2019年高考物理 真题和模拟题分项汇编 专题05 曲线运动(含解析)

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曲线运动1(2019新课标全国卷)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其vt图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则A第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【答案】BD【解析】A由vt图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A错误;B由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故B正确C由于vt斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由,易知a1a2,故C错误;D由图像斜率,速度为v1时,第一次图像陡峭,第二次图像相对平缓,故a1a2,由Gfy=ma,可知,fy1fy2,故D正确。2(2019江苏卷)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,重力加速度为g,则座舱A运动周期为B线速度的大小为RC受摩天轮作用力的大小始终为mgD所受合力的大小始终为m2R【答案】BD【解析】由于座舱做匀速圆周运动,由公式,解得:,故A错误;由圆周运动的线速度与角速度的关系可知,故B正确;由于座舱做匀速圆周运动,所以座舱受到摩天轮的作用力是变力,不可能始终为,故C错误;由匀速圆周运动的合力提供向心力可得:,故D正确。3(2019浙江选考)一质量为2.0103 kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4104 N,当汽车经过半径为80 m的弯道时,下列判断正确的是A汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4104 NC汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑D汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2【答案】D【解析】汽车转弯时受到重力,地面的支持力,以及地面给的摩擦力,其中摩擦力充当向心力,A错误;当最大静摩擦力充当向心力时,速度为临界速度,大于这个速度则发生侧滑,根据牛顿第二定律可得,解得,所以汽车转弯的速度为20 m/s时,所需的向心力小于1.4104 N,汽车不会发生侧滑,BC错误;汽车能安全转弯的向心加速度,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2,D正确。4(2019山东省德州市高三模拟)中国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“山西刀削面”堪称天下一绝,传统的操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,将削出的小面圈的运动视为平抛运动,且小面圈都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是A运动的时间都相同B速度的变化量都相同C落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍D若初速度为v0,则【答案】C【解析】A、根据可得运动的时间,所有小面圈在空中运动的时间都相同,故选项A正确;B、根据可得所有小面圈的速度的变化量都相同,故选项B正确;CD、因为水平位移的范围为,则水平最小初速度为,水平最大初速度为:,则水平初速度速度的范围为:;落入锅中时,最大速度,最小速度为,故选项D正确,C错误。故选C。5(2019湖南省衡阳市三模)如图所示,地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽,O为圆心、AB为水平直径,现将小球(可视为质点)从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点:若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,C、D两点等高,OC与水平方向的夹角60,不计空气阻力,则下列说法正确的是Av1:v21:4B小球从开始运动到落到凹槽上的过程中,其两次的动量变化量相同C小球落在凹槽上时,其两次的重力的瞬时功率不同D小球落到C点时,速度方向可能与该处凹槽切面垂直【答案】B【解析】过C与D分别做AB的垂线,交AB分别与M点与N点,如图:则OMONRcos600.5R;所以AM0.5R,AN1.5R;由于C与D点的高度是相等的,由:hgt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移为:xv0t,可得,故A错误;它们速度的变化量:vgt,二者运动的时间是相等的,则它们速度的变化量也相等,根据P=mv可知动量变化量相等。