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文檔簡介
202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之曲線運動(一)
一,選擇題(共20小題)
1.(2025?選擇性)如圖,趣味運動會的“聚力建高塔”活動中,兩長度相等的細(xì)繩一端系在同一塔塊匕
兩名同學(xué)分別握住繩的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向運動。為使塔塊沿豎直方向勻速
C.先減小后增大D.先增大后減小
2.(2025?山東)某同學(xué)用不可伸長的細(xì)線系一個質(zhì)量為0.1kg的發(fā)光小球,讓小球在豎直面內(nèi)繞一固定點
做半徑為0.6m的圓周運動。在小球經(jīng)過最低點附近時拍攝了一張照片,曝光時間為由于小球運
50
動,在照片上留卜了一條長度約為半徑:的圓弧形徑跡。根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算小球在最低點時細(xì)線的拉力
大小為()
A.UNB.9NC.7ND.5N
3.(2025?云南)如圖所示,某同學(xué)將兩顆鳥食從O點水平拋出,兩只小鳥分別在空中的M點和N點同時
接到鳥食。鳥食的運動視為平拋運動,兩運動軌跡在同一豎直平面內(nèi),則()
A.兩顆鳥食同時拋出
B.在N點接到的鳥食后拋出
C.兩顆鳥食平拋的初速度相同
D.在M點接到的鳥食平拋的初速度較大
4.(2025?重慶)“魔幻”重慶的立體交通層疊交錯,小明選取其中兩條線探究車輛的運動。如圖所示,輕
軌列車與汽車以速度2Vo分別從M和N向左同時出發(fā),列車做勻速直線運動,汽車在長為s的NO段
做勻減速直線運動并以速度V。進(jìn)入半徑為R的OP圓弧段做勻速I員1周運動。兩車均視為質(zhì)點,則()
M
B.汽車到O點時,列車行駛距離為了
2Vo
C.汽車在OP段向心加速度大小為才
4詔
D.汽車在OP段向心加速度大小為
5.(2025?江蘇)游樂設(shè)施“旋轉(zhuǎn)杯”的底盤和轉(zhuǎn)杯分別以0、0'為轉(zhuǎn)軸,在水平面內(nèi)沿順時針方向勻速
轉(zhuǎn)動。0'固定在底盤上。某時刻轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)到如圖所示位置,杯上A點與0、0'恰好在同一條直線上。
B.0'點做勻速圓周運動
C.此時A點的速度小于0'點
D.此時A點的速度等于O'點
6.(2025?湖北)某網(wǎng)球運動員兩次擊球時,擊球點離網(wǎng)的水平距離均為L,離地高度分別為aL,網(wǎng)球
離開球拍瞬間的速度大小相等,方向分別斜向上、斜向下,且與水平方向夾角均為6。擊球后網(wǎng)球均剛
好直接掠過球網(wǎng),運動軌跡平面與球網(wǎng)垂直,忽略空氣阻力,tanO的值為()
1111
A.~B.~C.-D.-
2346
7.(2025?河北)某同學(xué)在傍晚用內(nèi)嵌多個彩燈的塑料繩跳繩,照片錄了彩燈在曝光時間內(nèi)的運動軌跡,
簡圖如圖。彩燈的運動可視為勻速圓周運動,相機(jī)本次曝光時間是二s,圓弧對應(yīng)的圓心角約為30°,
30
則該同學(xué)每分鐘跳繩的圈數(shù)約為()
C.150D.180
8.(2024?湖北)如圖所示,有五片荷葉伸出荷塘水面,一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處
荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi),a、b高度相同,c>d高度相同,a、b分別在c、d正上方。
將青蛙的跳躍視為平拋運動,若以最小的初速度完成跳躍,則它應(yīng)跳到()
A.荷葉aB.荷葉bC.荷葉cD.荷葉d
9.(2024?江蘇)噴泉a、b形成如圖所示的形狀,不計空氣阻刀,則噴泉a、5的()
B.初速度相同
D.在空中的時間相同
10.(2024?浙江)如圖所示,小明取山泉水時發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍,在地面
上平移水桶,水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A。已知桶高為h,直徑為D,則水離開出水口
的速度大小為()
細(xì)水管
A
D
B.一
4
D.島
IL(2024?選擇性)“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見的技巧。如圖,當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動時,球
面上P、Q兩點做圓周運動的()
A.半徑相等B.線速度大小相等
C.向心加速度大小相等D.角速度大小相等
12.(2024?廣東)如圖所示,在細(xì)繩的拉動下,半徑為1■的卷軸可繞其固定的中心點O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,
卷軸上沿半徑方向固定著長度為1的細(xì)管,管底在O點,細(xì)管內(nèi)有一根原長為1勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)
彈簧,彈簧底端固定在管底,頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動細(xì)繩時,插
銷做勻速圓周運動,若v過大,插銷會卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動停止。忽略摩擦力,彈簧在彈性限
度內(nèi),要使卷軸轉(zhuǎn)動不停止,v的最大值為()
D.1
C.7倍m
