2025届高考物理：曲线运动限时训练（含解析）

2025届高考物理：曲线运动限时训练

一、单选题（本大题共5小题）

1.半径为R半圆形的弯曲面固定放置在水平地面上的C点，。是圆心，AB是水

平直径，OC是竖直半径，。是圆弧上的一个小孔，NCOD=60。。现让视为质点的

小球（直径略小于小孔。的直径）从。点水平向右抛出，经过。（与小孔无碰）

落到水平地面的E点，重力加速度大小为g,下列说法正确的是（）

A.小球在。点的速度方向由。指向。

小球在D点的速度大小为运

B.

2

C.小球在O点的速度大小为2暇

R

D.小球由D到E运动的时间为

Vg

2.如图所示，水平旋转魔盘上的物块A,当魔盘转动的角速度。=6（％>0）时,

物块A相对转台静止。关于这种情况下物块A的情况，下列说法正确的是

A.物块A所受到的摩擦力越来越大

B.物块A受重力、台面的支持力、指向圆心的摩擦力

C.物块A的向心加速度大小可能不变

D.魔盘对物块A永远不做功

3.如图所示，细绳一端固定，另一端系一小球。现使小球在水平面内做匀速圆

周运动，细线与竖直方向的夹角为凡如果绳子变长，细线与竖直方向的夹角（9

保持不变，让小球在另一个水平面内做匀速圆周运动，则（）

B.细线对小球的拉力变小

C.小球做圆周运动的向心力变大

D.小球的线速度变大

4.下列说法正确的是（）

A.做曲线运动的物体，合力可能是恒力也可能是变力

B.做圆周运动的物体，向心力一定是物体所受的合外力

C.开普勒第一定律指出，太阳处在椭圆轨道的中心

D.牛顿发现万有引力定律，被誉为"第一个称出地球质量的人"

5.如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车

在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A.三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用

