专题5曲线运动（解析版）-2025年高考物理二轮复习培优练（新高考用）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页专题5曲线运动TOC\o"1-1"\h\u一、曲线运动的概念与条件 2二、小船过河问题 4三、位移与速度的合成与分解 6四、关联速度问题 12专题一曲线运动的概念与条件1．（2025·广西·二模）两位演员在进行晚会彩排，男演员将火源在竖直平面内顺时针甩动，漫天焰火下女演员原地转舞，如图所示，女演员裙脚上的火焰转成了圆圈，场面绚丽多彩，美不胜收。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（

）A．男演员甩出去的燃烧颗粒在空中运动时不受力的作用B．男演员甩出去的燃烧颗粒一定做曲线运动C．女演员裙脚上的火焰一定做匀速圆周运动D．女演员裙脚上的火焰所受合力一定不是恒力【答案】D【详解】A．男演员甩出去的燃烧颗粒在空中运动时受到重力，故A错误；B．当甩出去的燃烧颗粒的初速度方向竖直向上时，燃烧颗粒做竖直上抛运动，轨迹为直线，故B错误；C．女演员裙脚上的火焰不一定做匀速圆周运动，故C错误；D．女演员裙脚上的火焰做圆周运动，火焰所受合力一定不是恒力，故D正确。故选D。2．（2024·安徽合肥·二模）下面说法正确的是（）A．物体做匀速率曲线运动时加速度等于零B．平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同C．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同D．当物体受到的合外力为零时，物体仍然可以做曲线运动【答案】B【详解】A．物体做曲线运动速度一定发生变化，所以一定存在加速度，故A错误；B．平抛运动过程中只受重力，为恒力，加速度恒定，所以平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同，故B正确；C．匀速圆周运动的加速度时时刻刻指向圆心，不是恒定的，所以在任意相等时间内的速度变化不同，故C错误；D．当物体受到的合外力为零时，根据牛顿第一定律可得物体做匀速直线运动或者处于静止状态，故D错误。故选B。3．（2023·辽宁·高考真题）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧。故选A。4．（2023·全国乙卷·高考真题）小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（

）A．

B．

C．

D．

【答案】D【详解】AB．小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故AB错误；CD．小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。故选D。专题二小船过河问题5．（2024·广东深圳·二模）一只小船渡河，船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定不变。现小船相对于静水以初速度v0分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示，可以判断（）A．小船沿三条不同轨迹渡河的时间相同B．小船沿AC轨迹渡河的时间最小C．小船沿三条不同轨迹到达河对岸时的速率相同D．小船沿AD轨迹运动到达河对岸时的速率最小【答案】BD【详解】A．小船沿三条不同轨迹渡河时，垂直河岸方向的位移相同，当垂直河岸方向做匀加速运动时用时间最短，匀减速运动时用时间最长，选项A错误；B．当小船垂直河岸做匀加速运动时，加速度指向河对岸，因加速度方向指向轨迹的凹向，可知AC为匀加速运动时的轨迹，即小船沿AC轨迹渡河的时间最小，选项B正确；C．小船沿三条不同轨迹到达河对岸时垂直河岸方向的速度不同，沿平行河岸方向的速度相同，可知合速度大小不同，即速率不相同，选项C错误；D．小船沿AD轨迹运动到达河对岸时，小船垂直河岸做匀减速运动，到达对岸时垂直河岸方向的速度最小，可知合速率最小，选项D正确。故选BD。6．（2021·辽宁·高考真题）1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m，水流速度3m/s，木船相对静水速度1m/s，则突击队渡河所需的最短时间为（）A．75s B．95sC．100s D．300s【答案】D【详解】河宽一定，当木船船头垂直河岸时，在河宽方向上的速度最大，渡河用时最短，即木船相对静水的速度，渡河时间最短为故选D。7．（2024·辽宁·二模）解放军某部在某次登岛演习过程中，要渡过一条宽度为d的小河。现有甲、乙两个战斗小组分别乘两只小船渡河，船头朝向如图所示，渡河时两小船船头与河岸夹角都是θ角，两船在静水中的速率都为v，水流速率为v0，此时甲船恰好能到小河正对岸的A点，则（