故B正确;两次的位移分别为:AD和AC,显然AC2AD,所以前后两次的平均速度之比不等于1:2,故C错误;球落到C点时,若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC,O点应为AM的中点,显然不是,故D错误。6(2019福建省厦门外国语学校高三最后一模)如图所示,三个质量相等的小球A、B、C从图示位置分别以相同的速度v0水平向左抛出,最终都能到达坐标原点O。不计空气阻力,x轴所在处为地面,则可判断A、B、C三个小球A在空中运动过程中,重力做功之比为1:2:3B在空中运动过程中,动量变化率之比为1:2:3C初始时刻纵坐标之比为1:4:9D到达O点时,速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1:4:9【答案】C【解析】AC项:根据x=v0t,水平初速度相同,A、B、C水平位移之比为1:2:3,所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3,初始时刻纵坐标之比既该过程小球的下落高度之比,根据,初始时刻纵坐标之比为1:4:9,重力做功之比为h之比,即为1:4:9,故A错误,C正确;B项:动量的变化率为合外力即重力,重力相同,则动量的变化率相等,故B错误;D项:竖直向速度之比为1:2:3,水平向速度相向,而速度方向与水平方向夹角的正切值为,则其比值为1:2:3,故D错误。7(2019东北三省四市高考二模)在水平地面上有相距为L的A、B两点,甲小球以v110 m/s的初速度,从A点沿与水平方向成30角的方向斜向上抛出,同时,乙小球以v2的初速度从B点竖直向上抛出。若甲在最高点时与乙相遇,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法错误的是A乙球的初速度v2一定是5 m/sB相遇前甲球的速度可能小于乙球的速度CL为2.5mD甲球与乙球始终在同一水平面上【答案】B【解析】甲球竖直方向的初速度vyv1sin305 m/s,水平方向的初速度v0v1cos305m/s。甲球在最高点与乙球相遇,说明甲球和乙球在竖直方向具有相同的运动规律,则乙球的初速度v2vy5 m/s,故A正确;相遇前甲球的水平速度不为零,竖直方向与乙球的速度相同,所以在相遇前甲球的速度不可能小于乙球的速度,故B错误;相遇时间t0.5s,则Lv0t2.5m,故C正确;由于甲球和乙球竖直方向的运动情况相同,所以甲球与乙球始终在同一水平面上,故D正确。本题选错误的,故选B。8(2019辽宁省沈阳市三模)如图所示,水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道相连,且固定在同一个竖直面内。将一只质量为m的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速释放。为使小球在沿圆轨道运动时始终不脱离轨道,这个高度h的取值可为A2.2rB1.2rC1.6rD0.8r【答案】D【解析】小球可能做完整的圆周运动,刚好不脱离圆轨时,在圆轨道最高点重力提供向心力:;由机械能守恒得:,解得:h=2.5r。也可能不超过与圆心等高处,由机械能守恒得:mgh=mgr,得:h=r,综上得为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道,h的范围为:hr或h2.5r;故A、B、C错误,D正确。故选D。9(2019广东省高三下学期第一次模拟考试)如图所示,某同学将三个完全相同的物体从A点沿三条不同的路径抛出,最终落在与A点同高度的三个不同位置,三条路径的最高点是等高的,忽略空气阻力,下列说法正确的是A三个物体抛出时初速度的水平分量相等B沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长C该同学对三个物体做的功相等D三个物体落地时重力的瞬时功率一样大【答案】D【解析】根据斜抛的运动规律知,三条路径的最高点是等高的,故三个物体的竖直方向上面分速度相同,其总的运动时间,也相同,水平位移大的水平分速度大,AB错误;同学对小球做功,小球获得初动能,由于三个小球竖直方向分速度相同,第3个小球水平位移大,则第3个小球水平分速度大,故第3个小球合初速度大,故第3个小球的初动能大,人对它做功最多,C错误;由于斜抛的时候,竖直分初速度相同,落地时的竖直方向分速度也相同,均等于,所以落地时重力的瞬时功率一样大,D正确。10(2019山东省聊城市高三下学期三模)为了研究平抛物体的运动,用两个完全相同的小球A、B做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球立即水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球同时落地。