专题04 曲线运动-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

十年（2012-2021）高考物理真题分项详解（山东专版） 专题04 曲线运动 1、 山东省最近10年高考物理分析： 2021年，单独命题，单科 2020年，单独命题，单科 2019年，全国I卷，理综物理 2018年，全国I卷，理综物理 2017年，全国I卷，理综物理 2016年，全国I卷，理综物理 2015年，单独命题，理综物理 2014年，单独命题，理综物理 2013年，单独命题，理综物理 2012年，单独命题，理综物理 二、2012-2021年高考物理试题全解全析： 1、（2012·山东卷·T22）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m＝0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ1＝0.4．工件质量M＝0.8kg，与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1．（取g＝10m/s2） （1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h． （2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动． ①求F的大小． ②当速度v＝5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离． 【考点】牛顿第二定律；平抛运动；动能定理．菁优网版权所有 【分析】（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理求解 （2）对物体、工件和物体整体分析，根据牛顿第二定律求解 （3）根据平抛运动的规律和几何关系求解． 【解析】解（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得： mgh﹣μ1mgL＝0 代入数据得： h＝0.2m…① （2）①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得 cosθ＝…② 根据牛顿第二定律，对物体有 mgtanθ＝ma…③ 对工件和物体整体有 F﹣μ2（M+m）g＝（M+m）a…④ 联立①②③④式，代入数据得 F＝8.5N…⑤ ②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为 x2，由运动学公式可得 h＝…⑥ x1＝vt…⑦ x2＝x1﹣Rsinθ…⑧ 联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得 x2＝0.4m 答：（1）P、C两点间的高度差是0.2m； （2）F的大小是8.5N； （3）物块的落点与B点间的距离是0.4m． 【点评】该题考查了动能定理、牛顿第二定律、平抛运动的规律多个知识点，关键要对物体进行受力和过程分析． 2、（2015·山东卷·T14）距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2．可求得h等于（　　） A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m 【考点】平抛运动． 【分析】经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下后，小球做平抛运动，小车运动至B点时细线被轧断，则B处的小球做自由落体运动，根据平抛运动及自由落体运动基本公式抓住时间关系列式求解。 【解析】解：设轨道离地的高度为H，则知 H＝5m 经过A点，将球自由卸下后，A球做平抛运动，则有： H＝gt12 解得：t1＝1s 小车从A点运动到B点的时间 t2＝＝s＝0.5s 因为两球同时落地，则细线被轧断后B处小球做自由落体运动的时间为 t3＝t1﹣t2＝1﹣0.5＝0.5s 则 h＝gt22＝×10×0.52＝1.25m 故选：A。 【点评】本题的关键要分析AB两球的运动情况，抓住同时落地时两球运动的时间关系，运用运动学规律分段研究。 3、（2016·全国I卷（山东）·T18)一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（ ） A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D．质点单位时间内速率的变化量总是不变 【答案】BC 【解析】因为原来质点做匀速直线运动，合外力为0，现在施加一恒力，质点所受的合力就是这个恒力，所以质点可能做匀变速直线运动，也有可能做匀变速曲线运动，这个过程中加速度不变，速度的变化率不变。但若做匀变速曲线运动，单位时间内速率的变化量是变化的。故C正确，D错误。若做匀变速曲线运动，则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同，故A错误；不管做匀变速直线运动，还是做匀变速曲线运动，质点速度的方向不可能总是与该