B.三位运动员各自的加速度恒定

C.若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足

aA>aB>ac

D.若此时三位运动员线速度大小相等，则他们的角速度大小关系满足

a)A>a)B>a)c

二、多选题（本大题共3小题）

6.如图，倾角为37。的斜面体的坡面为矩形45cD,BC边长为3AB边长为

0.6/.,某同学站在坡顶上的A点处，从A点正上方的P点沿水平方向抛出一个小

球，小球刚好落在C点，已知P点离A点高度为0.4L,重力加速度大小为g,不

计空气阻力，sin370=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是（）

A.小球在空中运动时间为，工

B.小球从P点抛出的初速度大小为疯

C.小球落到C点时速度大小为2麻

D.小球落到C点时速度与水平方向的夹角的正切值为2

7.如图，从地面上同一位置斜抛出两小球甲、乙，分别落在地面上的M、N

点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（）

A.甲的初速度比乙的大

B.甲的飞行时间比乙的长

C.甲在最高点的速度比乙在最高点的小

D.甲在落地时的速度比乙在落地时的小

8.质量为2kg物块在水平面上运动，在直角坐标系。孙中，其分速度匕和0以随

时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.物体受到的合力为2N

B.4s时物体的速率为收m/s

C.该物体做匀变速曲线运动

D.。到3s该物体的位移为7后m

三、实验题（本大题共2小题）

9.学习天体相关知识后，同学们对地球表面不同地点的重力加速度大小很感兴

趣，某学习小组想要通过简单实验装置，测量当地重力加速度g。他们设计了如

图所示装置，将拉力传感器固定在T型支架的端点。，一根不可伸长的细线一端

连接拉力传感器，另一端系住一个小钢球，同时在。点的正上方、等高处，正下

方的适当位置固定3个光电门A、B、C。将小钢球拉至细线与竖直方向成一定角

度处，以大小不同的初速度释放，记下小球在竖直平面内做圆周运动的过程中,

各个拉力传感器的示数和小钢球通过相应光电门的挡光时间。

口光电门A

（1）先测钢球直径，记为d,再测细线的绳长，这样就可以得到小钢球做圆

周运动的半径，记为,，若在某次操作中，测出小钢球通过。点正上方最高点处

光电门A的时间为4，此时拉力传感器示数片=0,则此时小球速度的大小为

匕=,此处重力加速度表达式为g=o（用d、r、%表示）

（2）实验中，因缺少测量小钢球质量加的器材，小组同学提出认真观察圆心等

高处数据来求质量机。某次观察中，某同学测得小球经过圆心等高处的光电门B

挡光时间为弓，对应位置拉力传感器的示数为B，由此可得小球质量的表达式为

m=。（用d、r、t］、工表示）

（3）实验中，另一位同学每次操作时，重点读取。点正下方的数据，多次记录

小球在此位置的挡光时间/和对应的拉力传感器示数P，多测几组数据后，该同

学提出了利用图像法处理数据的方案，作歹-2图像，得到了下图，则：图像与

纵轴的截距办=__________,图像的斜率左=__________。（用小小心表示）

10.用如图甲所示的装置探测风速。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，

当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转（风速越大，风轮旋转越快），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"圈

带动凸轮圆盘转动一圈，凸轮挡光一次。若某段时间At内探测器接收到的光强

随时间变化的关系如图乙所示。

⑴该时间段内，风轮叶片的转速逐渐,风速逐渐

（均填"增大""减小"或"不变"）

⑵该时间段内，风轮叶片转动的平均线速度大小为（用八"、M

表示）。

四、解答题（本大题共2小题）

11.如图所示，一滑板爱好者总质量（包括装备）为50kg,从以。为圆心，半

径为R=16m光滑圆弧轨道的A点由静止开始下滑，到达轨道最低点B后（。8在

同一竖直线上），滑板爱好者沿水平切线飞出做平抛运动，并恰好从C点以平行

斜面方向的速度进入斜面，若到达轨道最低点B时对轨道的压力为950N,B和C

之间的竖直高度为〃=2.4m,（g=10m/s2）求：

（1）滑板爱好者到达轨道最低点B时的速度；

（2）滑板爱好者从B运动到C的时间；

（3）斜面的倾角

12."旋转飞椅"（图甲）是游乐场中颇受欢迎的游乐项目，其简化模型如图乙所

示。座椅通过钢索悬挂在水平转盘的边缘，转盘的半径R=6m,钢索长

L=10m,某游客和座椅总质量根=80kg。装置启动后，转盘拉着游客先向上抬升

〃=2m,然后开始绕竖直轴转动，转动的角速度缓缓增大，达到设定值后保持不

变，进入稳定状态。此时，钢索与竖直方向夹角6=37。。该游客和座椅构成的整

体可视为质点，不计所有阻力和钢索的重力，计算中后取io,g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：

（1）稳定后，钢索的拉力大小F;

（2）稳定后，游客绕转轴运动的周期丁；

（3）从装置启动到稳定的过程中，钢索对该游客和座椅做的功W/。

甲

参考答案

1.【答案】B

【详解】A.小球从。到。点做平抛运动，根据平抛运动规律速度的反向延长线

过水平位移中点，小球从。点抛出，。点的速度方向不可能由。指向D,A错

误；

C.小球从。到。点做平抛运动，则有Rcos60°=：g/；,Rsin6(r=%j解得小球

在。点的初速度大小为%=鱼瓦，C错误；

02

D.根据上述可以解得，小球由。到。的运动时间％=p从。到E的运动过程

有R=)gg,解得匀=

y,则小球从D到E的运动时间为

’3=’2・%=D错误;

