恆定),所以相對地面猴子做的是勻變速曲線運動;t時刻猴子對地速度的大小為;t時間內猴子對地的位移大小為。

本題答案為d。

5.(雲南省昆明一中2012屆高三第三次月考理綜卷)如圖所示,一演員表演飛刀絕技,由o點先後丟擲完全相同的三把飛刀,分別垂直打在豎直木板上m、n、p三點.假設不考慮飛刀的轉動,並可將其看做質點,已知o、m、n、p四點距離水平地面高度分別為h、4h、3h、2h,以下說法正確的是( )

a.三把刀在擊中板時動能相同

b.三次飛行時間之比為1∶∶

c.三次初速度的豎直分量之比為3∶2∶1

d.設三次丟擲飛刀的初速度與水平方向夾角分別為θ1、θ2、θ3,則有θ1>θ2>θ3

5.d 解析:初速度為零的勻變速直線運動推論:

(1)靜止起通過連續相等位移所用時間之比t1∶t2∶t3∶…=1∶(-1)∶(-)∶…;(2)前h、前2h、前3h…所用的時間之比為1∶∶∶….

在本題中,三把飛刀做的都是斜拋運動,斜拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的勻變速直線運動。因為三把飛刀都是垂直打在木板上,所以飛刀在豎直方向上做勻減速直線運動,且末速度為零,而在水平方向上做勻速直線運動。採用逆向思維,把飛刀在豎直方向上的運動看作是初速度為零的勻加速直線運動,運用上述推論可知,三次飛行時間之比為tm∶tn∶tp=∶∶1,根據公式v=gt可知,三次初速度的豎直分量之比為vym∶vyn∶vyp=∶∶1,所以選項bc錯誤;設o點到豎直牆的水平距離為l,三次初速度的水平分量分別為vxm、vxn和vxp,它們也是三把飛刀擊中木板時的合速度,則vxmtm=vxntn=vxptp=l,又tm∶tn∶tp=∶∶1,所以vxm∶vxn∶vxp=∶∶1,可見,它們大小不等,所以三把刀在擊中板時的動能不相同,選項a錯誤;因為tanθ=,所以tanθ1=3,tanθ2=2,tanθ3=1,θ1>θ2>θ3,選項d正確。

6.(陝西西安八校2012屆高三上學期期中聯考)如圖所示,小車向右勻速行駛的過程中,重物將( )

a.勻速上公升b.勻加速上公升

c.做加速度逐漸增大的加速運動d.做加速度逐漸減小的加速運動

6.d 解析:本題屬於牽連類問題。

處理牽連運動問題一般按以下步驟進行:第一步:先確定合運動:

物體的實際運動就是合運動;第二步:確定合運動的兩個實際效果:一是沿牽引方向的平動效果,改變速度的大小;二是垂直於牽引方向的轉動效果,改變速度的方向;第三步:

按平行四邊形法則進行分解,作好運動向量圖。

重物與左段繩子上公升的速率相同,而左段繩子上公升的速率與右段繩子在沿繩長方向運動的速率是相等的,與車相連的端點的實際運動速度就是合速度,且與汽車速度v相同.分析右段繩子的運動可知,它其實同時參與了兩個分運動,即沿繩長方向運動和繞滑輪邊緣順時針轉動.將車速v分解為沿繩方向的速度v1和垂直繩子方向的速度v2,如圖所示.根據平行四邊形定則可得v1=vcosθ,所以,重物上公升速度的大小為v』=vcosθ,當車向右運動時,右段繩子與水平方向的夾角θ變小,所以重物上公升的速度vcosθ變大,即重物做加速運動;v2可以看作連線車子繞定滑輪做圓周運動的線速度,繩子張力t提高向心力,則t=,其中l為繩子從定滑輪的中心到車子的長度,因為θ變小時,v2=vsinθ變小,而l變大,所以t變小;再選取重物為研究物件,根據牛頓第二定律有a=(t-g物)/m物減小,所以重物做加速度逐漸減小的加速運動,選項d正確。