13.(2024?海南)在跨越河流表演中,一人騎車以25m/s的速度水平?jīng)_出平臺,恰好跨越長x=25m的河
流落在河對岸平臺上,已知河流寬度25m,不計空氣阻力,取g=10nVs2,則兩平臺的高度差h為()
25m
A.0.5mB.5mC.10mD.20m
14.(2024?江蘇)生產(chǎn)陶瓷的工作臺勻速轉(zhuǎn)動,臺面面上掉有陶屑,陶屑與桌面間的動摩擦因數(shù)處處相同
(臺面夠大),則()
A.離軸OO'越遠(yuǎn)的陶屑質(zhì)量越大
B.離軸OO'越近的陶屑質(zhì)量越大
C.只有平臺邊緣有陶屑
D.離軸最遠(yuǎn)的陶屑距離不超過某一值R
15.(2023?乙卷)小車在水平地面上沿軌道從左向右運動,動能一直增加。如果用帶箭頭的線段表示小車
在軌道上相應(yīng)位置處所受合力,下列四幅圖可能正確的是()
16.(2024?江蘇)如圖所示,細(xì)繩穿過豎直的管子拴住一個小球,讓小球在A高度處的水平面內(nèi)做勻速圓
周運動,現(xiàn)用力將細(xì)繩緩慢下拉,使小球在B高度處的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,不計一切摩擦,則
()
a
I
中
A.線速度VA>VBB.角速度3A>3B
C.向心加速度aA〈aBD.向心力FA>FB
17.(2023?甲卷)一質(zhì)點做勻速圓周運動,若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比,運動周期與
軌道半徑成反比,則n等于()
A.1B.2C.3D.4
18.(2023?北京)在太空實驗室中可以利用勻速圓周運動測量小球質(zhì)量。如圖所示,不可伸長的輕繩一端
固定于0點,另一端系一待測小球,使其繞O做勻速圓周運動。用力傳感器測得繩上的拉力為F,用
停表測得小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時間為t,用刻度尺測得O點到球心的距離為圓周運動的半徑Ro下列說
法正確的是()
A.圓周運動軌道可處于任意平面內(nèi)
FRt2
B.小球的質(zhì)量為
C.若誤將n-1圈記作n圈,則所得質(zhì)量偏大
D.若測R時未計入小球半徑,則所得質(zhì)量偏小
19.(2023?湖南)如圖(a),我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撤谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩
顆的運動軌跡如圖(b)所示,其軌跡在同一豎直平面內(nèi),拋出點均為O,且軌跡交于P點,拋出時谷
粒1和谷粒2的初速度分別為VI和V2,具中V|方向水平,V2方向斜向上。忽略空氣阻力,關(guān)于兩谷粒
在空中的運動,下列說法正確的是()
圖(a)圖(b)
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B.谷粒2在最高點的速度小于vi
C.兩谷粒從O到P的運動時間相等
D.兩谷粒從O到P的平均速度相等
20.(2023?江蘇)達(dá)?芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗:一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動,
沿途連續(xù)漏出沙子。若不計空氣阻力,則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是()
|運動方向一|運動方向一
A.B.
202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之曲線運動(一)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共20小題)
題號1234567891011
答案BCDBBCCCACD
題號121314151617181920
答案ABDDCCABD
一,選擇題(共20小題)
I.(2025?選擇性)如圖,趣味運動會的“聚力建高塔”活動中,兩長度相等的細(xì)繩一端系在同一塔塊上,
兩名同學(xué)分別握住繩的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向運動。為使塔塊沿豎直方向勻速
B.一直增大
C.先減小后增大D.先增大后減小
【考點】關(guān)聯(lián)速度問題.
【專題】定性思想;推理法:運動的合成和分解專題;推理論證能力.
【答案】B
【分析】將v和塔塊的速度分解到沿繩方向和垂直繩方向,且沿繩子方向的速度相等,根據(jù)角度關(guān)系分
析出速度的變化。
【解答】解:設(shè)兩邊繩與豎直方向的夾角為e,塔塊沿豎直方向勻速下落的速度為V塊,將V塊沿繩方向
和垂直繩方向分解,將v沿繩子方向和垂直繩方向分解,
可得V塊cose=vsine,解得"=』芻,由于塔塊勻速下落時。在減小,故可知V一直增大,故B正確,
LUflU
ACD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題主要考查了運動的合成與分解問題,熟悉矢鼠的合成和分解,根據(jù)幾何關(guān)系即可完成解答。
2.(2025?山東)某同學(xué)用不可伸長的細(xì)線系一個質(zhì)量為0.1kg的發(fā)光小球,讓小球在豎直面內(nèi)繞一周定點
做半徑為0.6m的圓周運動。在小球經(jīng)過最低點附近時拍攝了一張照片,曝光時間為:s。由了小球運
動,在照片上留卜了一條長度約為半徑5的圓弧形徑跡。根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算小球在最低點時細(xì)線的拉力
大小為()
A.UNB.9NC.7ND.5N
【考點】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用;分析綜合能力.