B.结合上述可知，小球在。点的速度大小为u=收+区)2B正确。选

Bo

2.【答案】A

【详解】A.物块A逐渐加速，则指向圆心的摩擦力

启=m02r

随角速度的增加，切向速度也逐渐增加，则摩擦力越来越大，选项A正确；

B.物块A受重力、台面的支持力、因物块受指向圆心和沿切线方向的摩擦力分

量，则摩擦力方向不是指向圆心，选项B错误；

C.物块A的向心加速度大小

明=疗厂

逐渐增加，选项c错误；

D.物块动能增加，则魔盘对物块A做正功，选项D错误。

故选Ao

3.【答案】D

【详解】A.小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，A错误；

B.根据题意，对小球受力分析，竖直方向上有歹COS6=7咫，解得/=」吗，如

COS”

果绳子变长，细线与竖直方向的夹角。保持不变，细线对小球的拉力不变，B错

误；

C.根据题意，对小球受力分析，水平方向上有《=与=%gtan。，如果绳子变

长，细线与竖直方向的夹角，保持不变，小球做圆周运动的向心力不变，C错

误；

D.根据题意，由牛顿第二定律有wigtane=〃2---------,解得v=JgLtan〃sin〃，如

LsinO'

果绳子变长，细线与竖直方向的夹角，保持不变，小球的线速度变大，D正确。

选D。

4.【答案】A

【详解】A.做曲线运动的物体，合力可能是恒力（平抛）也可能是变力（圆周

运动），A正确；

B.物体只有做匀速圆周运动时，向心力才是物体所受的合外力，B错误；

C.开普勒第一定律指出，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上，C错误；

D.牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出万有引力常量G的值，被誉为“第一个

称出地球质量的人"，D错误。选A。

5.【答案】C

【详解】A.三位运动员受重力、支持力，还可能受摩擦力作用，向心力是效果

力，不是物体受的力，选项A错误；

B.三位运动员各自的加速度大小相等，但是方向不断变化，则加速度不是恒定

的，选项B错误；

C.若此时三位运动员角速度相等，则根据。=疗心因可知，他们的

向心加速度大小关系满足%＞劭＞%，选项c正确；

D.若此时三位运动员线速度大小相等，则。因。＞%＞?，可知，根据他们

r

的角速度大小关系满足均＜结＜%，选项D错误。选C。

6.【答案】AD

【详解】A.根据几何关系，小球做平抛运动下落的高度//=0.4£+小,37。=3

运动的时间f=g=#，A项正确；

B.做平抛运动的水平位移x=J（0.6L）2+（Lcos37。）？=L,做平抛运动的初速度大

小％=B项错误；

C.根据机械能守恒机g/z=1■根V?-:相说，v=JggL,C项错误；

D.到C点时竖直方向分速度3="还=7^，小球落到C点时速度与水平方向

的夹角的正切值为tana=k=2,D项正确。选AD。

%

7.【答案】CD

【详解】B.两个小球在竖直方向均做竖直上抛运动，且最大高度相同，则初速

度的竖直分量相同，两个小球的飞行时间也相同，B错误；

AD.两个小球在水平方向均做匀速运动，且运动时间相同，乙的水平位移大，则

乙初速度的水平分量比甲的大，而初速度的竖直分量相等，则乙的初速度比甲

大；根据对称性，落地速度的大小等于初速度，所以，乙的落地速度比甲大，A

错误，D正确；

C.最高点的速度等于初速度的水平分量，所以甲在最高点的速度比乙在最高点

的小，C正确。选CDo

8.【答案】BC

【详解】A.由图像可知在x轴物体的加速度为的=A^=?m/s2=lm/s2,由图

3

像可知在y轴物体的加速度为%='=20血$2=-1向52,物块的合加速度大小

丫Nt3

为〃=J。」+%?=A/5mzs2,物体受到的合力为_F==2A/^N，A错误；

B.根据图像可知，4s时物体在x轴的速率为匕4=6m/s,4s时物体在y轴的速

率为%=lm/s,4s时物体的速率为丫4="/+匕；=历向$,B正确；

