2025年高考物理母题探究《曲线运动讲义》含答案

母题目录 不变：匀变速运动l变化：非匀变速运动不变：匀变速运动l变化：非匀变速运动共线：直线运动l不共线：曲线运动加速度(或合外力)方向与合速度方向共线：直线运动l不共线：曲线运动若v0合与a合共线，则合运动为若v0合与a合不共线，则合运动vB==v0vAcosβ=vBcosαvBsinα=vAcosα一端系在同一塔块上，两名同学分别握住绳的另一端，保持手在同一水平面以相同速率v运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落，则v()(1)设做平抛运动的物体在任意时刻的速度方向与水平方向的夹角为θ,位移方向与水平方向的夹角为φ,则有tanθ=2tanφ,如图甲所示。大多数平抛运动与斜面(曲面)的综合问题，最终可转化为对平抛物体位移方向、速度方向分析，对位移、速度分解、计算，从而解决道v0v0=R2抛-gt2θ的值为()中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动，两运动轨迹在同一竖直平面内，则()B．在N点接到的鸟食后抛出D．在M点接到的鸟食平抛的初速度较大F=mω2r=mrω2最高点：FT+mg=m恰好通过最高点，最高点：mg±F=m恰好通过最高点，杆对小球的力等于置恰好通过等效最高点，恰好做完整的F=mω2rω夹角θ为45。，小球质量为0.1kg，重力加速度g取10m/s2。关于该小球，下列说法正确的有()A．角速度为5rad/sB．线速度大小为4m/sC．向心加速度大小为10m/s2D．所受支持力大小为1N时间内的运动轨迹，简图如图。彩灯的运动可视为匀速圆周运动，相机本次曝光时间是s，光时间为s。由于小球运动，在照片上留下了一条长度约为半径的圆弧形径迹。根据以上数据估算小球在最低点时细线的拉力大小为()A．11NB．9NC．7ND．5NA．P、Q线速度之比为1:B．P、Q角速度之比为:1C．P、Q向心加速度之比为:1D．P点所受合外力总是指向O是水平地面上以O点为圆心，半径R1=5m的圆形区域，OO′垂直地面，无人机在离地面高度H=20m的空中绕O′点、平行地面做半径R2=3m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小A．rad/sB．rad/sC．无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地D．无人机运动到B点时，在A点释放的物品尚未落地12025•湖北模拟）在2024年巴黎奥运会上，郑钦文为中国队获得奥运历史上我国的第一网球经过M点时速度方向与竖直方向的夹角为60。，落到水平地面上的N点时速度方向与竖直方向的夹角为45。，且网球与水平地面碰撞的最大高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A．抛出时的初速度为2B．O点距水平地面的高度为3hC．网球从O点运动到M点的时间为D．O、N两点间的水平距离为4h22025•江宁区校级一模）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上，小球P在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球P改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出金属块Q在桌面上始终保持静止。后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()B．小球P运动的角速度变大C．金属块Q受到桌面的静摩擦力变大D．金属块Q受到桌面的支持力变大32025•菏泽二模）游乐场内有一种叫“空转动时，下列四幅图可能的状态为()B.D.42025•广州二模）如图为竖直转轴过圆心O的水平圆盘，轻质弹簧一端固定在O点，另一端连接一质量为m的小物块。圆盘静止时物块恰好在P点静止，此时弹簧的伸长量为L。已知中()D．当ω=时，小物块相对圆盘恰好开始滑动52025•江宁区校级一模）军事演习中，甲于同一水平高度的目标P发射炮弹，要求同时击中目标，忽略空气阻力，炮弹发射轨迹如图，下列说法正确的是()B．乙炮弹比甲先发射D．乙炮弹在轨迹最高点的速度大于甲炮弹在轨迹最62025•越城区校级模拟）如图所示为某生态区的若模型中水流喷出的初速度为1m/s，则水流实际的初速度为()A．2m/sB．4m/sC．8m/sD．16m/s在P点的正下方。不计空气阻力，则()A．ON<NQB．OM:MQ=1:3C．减小v0，落回斜直雪道时的速度方向与雪道的夹角变小D．减小v0，落回斜直雪道时的速度方向与雪道的夹角变大82025•贵州二模）某滑板运动员在如图所示的场地进行技巧训练，该场地截面图的左侧A端处的切线竖直，B端右侧有一水平面。该运动员在某次训练时以某一速度从A端冲出，沿竖高度为。若不考虑空气阻力，则该运动员落地点与B的距离为()A．B．C.·i2HD．