【答案】C
【分析】求出在曝光時間內(nèi)小球運動的弧長,很短時間內(nèi)的平均速度可以看作瞬時速度,組線的拉力與
重力的合力提供向心力,應(yīng)用牛頓第二定律求出細(xì)線的拉力大小。
【解答】解:在曝光時間內(nèi)小球運動的長度為4=*0.6m=0.12m,
近似認(rèn)為在曝光時間內(nèi)小球做勻速直線運動,小球的線速度大小u=果=竽■m/s=6m/s
50
在最低點,根據(jù)牛頓第二定律得T-mg=mY
代入數(shù)據(jù)解得T=7N,故C正確,ABD錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用,分析清楚小球的運動過程與受力情況,應(yīng)用牛頓第二定律即
可解題。
3.(2025?云南)如圖所示,某同學(xué)將兩顆鳥食從O點水平拋出,兩只小鳥分別在空中的M點和N點同時
接到鳥食。鳥食的運動視為平拋運動,兩運動軌跡在同一豎直平面內(nèi),則()
A.兩顆鳥食同時拋出
B.在N點接到的鳥食后拋出
C.兩顆鳥食平拋的初速度相同
D.在M點接到的鳥食平拋的初速度較大
【考點】平拋運動時間的計算;平拋運動速度的計算.
【專題】定吊思想;推理法;平拋運動專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)平拋運動的速度規(guī)律和位移規(guī)律,運動時間的決定因素進(jìn)行分析解答。
【解答】解:AB.兩只小鳥分別在空中的M點和N點同時接到鳥食,N點下落的高度更高,運動時間
長,故N點接到的鳥食先被拋出,故AB錯誤;
C.根據(jù)x=vot,y=*gt2,得丫=喘,如果初速度相等,則兩軌跡應(yīng)該重合,故C錯誤;
D.同理,由丫=嘉可知,當(dāng)水平位移x相等時,yN>yM,y越大,初速度vo越小,則在M點接到的鳥
食平拋的初速度較大,故D正確。
故選:Do
【點評】考查平拋運動的速度規(guī)律和位移規(guī)律,會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
4.(2025?重慶)“魔幻”重慶的立體交通層疊交錯,小明選取其中兩條線探究車輛的運動。如圖所示,輕
軌列車與汽車以速度2Vo分別從M和N向左同時出發(fā),列車做勻速直線運動,汽車在長為s的NO段
做勻減速直線運動并以速度V。進(jìn)入半徑為R的OP圓弧段做勻速圓周運動。兩車均視為質(zhì)點,則()
B.汽車到O點時,列車行駛距離為
C.汽車在OP段向心加速度大小為箕
4Vn
D.汽車在OP段向心加速度大小為才
【考點】向心加速度的表達(dá)式及影響向心加速度大小的因素;位移、路程的簡單計算.
【專題】應(yīng)用題;信息給予題;定量思想;推理法;直線運動規(guī)律專題;勻速圓周運動專題;分析綜合
能力.
【答案】B
【分析】AB.汽車在長為s的NO段做勻減速直線運動,根據(jù)勻變速直線運動公式求解汽車的運動時間:
根據(jù)勻速直線運動公式求解列車的運動距離;
CD.根據(jù)向心加速度公式求解作答。
【解答】解:AB.汽車在長為s的NO段做勻減速直線運動,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律5=嗎%亡=學(xué)t
運動時間亡=若
列車做勻速直線運動,行駛的距離s'=2vot=2vox^=is,故A錯誤,B正確;
CD.根據(jù)向心加速度公式,汽車在OP段向心加速度大小a二竽,故CD錯誤。
A
故選:Bo
【點評】本題主要考查了勻變速直線運動規(guī)律、向心力公式和勻速直線運動公式的運用;注意兩車運動
的等時性的運用。
5.(2025?江蘇)游樂設(shè)施“旋轉(zhuǎn)杯”的底盤和轉(zhuǎn)杯分別以O(shè)、0'為轉(zhuǎn)軸,在水平面內(nèi)沿順時針方向勻速
轉(zhuǎn)動。O'固定在底盤上。某時刻轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)到如圖所示位置,杯上A點與0、0'恰好在同一條直線上。
A.A點做勻速圓周運動
B.O'點做勻速圓周運動
C.此時A點的速度小于0'點
D.此時A點的速度等于O'點
【考點】兩個變速直線運動的合成;分析合運動的軌跡問題.
【專題】定性思想;推理法;運動的合成和分解專題;推理論證能力.
