2017-2019高考物理真题分类解析---曲线运动

2017-2019高考物理真题分类解析---曲线运动

1．（2019·新课标全国Ⅱ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v –t 图像如图（b ）所示，t 1和t 2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v 1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v –t 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v –t 斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由0

v v a t

-=

，易知a 1>a 2，故C 错误；D ．由图像斜率，速度为v 1时，第一次图像陡峭，第二次图像相对平缓，故a 1>a 2，由G –f y =ma ，可知，f y 1

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ω，重力加速度为g ，则座舱

A ．运动周期为

2πR

ω

B ．线速度的大小为ωR

C ．受摩天轮作用力的大小始终为mg

D ．所受合力的大小始终为m ω2R 【答案】BD

【解析】由于座舱做匀速圆周运动，由公式2πT

ω=

，解得：2πT ω=，故A 错误；由圆周运动的线速

度与角速度的关系可知，v R ω=，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mg ，故C 错误；由匀速圆周运动的合力提供向心力可得：2

F m R ω=合，故

D 正确。

3．（2019·浙江选考）一质量为2.0×103 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1.4×104 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1.4×104 N

C ．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/s 2 【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

2

v f m r

=，解得431.4108056020 1.4m/s 2.010

fr v m ⨯⨯=

===⨯，所以汽车转弯的速度为20 m/s 时，所需的向心力小于 1.4×

104 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22560

7m/s 80

v a r ===，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s 2，D 正确。

4．（2018·江苏卷）某弹射管每次弹出的小球速度相等．在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球．忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的 A ．时刻相同，地点相同

B．时刻相同，地点不同

C．时刻不同，地点相同

D．时刻不同，地点不同

【答案】B

【解析】本题考查合运动与分运动的关系及时刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。弹射管在竖直方向做自由落体运动，所以弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地；由于两小球先后弹出，且弹出小球的初速度相同，所以小球在水平方向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速运动，所以水平位移相等，因此落点不相同，故选项B正确。

5．（2018·北京卷）根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200 m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6 cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球

A．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零

B．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零

C．落地点在抛出点东侧

D．落地点在抛出点西侧

【答案】D

【解析】上升过程水平方向向西加速，在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度，且有竖直向下的加速度，故AB错；下降过程向西减速，按照对称性落至地面时水平速度为0，整个过程都在向西运动，所以落点在抛出点的西侧，故C错，D正确。

6．（2018·天津卷）滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中

A．所受合外力始终为零

B．所受摩擦力大小不变

C．合外力做功一定为零

D ．机械能始终保持不变 【答案】C

【解析】根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A 错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充

当向心力，故有22

cos cos N N v v F mg m F m mg R R

θθ-=⇒=+，运动过程中速率恒定，且在减小，所

以曲面对运动员的支持力越来越大，根据N f F μ=可知摩擦力越来越大，B 错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C 正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D 错误。

7．（2018·新课标全国III 卷）在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v 和

2

v

的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 A ．2倍 B ．4倍

C ．6倍

D ．8倍

【答案】A

【解析】设甲球落至斜面时的速率为v 1，乙落至斜面时的速率为v 2，由平抛运动规律，x =vt ，y =12

gt 2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tan θ=y /x ，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，12mv 2+mgy =1

2

mv 12，

联立解得：v 121tan θ+v ，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v 221tan θ+·v /2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A 正确。

8．（2018·新课标全国I 卷）如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ：bc 是半径为R 的四分之一的圆弧，与ab 相切于b 点。一质量为m 的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g 。小球从a 点开始运动到其他轨迹最高点，机