C.合加速度与x轴的夹角的正切值为tana=%=-l,初始合速度与x轴的夹角

的正切值为tan£=.=：,两者不在同一直线，有一定夹角，所以该物体做匀

匕02

变速曲线运动，C正确；

2+521

D.0到3s该物体在x轴的位移为尤=—「x3=xm,0到3s该物体在y轴的位

移为y=*x3=4m,0到为该物体的位移为s==目丘m,D错误。

-22v2

选BCo

9.【答案】（1）-（2）（3）学宗

【详解】（1）［1］根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，此时小球速度的大小

2

d、v

为匕=［；［2］小钢球通过。点正上方最高点，重力提供向心力，则mg=机，，

hr

d2

解得此处重力加速度表达式为目=十；

p

（2）小球经过圆心等高处，根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，此时小球

d

速度的大小为%=丁，小球经过圆心等高处，绳子拉力提供向心力，则

凡=相攻，小球质量的表达式为加=生皂；

2rd2

（3）［1］小钢球通过。点正下方最低点，根据牛顿第二定律R-=通过

。点正下方最低点，小球速度的大小为V=—,可得R=吧—+图像与

trt

Fyi2

纵轴的截距为^=mg=告；⑵图像的斜率为左="=每］。

八r

^Trrir

10.【答案】⑴减小；减小，（2）?

Nt

【详解】（1）根据图乙可知，在凸轮圆盘转动一圈的过程中，探测器接收

到光的时间越来越长，说明凸轮圆盘转动速度越来越慢，所以该时间段内风轮叶

片的转速逐渐减小，风速逐渐减小。

（2）根据图乙可知，在时间At内，凸轮圆盘转动了4圈，所以风轮叶片转动了

4〃圈，则风轮叶片转动的平均角速度为G=2=”，则风轮叶片转动的平均

tA/

、士上d871m'

速率为v=a）r=----

△t

11.【答案】（1）12m/s；（2）空s；（3）30°

5

【详解】（1）根据牛顿第三定律得，在B点轨道对物体支持力心=950N,根据

牛顿第二定律得&r”g=〃z说，到达轨道最低点的速度为为=12m/s

R

（2）从B到C,平抛运动，竖直方向上/7=：g»,从B到C的时间为f=2叵s

（3）竖直方向上与=gf=46i/s,恰好沿斜面方向进入斜面，则有

tan6»=^=—,斜面的倾角。=30°

vB3

12.【答案】（1）1000N；（2）8s；（3）6800J

【详解】（1）稳定后，竖直方向根据受力平衡可得Fcose=»ig,解得钢索的拉

力大小为/^IOOON

,4-7F2

（2）稳定后，根据牛顿第二定律可得《igtane=,"1^r,Xr=R+LsvaO=12m,解

得游客绕转轴运动的周期为T=8s

（3）游客绕转轴运动的线速度大小为v=筝=3加m/s,从装置启动到稳定的

过程中，根据动能定理可得Wf〃g［/7+L（l-cos，）］=；〃/-0,解得钢索对该游客

和座椅做的功为W=68OOJ

知识归纳总结

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2025届高考物理：曲线运动限时训练解析

一、单选题解析

题目概述：本题考察平抛运动的基本性质及运动学公式的应用。

选项A：平抛运动的速度反向延长线过水平位移的中点，故D点速度方向不可能由。指向D,A

错误。

选项B：利用平抛运动规律求解D点速度，结合几何关系得出速度大小表达式，B正确。

选项C、D：通过平抛运动公式计算。点速度和D到E的运动时间，发现与选项C、D不符，故

C、D错误。

题目概述：本题考察圆周运动的基本概念和动力学分析。

选项A：随角速度增加，物块A所受向心力增大，因此摩擦力增大，A正确。

选项B：摩擦力方向并非完全指向圆心，还包含切线方向分量，B错误。

选项C：向心加速度随角速度增大而增大，C错误。

选项D：物块动能增加，说明魔盘对物块做正功，D错误。

题目概述：本题考察匀速圆周运动的动力学分析和向心力来源。

选项A：向心力不是单独存在的力，而是由其他力（如拉力和重力）的合力提供，A错误。

选项B：绳子变长但夹角不变