【答案】B
【分析】0'點圍繞O點做勻速圓周運動,A點相對于0'點做勻速圓周運動,A點的運動軌跡不是圓
周;此時刻A點與O、O'恰好在同一條直線上,并且O'點相對于O點與A點相對于O'點做勻速
圓周運動的線速度方向相向,故此時A點的速度大小等于O'點相刈TO點的速度大小與A點相刈于
O'點的速度大小之和。
【解答】解:AB.底盤以O(shè)為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,O'點固定在底盤上,故O'
點圍繞O點做勻速圓周運動。轉(zhuǎn)杯以O(shè)'為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,故杯上A點相對
于O'點做勻速圓周運動,而O'點又相對于O點做勻速圓周運動,故A點的運動軌跡不是圓周,故
A點不做勻速圓周運動,故A錯誤,B正確;
CD.此時刻A點與0、O'恰好在同一條直線上,并且0'點相對于0點與A點相對于0'點做勻速
圓周運動的線速度方向相同,故此時A點的速度大小等于0'點相對于0點的速度大小與A點相對于
0'點的速度大小之和,故此時A點的速度大于0'點,故CD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題考查了運動的合成,題目較簡單,根據(jù)運動到合成解答即可。
6.(2025?湖北)某網(wǎng)球運動員兩次擊球時,擊球點離網(wǎng)的水平距離均為L,離地高度分別為,、L,網(wǎng)球
離開球拍瞬間的速度大小相等,力向分別斜向上、斜向下,且與水平方向夾角均為心擊球后網(wǎng)球均剛
好直接掠過球網(wǎng),運動軌跡平面與球網(wǎng)垂直,忽略空氣阻力,lanB的值為()
1111
A.-B.-C.-D.-
2346
【考點】斜拋運動.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】兩物體做斜拋運動,水平方向勻速直線運動,豎直方向兩物體勻變速直線運動,根據(jù)運動學(xué)規(guī)
律求出tanO的值。
【解答】解:由題意可畫出示意圖,如圖所示。
設(shè)球網(wǎng)的高度為h,對于斜向下?lián)舫龅木W(wǎng)球,在水平方向有L=vocosB?ti
1
豎直方向有L-h=vosinO?匕+5gti?
對于斜向上擊出的網(wǎng)球,在水平方向有L=vocos8?t2
L1o
豎直方向有]-h=-vQsindt2+
聯(lián)立可得ti=t2,-=2vosin0*ti
2
結(jié)合L=vocos0*ti
可得4sine=cos。
1
解得tan8=不
故C正確,ABD錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了斜拋運動規(guī)律,解題關(guān)鍵是豎宜方向可用全程法分析兩物體的追及問題。
7.(2025?河北)某同學(xué)在傍晚用內(nèi)嵌多個彩燈的塑料繩跳繩,照片錄了彩燈在曝光時間內(nèi)的運動軌跡,
簡圖如圖。彩燈的運動可視為勻速圓周運動,相機(jī)本次曝光時間是工s,圓弧對應(yīng)的圓心角約為30。,
30
則該同學(xué)每分鐘跳繩的圈數(shù)約為()
D
A.90B.120C.150D.180
【考點】角速度、周期、頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系及計算.
【專題】定量思想;方程法;勻速圓周運動專題;理解能力.
【答案】C
【分析】求出跳繩的轉(zhuǎn)動角速度,根據(jù)角速度和頻率的關(guān)系求解每分鐘跳繩的圈數(shù)。
【解答】解:根據(jù)題意可知跳繩的轉(zhuǎn)動角速度為:3=^=^rad/s=Snrad/s
30
根據(jù)可知每秒鐘跳的圓數(shù)為:f=券=|^Hz=Z5Hz
每分鐘跳繩的圈數(shù)為:n=60f=60X2.5r/min=150r/min,故C正確、ABD錯誤。
故選:Co
【點評】本題主要是考查勻速圓周運動,關(guān)鍵是弄清楚角速度和頻率的關(guān)系。
8.(2024?湖北)如圖所示,有五片荷葉伸出荷塘水面,一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處
荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi),a、b高度相同,c、d高度相同,a、b分別在c、d正上方。
將青蛙的跳躍視為平拋運動,若以最小的初速度完成跳躍,則它應(yīng)跳到()
A.荷葉aB.荷葉bC.荷葉cD.荷葉d
【考點】平拋運動速度的計算.
【專題】信息給予題;定性思想;推理法;平拋運動專題;理解能力.
【答案】C
【分析】平:拋運動在豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律求解水平
初速度,然后作答。
【解答】解:平拋運動在豎直方向做自由落體運動A=^9產(chǎn)
水平方向做勻速直線運動x=v0t
水平初速度%=x撮
要使水平初速度最小,則需要水平位移X最小、豎直位移h最大;
由于a、c荷葉與青蛙的水平位移最小,c、d荷葉與?青蛙的高度差最大,跳到荷葉c上同時滿足水平位
移最小,豎直位移最大,故ABD錯誤,C正確。
故選:Co
【點評】本題主要考查了平拋運動規(guī)律的運用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)平拋運動規(guī)律求解出水平初速度的關(guān)
系式O
9.(2024?江蘇)噴泉a、b形成如圖所示的形狀,不計空氣阻刀,則噴泉a、匕的()
b
…….…
A.加速度相同B.初速度相同
C.最高點的速度相同D.在空中的時間相同
【考點】斜拋運動.
【專題】定性思想;推理法;平拋運動專題;推理論證能力.