）A．甲船渡河时间为B．乙船比甲船更早到达对岸C．靠岸时两船间距增大了D．如果河水流速增大，甲船不改变船头方向也能到达A点【答案】C【详解】AB．将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性，可知甲、乙两船到达对岸的时间均为故两船同时到达对岸，故AB错误；C．靠岸时两船间距增大了故C正确；D．水流速率为v0，此时甲船恰好能到小河正对岸的A点，则故如果河水流速增大，要使甲船到达A点，小船船头与河岸夹角应减小，故D错误。故选C。8．（2024·全国·二模）游泳是人们很喜爱的运动之一。如图，某游泳运动员在河中的点发现正下游处有一半径为的旋涡，当时水流速度为点与点的距离，该运动员为了能避开旋涡沿直线到达安全地带，其在静水中的速度至少为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】水流速度是定值，只要保证合速度方向指向漩涡危险区切线方向即可，如图所示为了能避开漩涡沿直线到达安全地带，运动员在静水中的速度至少是故选B。专题三位移与速度的合成与分解9．（2023·江苏·高考真题）达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【详解】罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在时间内水平方向增加量，竖直方向做在自由落体运动，在时间增加；说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线的倾角就是一定的。故选D。10．（2024·福建·二模）在马戏表演中，演员顶着直杆沿水平地面做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动，同时猴子沿竖直杆向上以速度v0匀速移动，经过一段时间，猴子沿杆向上移动的高度为h，如图所示下列说法正确的是（）A．猴子相对地面做匀变速直线运动B．猴子相对地面的运动轨迹为直线C．此时刻猴子对地速度的大小为D．这段时间内演员对地的位移大小为【答案】D【详解】AB．猴子在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向上做匀速直线运动，根据运动的合成可知，合初速度与合加速度不在同一条直线上，所以相对地面猴子做的是匀变速曲线运动，故AB错误；C．这段时间为此时刻猴子对地的速度大小为故C错误；D．这段时间内演员对地的位移大小为故D正确。故选D。11．（2024·全国·二模）我国无人机技术发展迅猛，应用在各个邻域，例如运输高山上安装电信铁塔的材料时，采用人工运输需要几个小时，而采用无人机运输只需要20分钟，大大节约了人工成本，提高了运输效率。某次无人机运输质量为的物件时，从山脚恰好将物件运输到山顶时，水平轴方向和竖直轴方向的速度一时间图像分别如图甲、乙所示，以竖直向上为正方向。重力加速度取，忽略空气阻力的影响，忽略水平方向加速的时间。下列说法正确的是（）A．物件的位移大小为 B．物件的最大速度为C．山高超过 D．无人机的最大升力大于【答案】D【详解】AC．由题图甲可知水平方向的位移由题图乙可知竖直方向的位移所以物件的位移为故A、C错误；B．物件的最大速度故B错误；D．加速上升时无人机的升力最大，由题图乙可知加速上升时竖直方向的加速度设无人机的质量为，最大升力为，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选D。12．（2025·全国·二模）某停车场使用的是图示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆连接而成，A、B为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平，现以O点为坐标原点，建立图示平面直角坐标系，其中。以开始转动时为计时起点，在杆绕O点从水平以恒定的角速度转动到竖直的过程中，下列说法正确的是（）A．B点的轨迹方程为B．t时刻B点的水平分速度为C．t时刻B点水平方向的分加速度为D．杆对杆的作用力逐渐减小【答案】ACD【详解】A．A点的运动是以O为圆心，L为半径的圆周运动，A点的轨迹方程为则B点的运动是以为圆心，L为半径的圆周运动[提示A、B间距恒定，A、B始终等高]，则B点的轨迹方程为故A正确；BC．杆在t时刻转过的角度为，则B点的横坐标位移时间图像的斜率表示速度，对时间求导可得速度时间图像的斜率表示加速度，再次求导可得故B错误，C正确；D．对杆上任意一点分析，转动过程做匀速圆周运动，则合外力（向心力）大小恒定，由于重力与合外力的夹角逐渐减小，即该点受到的除重力以外的其他力减小，所以杆对杆的作用力逐渐减小，故D正确。故选ACD。13．（2024·安徽·高考真题）一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐标系，如图（1）所示。从开始，将一可视为质点的物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力和，其大小与时间t的关系如图（2）所示。已知物块的质量为1.2kg，重力加速度g取，不计空气阻力。则（