2H92025•湖南模拟）从一倾角θ=30°的斜面顶端抛出一个小球，小球的初速度大小为v0，方落点与抛出点的距离是()102025•东莞市校级三模）某一传动装置的部分结构如图所示，甲是一个半径为r的以其圆心为轴匀速转动的轮子，乙是一个中空的轮环，内半径为2r，外半径为3r，转动轴在轮环点的线速度大小为()母题目录 不变：匀变速运动l变化：非匀变速运动不变：匀变速运动l变化：非匀变速运动共线：直线运动l不共线：曲线运动加速度(或合外力)方向与合速度方向共线：直线运动l不共线：曲线运动若v0合与a合共线，则合运动为若v0合与a合不共线，则合运动vB==v0vAcosβ=vBcosαvBsinα=vAcosα一端系在同一塔块上，两名同学分别握住绳的另一端，保持手在同一水平面以相同速率v运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落，则v()【答案】B【分析】将v和塔块的速度分解到沿绳方向和垂直绳方向，且沿绳子方向的速度相等，根据角可得v块cosθ=vsinθ,解得v=由于塔块匀速下落时θ在减小，故可知v一直增大，故B正确，ACD错误。故选：B。(1)设做平抛运动的物体在任意时刻的速度方向与水平方向的夹角为θ,位移方向与水平方向的夹角为φ,则有tanθ=2tanφ,如图甲所示。大多数平抛运动与斜面(曲面)的综合问题，最终可转化为对平抛物体位移方向、速度方向分析，对位移、速度分解、计算，从而解决道v0v0=R2抛-gt2的值为()【答案】C运动学规律求出tanθ的值。设球网的高度为h，对于斜向下击出的网球，在水平方向有L=v0cosθ.t1竖直方向有L−h=v0sinθ.t1+gt12对于斜向上击出的网球，在水平方向有L=v0cosθ.t2竖直方向有−h=−v0sinθ.t2+gt22联立可得t1=t2，=2v0sinθ.t1结合L=v0cosθ.t1可得4sinθ=cosθ解得tanθ=故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查了斜抛运动规律，解题关键是竖直方向可用全程法分析两物体中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动，两运动轨迹在同一竖直平面内，则()B．在N点接到的鸟食后抛出D．在M点接到的鸟食平抛的初速度较大【答案】D【解答】解：AB.两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食，N点下落的高度更高，运动时间长，故N点接到的鸟食先被抛出，故AB错误；C.根据x=v0t，y=gt2，得如果初速度相等，则两轨迹应该重合，故C错误；2D.同理，由y=可知，当水平位移x相等时，yN>yM，y越大，初速度v0越小，则在M点接故选：D。F=mω2r=mrω2最高点：FT+mg=m恰好通过最高点，最高点：mg±F=m恰好通过最高点，杆对小球的力等于置恰好通过等效最高点，恰好做完整的F=mω2rω夹角θ为45°,小球质量为0.1kg，重力加速度g取10m/s2。关于该小球，下列说法正确的有()A．角速度为5rad/sB．线速度大小为4m/sC．向心加速度大小为10m/s2D．所受支持力大小为1N【答案】AC第二定律结合向心力公式求解角速度，由v=ωR求线速度大小；根据an=ω2R求向心加速度大【解答】解：AD、小球在水平面内做匀速圆周运动，由合力提供向心力，对小球受力分析如图由牛顿第二定律可得mgtan45°=mω2R，解得ω=5rad/s，故A正确，D错误；B、线速度大小为v=ωR=5×0.4m/故选：AC。时间内的运动轨迹，简图如图。彩灯的运动可视为匀速圆周运动，相机本次曝光时间是s，圆弧对应的圆心角约为30°,则该同学每分钟跳绳的圈数约为()【答案】C根据ω=2πf可知每秒钟跳的圈数为Hz=2.5Hz故选：C。光时间为s。由于小球运动，在照片上留下了一条长度约为半径的圆弧形径迹。根据以上数据估算小球在最低点时细线的拉力大小为()A．11NB．9NC．7ND．5N【答案】C【解答】解：在曝光时间内小球运动的长度为×0.6m=0.12m，近似认为在曝光时间内小球做匀速直线运动，小球的线速度大小m/2在最低点，根据牛顿第二定律得T−mg=m代入数据解得T=7N，故C正确，ABD错误。故选：C。A．P、Q线速度之比为1:B．P、Q角速度之比为:1C．P、Q向心加速度之比为:1D．P点所受合外力总是指向O【答案】AD【解答】解：B、P、Q两点为同轴传动，角速度相等，即角速度之比为1:1，故B错误；A、由v=ωr得，线速度之比等于半径之比，即 故A正确；故C错误；D、P点随手娟做匀速圆周运动，合力始终指向圆心O点，故D正确；故选：AD。是水平地面上以O点为圆心，半径R1=5m的圆形区域，OO′垂直地面，无人机在离地面高度H=20m的空中绕O′点、平行地面做半径R2=3m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小A．rad/sB．rad/sC．无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地D．