【答案】A
【分析】理解斜拋運動在不同方向上的運動特點,結(jié)合運動學(xué)公式分析出噴泉運動學(xué)物理量的大小關(guān)系。
【解答】解:A、噴泉做斜拋運動,兩者的加速度均為重力加速度,故A正確;
D、在豎直方向上,根據(jù)對稱性和運動學(xué)公式可知,噴泉b在空中的時間較長,故D錯誤;
C、噴泉ab在水平方向上的位移近似相同,而b的運動時間較長,根據(jù)公式乂=,可知,噴泉b在最高
點的速度小于噴泉a在最高點的速度,故C錯誤:
B、根據(jù)上述分析可知,噴泉b在豎直方向上的速度較大,在水平方向上的速度較小,二者的初速度大
小關(guān)系未知,但速度方向?定不相同,則初速度?定不相同,故B錯誤;
故選:A。
【點評】本題主要考查了斜拋運動的相關(guān)應(yīng)用,理解斜拋運動的特點,結(jié)合運動學(xué)公式和運動的對稱性
即可完成分析。
10.(2024?浙江)如圖所示,小明取山泉水時發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍,在地面
上平移水桶,水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A。已知桶高為h,直徑為D,則水離開出水口
的速度大小為(
細(xì)水管
口A
【考點】平拋運動速度的計算.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;分析綜合能力.
【答案】C
【分析】水離開出水口后做平拋運動,根據(jù)水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動,列式
求解即可。
【解答】解:水離開出水口后做平拋運動,水離開出水口到桶口中心,有
力=異產(chǎn)
得”
設(shè)出水孔到桶口中心的水平距離為X,則
X=vot
得
落到桶底A點時
2力=聶產(chǎn)
則時間£'=V2t
22h
x+^=
9
解得
%=玲75
故ABD錯誤,C正確。
故選:Co
【點評】本題考查了平拋運動,關(guān)鍵要抓住水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A的條件,屬于
常規(guī)題型。
11.(2024?選擇性)“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見的技巧。如圖,當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動時,球
面上P、Q兩點做圓周運動的()
A.半徑相等B.線速度大小相等
C.向心加速度大小相等D.角速度大小相等
【考點】傳動問題.
【專題】信息給予題;定性思想;推理法;勻速圓周運動專題;理解能力.
【答案】D
【分析】A.P、Q兩點在水平方向做圓周運動,根據(jù)幾何知識分析P、Q兩點做圓周運動的半徑的大小;
D.籃球上的P、Q繞軸做同軸轉(zhuǎn)動,據(jù)此分析作答;
B.根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系v=ro)分析作答;
C.根據(jù)向心加速度公式a=ra)2分析作答。
【解答】解:A.如圖所示:
P、Q兩點在水平方向做圓周運動,半徑垂直于轉(zhuǎn)軸,根據(jù)幾何知識rQ>rp,故A錯誤;
D.籃球上的P、Q繞軸做同軸轉(zhuǎn)動,因此P、Q兩點做圓周運動的角速度相等,故D正確;
B.根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系v=ru),因此VQ>VP,故B錯誤;
C.根據(jù)向心加速度公式a=ro)2,因此aQ>ap,故C錯誤。
故選:D。
【點評】本題主要考查了圓周運動半徑的確定、線速度與角速度的關(guān)系、向心加速度公式,理解圓周運
動的兩種傳動方式是解題的關(guān)鍵;要區(qū)別求半徑與圓周運動的半徑。
12.(2024?廣東)如圖所示,在細(xì)繩的拉動下,半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,
卷軸上沿半徑方向固定著長度為I的細(xì)管,管底在O點,細(xì)管內(nèi)有一根原長為"勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)
彈簧,彈簧底端固定在管底,頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動細(xì)繩時,插
銷做勻速圓周運動,若v過大,插銷會卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動停止。忽略摩擦力,彈簧在彈性限
度內(nèi),要使卷軸轉(zhuǎn)動不停止,v的最大值為()
端蓋/K卷軸
插銷
V
細(xì)管
A.r匡B.I層D.I僧
727nyj2mC.r7隹7n\m
【考點】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.
【專題】定量思想;推理法;牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用:推理論證能力.
【答案】A
【分析】卷軸和插銷屬于同軸傳動模型,角速度相等,對插銷進(jìn)行受力分析,結(jié)合牛頓第二定律得出速
度的最大值。
【解答】解:卷軸的角速度為:
v
一亍
插銷與卷軸屬于同軸傳動模型,角速度相等,要使卷軸轉(zhuǎn)動不停止,則彈簧對插銷的彈力提供向心力,
根據(jù)牛頓第二定律可得:
k(T)=mx(2
聯(lián)立解得:u=r%故A正確,BCD錯誤;
故選:Ao
【點評】本題主要考查了圓周運動的相關(guān)應(yīng)用,熟悉傳動模型的特點,掌握向心力的來源,結(jié)合牛頓第
二定律即可完成分析。
13.(2024?海南)在跨越河流表演中,一人騎車以25m/s的速度水平?jīng)_出平臺,恰好跨越長x=25m的河
流落在河對岸平臺上,已知河沆寬度25m,不計空氣阻力,取g=10m/s2,則兩平臺的高度差h為()
上
25m___
A.0.5mB.5mC.10mD.20m
【考點】平拋運動位移的計算;平拋運動在豎直和水平方向上的特點.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;推理論證能力.