注意:也可根據數學導數知識判斷a的變化:,當θ變小時,sinθ變小,右邊繩子繞定滑輪轉動的角速度ω也變小,所以a變小。

7.(湖南省衡陽八中2012屆高三第二次月考)有一種雜技表演叫「飛車走壁」.由雜技演員駕駛電單車沿圓台形表演台的側壁,做勻速圓周運動.下圖中粗線圓表示電單車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h.下列說法中正確的是( )

a.h越高,電單車對側壁的壓力將越大 b.h越高,電單車做圓周運動的向心力將越大

c.h越高,電單車做圓周運動的週期將越小 d.h越高,電單車做圓周運動的線速度將越大

7.d 解析:電單車沿圓台形表演台的側壁做勻速圓周運動時的向心力由電單車的重力和側壁的支援力的合力提供,支援力n=mg/cosθ,向心力f向=mgtanθ,可見,n和f向只與側壁的傾角θ有關,而與高度h無關,即h變化時,n和f向不變,所以選項ab錯誤;根據f向=mv2/r,可得v2=grtanθ,當h越高時,軌道半徑r越大,所以線速度v越大,選項d正確;根據,v2=grtanθ,可得t∝,所以h越高時,r越大,t越大,選項c錯誤。

本題答案為d。

8.(四川省綿陽中學2012屆高三月考理綜卷)如圖所示,長為l的輕杆一端固定一質量為m的小球,另一端有固定轉軸o,杆可在豎直平面內繞轉軸o無摩擦轉動.已知小球通過最低點q時,速度大小為v = 2,則小球的運動情況為( )

a.小球不可能到達圓周軌道的最高點p

b.小球能到達圓周軌道的最高點p,但在p點不受輕杆對它的作用力

c.小球能到達圓周軌道的最高點p,且在p點受到輕杆對它向上的彈力

d.小球能到達圓周軌道的最高點p,且在p點受到輕杆對它向下的彈力

8.c 解析:只要小球到達最高點時的速度大小v≥0,就能到達最高點。

設球能夠到達最高點,且到達最高點時的速度為vp,則根據機械能守恆定律有,,又v = 2,可得vp=0,所以小球剛好能到達圓周軌道的最高點p;因為小球到達p點時的線速度vp=0,其向心力也為零,該位置處的合力為零,輕杆對小球的作用力平衡小球的重力,所以小球在p點受到輕杆對它向上的彈力,選項c正確。本題答案為c。

9.(湖北省武漢市部分學校2012屆高三11月聯考)地球可以看做乙個巨大的拱形橋,橋面的半徑就是地球的半徑 (約為6400 km)。地面上有一輛汽車在行駛,已知汽車的速度越大,地面對它的支援力就越小。當汽車的速度達到下列哪個值時,地面對車的支援力恰好為零( )

a.0.5 km/s b.7.9km/s c.11.2 km/s d.16.7 km/s

9.b 解析:若地面對車的支援力恰好為零,那麼車的重力提高向心力,即mg=mv2/r,所以。本題答案為b。

注意:解析給出的就是宇宙第一速度的推導原理和過程。

10.(上海市六校2012屆高三上學期12月份聯考、江西省南昌市2012屆高三聯考、湖北省黃岡中學2012屆高三月考)如圖所示,用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提公升重物m,長桿的一端放在地面上通過鉸鏈聯結形成轉軸,其端點恰好處於左側滑輪正下方o點處,在杆的中點c處拴一細繩,通過兩個滑輪後掛上重物m,c點與o點距離為l,現在杆的另一端用力,使其逆時針勻速轉動,由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平**過了90°角).下列有關此過程的說法中正確的是( )

a.重物m做勻速直線運動b.重物m做變速直線運動

c.重物m的最大速度是d.重物m的速度先減小後增大

10.b 解析:如上圖右圖所示,其中v為杆的中點c的合速度,v1為沿繩方向的分速度,v2為垂直於繩方向的分速度,θ為繩與杆之間的夾角,根據幾何關係有v1=vsinθ,又v=ωl,所以v1=ωlsinθ,因為重物m上公升的速度等於繩子沿繩方向運動的速度,即大小等於v1,因為在杆由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平**過了90°角)的過程中,θ從0逐漸增大到90°,然後繼續增大到某一大於90°的值,所以v1先增大到最大值ωl,再減小。綜上分析,只有選項b正確。

本題答案為b。

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