）A．物块始终做匀变速曲线运动B．时，物块的y坐标值为2.5mC．时，物块的加速度大小为D．时，物块的速度大小为【答案】BD【详解】A．根据图像可得，，故两力的合力为物块在y轴方向受到的力不变为，x轴方向的力在改变，合力在改变，故物块做的不是匀变速曲线运动，故A错误；B．在y轴方向的加速度为故时，物块的y坐标值为故B正确；C．时，，故此时加速度大小为故C错误；D．对x轴正方向，对物块根据动量定理由于F与时间t成线性关系故可得解得此时y轴方向速度为故此时物块的速度大小为故D正确。故选BD。专题四关联速度问题14．（2025·全国·二模）如图所示，光滑水平面上有一倾角为、表面固定一内壁光滑的轻质细管的斜面。轻绳左端固定在竖直墙壁的点，右端连接位于A点稍偏下的小球，小球质量为，O、A间的轻绳水平且足够长。斜面与小球在水平外力的作用下保持静止。某时刻撤去后，小球沿管道滑落至点。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．外力大小为B．小球到达点时的速率大于斜面的速率C．小球到达点时的速率等于斜面的速率D．小球机械能守恒【答案】AC【详解】A．撤去前，斜面与小球静止时，对小球进行受力分析如图1所示，对小球、小球和斜面组成的整体进行受力分析如图2所示根据平衡关系有，解得故A正确；BC．由于轻绳的存在，斜面向左移动时，小球沿斜面下滑，即小球相对斜面下滑的速度大小等于斜面向左的速度大小。当小球达到点时，小球对地实际运动的速度是和的合速度，三者关系如图3所示则有故B错误，C正确；D．结合上述受力分析可知，小球对斜面做正功，斜面的机械能增大，则小球的机械能减小，即小球的机械能不守恒，故D错误。故选AC。15．（2024·河北·二模）“灯光表演”中，同学们用投影仪把校徽图案投到教学楼的墙壁上。现将投影过程简化为如图所示，投影仪放置在水平地面上，与教学楼相距，此时校徽图案距离地面，正在沿竖直方向以的速度上升。此时投影仪转动的角速度约为（）A． B．C． D．【答案】B【详解】校徽图案的实际运动为沿墙壁竖直向上的运动，其运动效果是一方面绕投影仪转动，另一方面沿光线方向延伸，因此应将竖直向上的速度分解为沿光线和垂直于光线的分速度。设校徽图案的速度为v，投影仪转动的角速度为，投影仪到图案间的距离为，光线与墙壁的夹角为，将校徽图案的速度沿光线方向和垂直光线方向分解可得垂直光线方向的速度为同时有根据几何知识可得联立解得ACD错误，B正确。故选B。16．（2024·四川德阳·二模）内燃机做功冲程如图所示，简化成球1、球2通过带有铰链的轻杆相连，质量为2m的球1穿在半径为R的竖直光滑圆环ABCD上，质量为m的球2穿在光滑竖直杆上，球1沿圆环顺时针转动。重力加速度为g，不计一切摩擦，球1从A→C运动过程中，内燃机燃气对球2做功W，下列说法正确的是（）A．球2速度为零时所受合外力一定恰好为0B．球2速度最大时所受合外力一定恰好为0C．球1经过与圆心等高的B点时，与球2的速度相同D．球1从A→C运动过程中，轻杆对球2做功为【答案】BC【详解】AB．从A到C的过程中，在C点，球1无法沿杆分解速度，所以2球速度为0，所以球2先加速后减速，中间存在最大速度点，即加速度为0，合外力为0的位置，A错误，B正确；C．球1经过B点时，而这速度满足二者速度方向与杆都有相同的夹角，二者速度相等，C正确；D．对整个过程列动能定理，则有所以轻杆做功为D错误。故选BC。17．（2024·福建宁德·二模）影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A通过细钢丝跨过滑轮拉着特技演员B上升，便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以速度大小v=5m/s向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°，连接特技演员B的钢丝竖直，取sin37°=0.6，cos37=0.8，该时刻特技演员B处于状态（填“失重”或”“超重”）该时刻特技演员B的速度大小为m/s。【答案】