【答案】B
【分析】根據(jù)平拋運動的位移規(guī)律列式求解高度差ho
【解答】解:根據(jù)平拋運動的規(guī)律有
x=vot
h=1gt2
代入x=25m,vo=25m/s,解得h=5m
故ACD錯誤,B正確。
故選:Bo
【點評】考查平拋運動的規(guī)律的應(yīng)用,會根據(jù)題意求解相應(yīng)的物理量。
14.(2024?江蘇)生產(chǎn)陶瓷的工作臺勻速轉(zhuǎn)動,臺面面上掉有陶屑,陶屑與桌面間的動摩擦因數(shù)處處相同
(臺面夠大),則()
A.離軸OO'越遠(yuǎn)的陶屑質(zhì)量越大
B.離軸00'越近的陶屑質(zhì)量越大
C.只有平臺邊緣有陶屑
D.而軸最遠(yuǎn)的陶屑距離不超過某一值R
【考點】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題;判斷是否存在摩擦力;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.
【專題】定最思想:推理法;牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用;推理論證能力.
【答案】D
【分析】與臺面相對靜止的陶屑做勻速圓周運動,根據(jù)靜摩擦力提供向心力進(jìn)行分析。相對靜止與相對
滑動的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。
【解答】解:ABC、與臺面相對靜止的陶屑做勻速圓周運動,靜摩擦力提供向心力,當(dāng)靜摩擦力為最大
靜摩擦力時,根據(jù)牛頓第二定律可得:
Hmg=ma)2r,解得:r=孥,因與臺面相對靜止的這些陶屑的角速度相同,由此可知能與臺面相對靜止
的陶屑離軸00'的距離與陶屑質(zhì)量無關(guān),故ABC錯誤;
D、離軸最遠(yuǎn)的陶屑其受到的靜摩擦力為最大靜摩擦力,由前述分析可知最大的運動半徑為R嚕,n
與3均一定,故R為定值,即離軸最遠(yuǎn)的陶屑距離不超過某一值R,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了在圓周運動中牛頓第二定律的應(yīng)用,考查了相對靜止與相對滑動的臨界問題,此臨
界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。
15.(2023?乙卷)小車在水平地面上沿軌道從左向右運動,動能一直增加。如果用帶箭頭的線段表示小車
在軌道上相應(yīng)位置處所受合力,下列四幅圖可能正確的是()
【考點】物體運動軌跡、速度、受力(加速度)的相互判斷;曲線運動的概念和特點.
【專題】定性思想;推理法:物體做曲線運動條件專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】曲線運動速度方向沿運動軌跡的切線方向,合力方向指向運動軌跡的凹側(cè);小車動能增加,則
小車所受合力方向與運動方向夾角為銳角,據(jù)此分析即可。
【解答】解:根據(jù)曲線運動的特點可知,曲線運動速度方向沿運動軌跡的切線方向,合力方向指向運動
軌跡的凹側(cè)。小車做曲線運動,目動能一直增加,則小車所受合力方向與運動方向夾角為銳角,故ABC
錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】本題考查曲線運動,解題關(guān)鍵是知道曲線運動受力方向特點和速度方向特點。
16.(2024?江蘇)如圖所示,細(xì)繩穿過豎直的管子拴住一個小球,讓小球在A高度處的水平面內(nèi)做勻速圓
周運動,現(xiàn)用力將細(xì)繩緩慢下拉,使小球在B高度處的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,不計一切摩擦,則
()
A.線速度VA>VBB.角速度3A>O)B
C.向心加速度aA<aBD.向心力FA>FB
【考點】向心加速度的表達(dá)式及影響向心加速度大小的因素;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;線速度的物理
意義及計算;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【專題】定量思想;推理法;勻速圓周運動專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】小球做勻速圓周運動,由重力和細(xì)繩拉力的合力提供向心力,通過受力分析得到向心力大小關(guān)
系;由牛頓第二定律分析向心加速度大小關(guān)系;根據(jù)向心加速度的表達(dá)式判斷角速度與線速度的大小關(guān)
系。
【解答】解:CD、設(shè)小球在A高度處時細(xì)繩豎直方向的夾角為仇對小球在A高度處的受力分析如下
可得在此處小球所需向心力為FA=mglanB
設(shè)小球在B高度處時細(xì)繩豎直方向的夾角為由同理可得小球在A高度處所需向心力為FB=mg(anp
因ev。,故向心力FAVFB
由向心力Fn=man,可得向心加速度aA<aii,故D錯誤,C正確;
B、根據(jù)向心加速度an=o)2r,采用極限法,若細(xì)繩長度趨近于零,圓周運動半徑r亦會趨近于零,可知
8>中,又有aA〈aB,可得角速度3A〈3B,故B錯誤。
A、由線速度v=cor,因O)A〈U)B,rA>rB,故無法判斷線速度大小關(guān)系。從功能的角度分析,將細(xì)繩緩
慢下拉的過程,小球逐漸靠近轉(zhuǎn)軸,細(xì)繩對小球的拉力做正功,則小球的機(jī)械能增加,而在B處小球
的重力勢能大于在A處的重力勢能,故無法比較動能的大小關(guān)系,故A錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了圓周運動相關(guān)物理量的概念,以及這些物理量之間的關(guān)系,要知道物體做勻速圓周
運動時所受合力等于向心力。本題的關(guān)鍵是確定圓周運動半徑的變化,解答應(yīng)用了極限法為斷運動半徑
的變化。
17.(2023?甲卷)一質(zhì)點做勻速圓周運動,若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比,運動周期與
軌道半徑成反比,則n等于()
A.1B.2C.3D.4
【考點】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;線速度的物理意義及計算.