A、B两小球自开始下落到落地前的过程中,两球的A速率变化量相同B速度变化率不同C动量变化量相同D动能变化量不同【答案】C【解析】速率是标量,其变化量直接相减,A的速率变化量等于末速度的大小减小水平方向初速度的大小,B的速率变化量等于落地时竖直方向的速度大小,两者大小不相等,A错误;速度变化率指的就是两球的加速度,均为g,相同,B错误;两个小球所受重力相同,落地时间相同,动量的变化量相同为mgt,C正确;下落高度相同,重力做功相同,动能的变化量等于重力做功,相同,D错误。11(2019安徽省安庆市市示范中学高三联考)乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动,如图所示,某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直而内做匀速圆周运动。下列说法正确的是A该同学运动到最低点时,座椅对他的支持力大于其所受重力B摩天轮转动过程中,该同学所受合外力为零C摩天轮转动过程中,该同学的机械能守恒D摩天轮转动周的过程中,该同学所受重力的冲量为零【答案】A【解析】圆周运动过程中,由重力和支持力的合力提供向心力F,在最低点,向心力指向上方,所以F=Nmg,则支持力N=mg+F,所以支持力大于重力,故A正确,B错误;机械能等于重力势能和动能之和,摩天轮运动过程中,做匀速圆周运动,乘客的速度大小不变,则动能不变,但高度变化,所以机械能在变化,故C错误;转动一周,重力的冲量为I=mgT,不为零,故D错误。12(2019湖南省长沙市雅礼中学高三下学期一模)从离水平地面高H处以速度v0水平抛出一个小球A,同时在其正下方地面上斜抛另一个小球B,两球同时落到地面上同一位置,小球B在最高点时,距地面的高度为h,速度为v,则以下关系正确的是Ah=H,v=v0BhCh=Dh=【答案】D【解析】斜抛可以看成对称的两段平抛,则,得;,则,故选D。13(2019湖北省宜昌市高三模拟)如图所示,斜面底端上方高h处有一小球以水平初速度抛出,恰好垂直打在斜面上,斜面的倾角为30,重力加速度为g,下列说法正确的是A小球打到斜面上的时间为B要让小球始终垂直打到斜面上,应满足h和成正比关系C要让小球始终垂直打到斜面上,应满足h和的平方成正比关系D若高度h一定,现小球以不同的平抛,落到斜面上的速度最小值为【答案】ACD【解析】A、设小球打到斜面上的时间为t,恰好垂直打在斜面上,根据几何关系可得,解得,故A正确;BC、要让小球始终垂直打到斜面上,小球平抛运动的水平位移,小球落在斜面上,根据几何关系得:,代入解得:,和的平方成正比关系,故B错误,C正确;D、小球落在斜面上时的竖直分速度,由于,速度,联立解得:,根据数学知识可知,积一定,当二者相等时和有最小值,故最小值为,故D正确。14(2019四川省成都市高三三模)如图,竖直平面内有a、b、c三个点,b点在a点正下方,b、c连线水平。现准备将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从a点以初动能Ek0抛出。第一次,不加电场,沿水平方向抛出小球,经过c点时,小球动能为5Ek0;第二次,加一方向平行于abc所在平面、场强大小为的匀强电场,沿某一方向抛出小球,小球经过c点时的动能为13Ek0。不计空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是A所加电场的方向水平向左Ba、b两点之间的距离为Cb、c两点之间的距离为Da、c间的电势差【答案】CD【解析】B、不加电场时,只有重力做功,根据动能定理得:,解得:,故B错误;C、不加电场时小球做平抛运动,竖直方向:,水平方向:,又,联立解得:,故C正确;D、加电场时,根据动能定理得:,解得:,故D正确;A、根据得,ac沿电场方向距离为:,又沿着电场方向电势逐渐降低可知,电场方向水平向右,故A错误。15(2019山西省太原市第五中学高三模考)用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A、B的质量均为2m,小球C、D、E的质量均为m。现将A、B两小球置于距地面高h处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中A小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒B小球B的机械能一直减小C小球B落地的速度大小为D当小球A的机械能最小时,地面对小球C的支持力大小为mg【答案】CD【解析】小球A、B、C、D、E组成的系统机械能但动量不守恒,故A错误;由于D球受力平衡,所以D球在整个过程中不会动,所以轻杆DB对B不做功,而轻杆BE对B先做负功后做正功,所以小球B的机械能先减小后增加,故B错误;当B落地时小球E的速度等于零,根据功能关系可知小球B的速度为,故C正确;当小球A的机械能最小时,轻杆AC没有力,小球C竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D正确,故选CD。11
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