无人机运动到B点时，在A点释放的物品尚未落地【答案】BC解角速度；求解无人机从A到B运动的时间，与物品做平抛运动的时间比较即可。故A错误，B正确；CD．无人机从A到B运动的时间3可知无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地，故C正确，D错误。故选：BC。12025•湖北模拟）在2024年巴黎奥运会上，郑钦文为中国队获得奥运历史上我国的第一网球经过M点时速度方向与竖直方向的夹角为60。，落到水平地面上的N点时速度方向与竖直方向的夹角为45。，且网球与水平地面碰撞的最大高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A．抛出时的初速度为2B．O点距水平地面的高度为3hC．网球从O点运动到M点的时间为D．O、N两点间的水平距离为4h【答案】A可得抛出的初速度；根据速度—位移公式计算；根据速度的矢量关系得到网球在M点竖直方【解答】解：A、网球与地面碰撞后弹起的最大高度为h，由网球弹起后在竖直方向做竖直上度v0=2B、根据公式v=2gH，可知O点距水平地面的高度为H=4h，故B错误；、N两点间的水平距离x=8h，故D错误。故选：A。22025•江宁区校级一模）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上，小球P在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球P改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出金属块Q在桌面上始终保持静止。后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()B．小球P运动的角速度变大C．金属块Q受到桌面的静摩擦力变大D．金属块Q受到桌面的支持力变大【答案】A【解答】解：AB、设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力水平方向mgtanθ=mω2LsinθC、金属块Q保持在桌面上静止，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力大小等于绳子的拉D、金属块Q保持在桌面上静止，竖直方向没有加速度，根据平衡条件得持力大小等于其受到的重力，保持不变，故D故选：A。32025•菏泽二模）游乐场内有一种叫“空转动时，下列四幅图可能的状态为()B.D.【答案】A为h，人与飞椅受到重力与绳拉力的合力为mgtanθ,且其合力提供向心力，即mgtanθ=mω2htanθ解得h1=h2由+Lcosθ（其中r为圆盘半径，L为钢绳长度）可知，L越小则θ越小，则θ左一定大于θ右，右侧钢绳延长线与转轴交点到故选：A。42025•广州二模）如图为竖直转轴过圆心O的水平圆盘，轻质弹簧一端固定在O点，另一端连接一质量为m的小物块。圆盘静止时物块恰好在P点静止，此时弹簧的伸长量为L。已知中()D．当ω=时，小物块相对圆盘恰好开始滑动【答案】D【解答】解：AB．角速度较小时，根据牛顿第二定律可得kL−f=mω2.2L弹簧弹力不变，故AB错误；D．小物块相对圆盘恰好开始滑动时，根据牛顿第二定律可得kL+f=mω2.2L，kL=f【点评】本题考查匀速圆周运动，对物体进行受力分析，知道物体向心力的来源52025•江宁区校级一模）军事演习中，甲、于同一水平高度的目标P发射炮弹，要求同时击中目标，忽略空气阻力，炮弹发射轨迹如图，下列说法正确的是()B．乙炮弹比甲先发射D．乙炮弹在轨迹最高点的速度大于甲炮弹在轨迹【答案】B炮弹做斜上抛运动，加速度相同，都为g。故选：B。62025•越城区校级模拟）如图所示为某生态区的若模型中水流喷出的初速度为1m/s，则水流实际的初速度为()A．2m/sB．4m/sC．8m/sD．16m/s【答案】B【解答】解：水流从喷嘴喷出到最高点的过程中，竖直方向上有gt2，解得模型可得：t实际=4t模型故B正确，ACD错误。故选：B。在P点的正下方。不计空气阻力，则()A．ON<NQB．OM:MQ=1:3C．减小v0，落回斜直雪道时的速度方向与雪道的夹角变小D．减小v0，落回斜直雪道时的速度方向与雪道的夹角变大【答案】B【解答】解：如图AB.建立如图所示坐标系，有gx=gsinθ,gy=gcosθ,滑雪者从O到P，在垂直于斜面的方向上满足v0=gcosθt，根据时间的对称性可知，滑雪者从P到Q的时间也为t，在平行于斜面的方向上，gsin2，MQ=gsinθgsingsin2，故OM:MQ=1:3，又由斜上抛运动规律，在水平方向上做匀速直线运动，则OP和PQ的水平距离相等，P、N在同一条竖直线线上，根据几何关系可知，沿斜面方向上，有ON=NQ，故A错误，B正确；故选：B。82025•贵州二模）某滑板运动员在如图所示的场地进行技巧训练，该场地截面图的左侧A端处的切线竖直，B端右侧有一水平面。该运动员在某次训练时以某一速度从A端冲出，沿竖高度为。若不考虑空气阻力，则该运动员落地点与B的距离为()