【專題】信息給予題;定量思想;推理法;方程法;勻速圓周運動專題;分析綜合能力.
【答案】C
【分析】質(zhì)點合力的大小與軌道半徑的n次方成正比,即Fn^P,結(jié)合運動周期與軌道半徑成反比,列
方程即可求解。
【解答】解:根據(jù)題意質(zhì)點做勻速圓周運動,所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比:Fn-rn
運動周期與軌道半徑成反比可知:T=§(K為常數(shù))
,3,其中管
解得:Fn=mr7n均為常數(shù),I?的指數(shù)為3,故n=3,故C正確,ABD錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了向心力方程的應(yīng)用,結(jié)合題中的定義式即可■求解。
18.(2023?北京)在太空實驗室中可以利用勻速圓周運動測量個球質(zhì)量。如圖所示,不可伸長的輕繩一端
固定于O點,另一端系一待測小球,使其繞。做勻速圓周運動。用力傳感器測得繩上的拉力為F,用
停表測得小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時間為t,用刻度尺測得O點到球心的距離為圓周運動的半徑R。下列說
法正確的是()
A.圓周運動軌道可處于任意平面內(nèi)
FRt2
B.小球的質(zhì)量為
47r2rl2
C.若誤將n-1圈記作n圈,則所得質(zhì)量偏大
D.若測R時未計入小球半徑,則所得質(zhì)量偏小
【考點】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題:牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.
【??題】定量思想;推理法;方程法;勻速圓周運動專題;推理論證能力.
【答案】A
【分析】A、在太空實驗室中,小球處于完全失重狀態(tài),小球沒有重力效果,根據(jù)圓周運動軌道處于不
同平面對小球圓周運動的影響效果,來分析判斷圓周運動軌道是否可以處于任意平面內(nèi)。
B、小球做勻速圓周運動,小球所受合力為繩上的拉力F,該拉力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律可列方
程;小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時間為t,可求出小球做圓周運動的周期;聯(lián)立.方程可求出質(zhì)策的表達(dá)式。
C、若誤將n-1圈記作n圈,判斷n變化情況,根據(jù)質(zhì)量的表達(dá)式,判斷質(zhì)量變化情況。
D、若測R時未計入小球半徑,判斷半徑變化情況,根據(jù)質(zhì)量的表達(dá)式,判斷質(zhì)量變化情況。
【解答】解:A、在太空實驗室中,物體均處于完全失重狀態(tài),則小球沒有重力效果,圓周運動軌道處
于任意平面內(nèi)時,小球所受合力均為繩上的拉力,小球做圓周運動的效果都相同,故A正確;
B、小球做勻速圓周運動,小球所受合力為繩上的拉力F,該拉力充當(dāng)向心力,則由牛頓第二定律有
F=ma)2R=n[T)2R
周期為:T=5
聯(lián)立方程得:m=-^
故B錯誤;
C,若誤將n-1圈記作n圈,則n變大,由可知,m變小,故C錯誤,
D、若測R時未計入小球半徑,則R變小,由《1=可知,m變大,故D錯誤。
故選:A。
【點評】解答本題,關(guān)鍵要明確太空實驗室中小球處于完全失重狀態(tài),沒有重力效果;關(guān)鍵要求出小球
質(zhì)量的表達(dá)式,進(jìn)而分析判斷各種情況。
19.(2023?湖南)如圖(a),我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩
顆的運動軌跡如圖(b)所示,其軌跡在同一豎直平面內(nèi),拋出點均為O,且軌跡交于P點,拋出時谷
粒1和谷粒2的初速度分別為V1和V2,其中vi方向水平,V2方向斜向上。忽略空氣阻力,關(guān)于兩谷粒
在空中的運動,下列說法正確的是()
圖(a)圖(b)
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B.谷粒2在最高點的速度小于vi
C.兩谷粒從O到P的運動時間相等
D.兩谷粒從O到P的平均速度相等
【考點】斜拋運動.
【專?題】定量思想;推理法;平拋運動專題;理解能力;推理論證能力.
