《2016年高考物理试题分类汇编四、曲线运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016年高考物理试题分类汇编四、曲线运动（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、曲线运动 一、选择题1.（全国新课标 II 卷，16）小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点AP 球的速度一定大于 Q 球的速度BP 球的动能一定小于 Q 球的动能CP 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力DP 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度【答案】C【解析】由动能定理可知，210mgLv2vgL由 1l，则 PQv A 错2kQE1kgl 大小无法判断 B 错受力分析TmgF合2vL合a合由得 3Tg 2则 pQ C 对
2、PD 错2. （全国新课标 III 卷，20）如如，一固定容器的内壁是半径为 R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的质点 P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为 W。重力加速度大小为 g。设质点 P 在最低点时，向心加速度的大小为 a，容器对它的支持力大小为 N，则A. B. C. D.【答案】AC【解析】质点 P 下滑过程中，利用动能定理可得 21fmgRWv，在最低点由牛顿第二定律有2mvNgaR,可得： 2()3,f faN,故 B、D 错误，A、C 正确。3.（上海卷，16）.风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮
3、旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为 r，每转动 n 圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间 t内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片(A)转速逐渐减小，平均速率为 4nrt (B)转速逐渐减小，平均速率为 8nrt(C)转速逐渐增大，平均速率为 (D)转速逐渐增大，平均速率为【答案】B【解析】据题意，从 b 图可以看出，在 t时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在 t时间内可以从图看出有 4次挡光，即圆盘转动 4 周，则风轮叶片转动了 4n 周，
4、风轮叶片转过的弧长为 2lnr，叶片转动速率为： 8nrvt，故选项 B 正确。4.（江苏卷，2）有 A、 B 两小球， B 的质量为 A 的两倍现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力图中为 A 的运动轨迹，则 B 的运动轨迹是gN（A）（B）（C）（D）【答案】A【解析】由题意知 A、 B 两小球抛出的初速度相同，由牛顿第二定律知，两小球运动的加速度相同，所以运动的轨迹相同，故 A 正确；B、C、D 错误5 （浙江卷，20）20.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径 R=90m的大圆弧和 r=40m 的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心 O、O 距离 L=100
5、m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25 倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度 g=10m/s2,=3.14） 。A在绕过小圆弧弯道后加速B在大圆弧弯道上的速率为 45 m/sC在直道上的加速度大小为 5.63 m/s2D通过小圆弧弯道的时间为 5.85 s【答案】AB【解析】在弯道上做匀速圆周运动时，根据牛顿定律2mvkgr，故当弯道半径 时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速度大于小湾道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，选项 A
6、 正确；在大圆弧弯道上的速率为2.5109/45/mRvkgms，选项 B 正确；直道的长度为2()3xLr，在小弯道上的最大速度：2.5104/30/mrvkgms，故在在直道上的加速度大小为2223/6.5/Rrax，选项 C 错误；由几何关系可知，小圆弧轨道的长度为 23r，通过小圆弧弯道的时间为 3.1402.8mrt sv，选项 D 错误；故选 AB 6.（海南卷，3）如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为 m 的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为 N1，在高点时对轨道的压力大小为 N2.重力加速度大小为 g，则 N1N2的值为A3 mg B4 mg
7、C5 mg D6 mg【答案】D【解析】设小球在最低点速度为 1v，在最高点速度为 2v，在根据牛顿第二定律：在最低点：211mgRN在最高点：22同时从最高点到最低点，根据动能定理： 221mgRmv联立以上三个方程式可以得到： 126N，故选项 D 正确。二、填空题1.（上海卷 23.）如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中 ABC 是位于竖直平面内以 O 为圆心的一段圆弧，OA 与竖直方向的夹角为 。一小球以速度 0v从桌面边缘 P 水平抛出，恰好从 A 点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从 P 到 A 的运动时间为_;直线 PA 与竖直方向的夹角 =_。【答案】 0tanvg； rct(
8、2ot)【解析】据题意，小球从 P 点抛出后做平抛运动，小球运动到 A 点时将速度分解，有0tanyxvt，则小球运动到 A 点的时间为： 0tanvg；从 P 点到 A 点的位移关系有：2t 2cot1tantg，所以 PA 与竖直方向的夹角为：tanrct(ot)。三、计算题1.(天津卷，11)如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为53/ENC，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小 B=0.5T。有一带正电的小球，质量 61.0mkg，电荷量 6210Cq，正以速度 v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过 P 点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引
9、起的电磁感应现象）取 210/gs，求（1）小球做匀速直线运动的速度 v 的大小和方向；（2）从撤掉磁场到小球再次穿过 P 点所在的这条电场线经历的时间 t。【答案】 （1）20m/s；速度 v 的方向与电场 E 的方向之间的夹角 600（2）3.5s【解析】(1)小球匀速运动时受力如图，其合力为零，有 2()qvBEmg代入数据得 v=20m/s.tanqEmg代入数据得 tan3， 60（2）撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为 a，有2qEmg设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为 x，有xvt设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为 y，有21yata
10、与 mg 的夹角和 v 与 E 的夹角相同，均为 ，又tnyx联立各式，代入数据解得 23st=3.5 s 2.（天津卷，10）我国将于 2022 年举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量 m=60kg 的运动员从长直助滑道末端 AB 的 A 处由静止开始以加速度23.6/ams匀加速滑下，到达助滑道末端 B 时速度 24/Bvms，A 与 B 的竖直高度差H=48m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点 C 处附近是一段以 O 为圆心的圆弧。助滑道末端 B 与滑道最低点 C 的高度差 h=5m，运动员在 B、C 间运动时阻力做功
11、 W=-1530J，取 210/gms（1）求运动员在 AB 段下滑时受到阻力 fF的大小；（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍，则 C 点所在圆弧的半径 R 至少应为多大。【答案】 （1）144 N（2）12.5 m 【解析】 （1）在 AB 段匀加速运动： 2Bvax；Hgfax代入数据可得 14N（2）BC 段： 221cBmhWvmC 处:2cNFgR6m则 R=12.5m3.（浙江卷，23） （16 分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。 P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为 h 的探测屏 AB竖直放置，离 P 点的水平距离为 L，上端 A 与 P 点的高度差也为 h。（1）若微粒打在探测屏 AB 的中点，求微粒在空中飞行的时间；（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；（3）若打在探测屏 A、 B 两点的微粒的动能相等，求 L 与 h 的关系。【答案】 （1） 3htg（2） 42gLv（3） 2【解析】 （1）打在中点的微粒 1t，可知 ht（2）打在 B 点的粒子 211;Lvthgt，则 4gvLh，同理，打在 A 点的微粒初速度 2微粒初速度范围 4gLvh；（3）由能量关系2211mmgh，则2Lh
