高考物理试题分类汇编曲线运动

高考物理试题分类汇编曲线运动

‎2015年高考物理试题分类汇编：曲线运动 ‎1．[新课标1卷]17．如图，一半径为R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度为R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点P运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则 A．W=，质点恰好可以到达Q点 B．W>，质点不能到达Q点 C．W=，质点到达Q点后，继续上升一段距离 D．W<，质点到达Q点后，继续上升一段距离 ‎【答案】C ‎【解析】质点在N时，沿半径方向的合力提供做向心，可得，所以动能为，从最高点到N点的过程中，由动能定理得，即摩擦力做功为，质点在运动过程中，沿半径方向的合力提供向心力，即，根据左右对称，在同一高度，由于摩擦力做功导致右半幅的速度小，轨道弹力小，滑动摩擦力变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q，由动能定理得Q点动能为，由于，所以Q点速度仍然没有减小到0，仍会继续向上运动一段距离，所以选项C对。‎ ‎2．[新课标1卷]18．一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h，不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落在右侧台面上，则v的最大取值范围是 ‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】无论发射机向哪个方向发射，乒乓球都是做平抛运动，竖直高度决定了运动的时间，水平方向匀速直线运动，水平位移最小即沿中线发射恰好过网，此时从发球点到球网，下隆的高度为，水平位移大小为，可得运动时间为，对应的最小速度。水平位移最大即斜向对方台面的两个角发射，此时的位移大小为，对应的初速度，所以平抛的初速度。选项D正确。‎ ‎3．[安徽理综]14．图示是α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是 A．M B．N C．P D．Q ‎【答案】C ‎ ‎【解析】由牛顿第二定律加速度的方向与所受合力方向相同，α粒子与重金属原子核的作用力为斥力，沿两连线的背离方向，由题图可得P点描述正确。选项C正确。‎ ‎4．[广东理综]14．如图4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物 ‎[来源:学§科§网 ]A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v ‎ ‎ B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v ‎ D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v ‎【答案】D ‎【解析】‎ 以帆板为参考系求帐船的运动，即求帆船相对帆板的运动情况，，画出其对应矢量示意图如下图所示，根据图中几何关系解得，方向为北偏东45°。故选项D正确。‎ ‎5．[浙江理综]17．如图所示为足球球门，球门宽为L，一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中P点）。球员顶球点的高度为h。足球做平抛运动（足球可看做质点，忽略空气阻力）则 A．足球位移大小 B．足球初速度的大小 C．足球末速度的大小 D．足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 ‎【答案】B ‎【解析】根据几何知识可得足球的位移为，A错误； 足球做平抛运动，在水平方向上有，在竖直方向上有，联立解得，选项B正确；根据运动的合成可得足球末速度的大小为，结合，解得，选项C错误；足球初速度的方向与球门线夹角等于足球做平抛运动过程水平方向上的位移与球门线的夹角，故根据几何知识可知，选项错误。‎ ‎6．[浙江理综]19．如图所示为赛车场的一个水平“U”‎ 形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以为圆心的半圆，。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为。选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则 A．选择路线①，赛车经过的路程最短 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 ‎【答案】ACD ‎【解析】路线①的路程为，路线②的路程为，路线③的路程为，故选择路线①，赛车经过的路程最短，选项A正确；因为运动过程中赛车以不打滑的最大速率通过弯道，即最大径向静摩擦力充当向心力，所以有，所以运动的相信加速度相同，根据公式可得，即半径越大，速度越大，路线①的速率最小，选项B错误D正确；因为，，结合，根据公式可得选择路线③，赛车所用时间最短，选项C正确；‎ ‎7．[上海物理]16．如图，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在 A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点 ‎【答案】C ‎【解析】如图所示，假设第二颗炸弹的轨迹经过A、b，第三颗炸弹的轨迹经过P、Q；a、A、B、P、C在同一水平线上，由题意可知，设aA=AP=x0，ab=bc=L，斜面的倾角为，三颗炸弹到达a所在水平面的竖直速度为，水平速度为 对第二颗炸弹：水平方面，竖直方向 对第三颗炸弹：水平方面，竖直方向，‎ 解得，，所以Q在C点的下方，也就是第三颗炸弹将落在bc之间，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎8．[重庆理综]8．（16分）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如题8图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M 板上部有一半径为的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为．N板上固定有三个圆环．将质量为的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为处。不考虑空气阻力，重力加速度为．求：‎ ‎（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；‎ ‎（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；‎ ‎（3）摩擦力对小球做的功．‎ ‎【答案】（1）到底版的高度；（2）速度的大小为 ，压力的大小，方向竖直向下 ；（3）摩擦力对小球作功 ‎【解析】试题分析：（1）由平抛运动规律可知，‎ 同理：，‎ 解得：，则距地面高度为 ‎(2) 由平抛运动的规律有：‎ 对抛出点分析，由牛顿第二定律：，解得 由牛顿第三定律知，方向竖直向下。‎ ‎(3) 对P点至Q点，由动能定理：‎ 解得