【答案】B
【分析】谷粒均做拋體運動,水平方向做勻速運動,豎直方向做勻變速直線運動。
【解答】解:A、兩谷粒均做拋體運動,故加速度均相同,故A錯誤,
BC、根據(jù)圖b可知谷粒2從最高點到P點的運動時間大于谷粒1從O點到P點的運動時間,又因為谷
粒2從最高點到P點水平位移小于谷粒1從O到P點的水平位移,所以谷粒2在最高點的速度小于V1,
故B正確,C錯誤,
D、兩谷粒從0到P的位移相同,飛行時間不同,所以平均速度不相等,故D錯誤。
故選:Bo
【點評】本題考查拋體運動的理解,解題的關(guān)鍵是化曲為宜的思想。
20.(2023?江蘇)達(dá)?芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗:一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動,
沿途連續(xù)漏出沙子。若不計空氣阻力,則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是()
B.
D.
【考點】合運動與分運動的關(guān)系.
【專題】定性思想;推理法;物體做曲線運動條件專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)罐子的運動特點得出罐子在水平方向上的受力特點,同時沙子在豎直方向上受到重力的作
用,結(jié)合選項和沙子合力的方向完成分析。
【解答】解:
法一:以漏下的沙子為參考系,罐子向右上角做勻加速直線運動(豎直方向上加速度為g.方向向上,
水平方向上加速度為恒定加速度a,方向向右),加速度大小方向恒定,對于每一瞬間落下的沙子都滿
足該條件,即任何時刻落下的沙子都在罐子的左下角且跟罐子的連線與水平線的夾角恒定,所以,沙子
排列的幾何圖形為一條直線,故D正確,ABC錯誤:
法二:假設(shè)罐子中的沙子以加速度a向右運動,做平拋運動時重力加速度為g,由勻變速直線運動位移
與時間的關(guān)系可以得出:to時刻漏出的沙具有水平的初速度v=vo+ato,沙隨罐子一起做勻加速運動位
移為xo=vos+3a詒,沙漏出后做平拋運動,t時刻的水平位移X1=匕要to),X=xo+xi,y=(t
-to)2,以罐子初始時刻為坐標(biāo)原點,在to時刻漏出的沙在[時刻的位置坐標(biāo)為(vot+atot-^Q以,-1g
(t-to)2),已知加速度a和g恒定,且g為固定值,々g=ka(k為常數(shù)),所以有一全(t-to)2=k
2
(vot+atot-iat^)-lgt-kv0t,因為g、t、vo都為已知量,所以滿足一次函數(shù)表達(dá)關(guān)系式y(tǒng)=kx+b,
to為任意時刻,所以沙子排列的幾何圖形為一條直線,故D正確,ABC錯誤;
故選:Do
尸
罐子
□_____________________.
【點評】本題主要考杳了曲線運動的相關(guān)應(yīng)用,理解運動合成的原理即可,難度不大。要注意沙子離開
罐子做平拋運動,而不是自由落體運動。
考點卡片
1.位移、路程的簡單計算
【知識點的認(rèn)識】
(1)位移表示質(zhì)點在空間的位置的變化,用有向線段表示,位移的大小等于有向線段的長度,位移的方
向由初位置指向末位置.
<2)路程是質(zhì)點在空間運動軌跡的K度.在確定的兩位置間,物體的路程不是唯?的,它與質(zhì)點的具體
運動過程有關(guān).
(3)位移與路程是在一定時間內(nèi)發(fā)生的,是過程量,二者都與參考系的選取有關(guān).
【命題方向】
9
質(zhì)點沿半徑為R的圓周做勻速圓周運動,其間最大位移等于一,最小位移等于一,經(jīng)過;周期的位移
4
等于,路程等于.()
L9
A.2R,0,V2R,-irR
2
B.2R,0,V2R,V2R
19
C.2TTR,0,-irR,—ITR
22
19
D.2R,0?FR,-TTR
22
分析:位移是指從初位置到末位置的有向線段,位移是矢量,有大小也有方向;
路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度,路程是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.
解答:位移是指從初位置到末位置的有向線段,當(dāng)質(zhì)點沿半徑為R的圓周做勻速圓周運動時,初位置和末
位置.之間的最大的距離為圓的直徑的大小,即為2R,所以最大位移等于2R;
初位置和末位置之間的最小的距離為0,即經(jīng)過整數(shù)個圓周,I口1到起始位置的時刻,所以最小的位移為0;
9
經(jīng)過二周期時,初位置和末位之間的夾角恰為90。,此時初位置和末位之間的距離為&R,所以此時的位
4
移為&R:
99
經(jīng)過的路程即為物體經(jīng)過的總的路線的長度,所以經(jīng)過一周期時,物體經(jīng)過了一個圓周,所以經(jīng)過的總的路
44
1Q
程為2X2nR+2x2nR=初。
故選:Ao
點評:位移是指從初位置到末位置的有向線段,位移的大小只與初末的位置有關(guān),與經(jīng)過的路徑無關(guān);路
程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度.
【解題思路點撥】
根據(jù)位移與路程的物理意義,選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎惴椒?,結(jié)合一定的幾何知識,求出對應(yīng)的大
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