专题05 曲线运动-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第三期）

专题05 曲线运动 1．（2021·重庆南开中学高三月考）如图所示，质量M=3m的光滑细圆管用轻杆竖直固定在竖直平面内，环的半径R比细管的内径大得多。质量分别为3m和m的小球A和B在细管内运动。当A球以速度 通过圆管最低点时，B球在最高点，且此时的细圆管对杆的拉力为零，则B球速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A球在最低点时，根据牛顿第二定律得 B球在最高点时，根据牛顿第二定律得 根据题意可知细圆管对杆的拉力为零，则有 联立解得 ，故D正确，ABC错误。故选D。 2．（2021·广东广雅中学高三月考）如图甲所示，随着2022年北京冬奥会的脚步越来越近，吸引更多爱好者投入到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一、两名跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比 沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，如图乙所示。则两名运动员从飞出至落到雪坡上的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．他们飞行时间之比为3·1 B．他们飞行的水平位移之比为1∶3 C．他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同 D．他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1∶9 【答案】D 【解析】A．设雪坡倾角为 ，对运动员a，有 ， 根据几何关系有 对运动员b，有 ， ， ， 联立可得 ，选项A错误； B．同理可知，他们飞行的水平位移之比为1：9，选项B错误； C．落到雪坡上时，设a、b如速度分别与竖直方向夹角为 ，则有 ， 则有 ，可得 ，故他们落到雪坡上的瞬时速度方向相同，选项C错误； D．将运动员的运动分解为沿坡面和垂直于坡面的两个方向上，建立直角坐标系，在沿坡面方向做匀加速直线运动，垂直于坡面方向做匀减速直线运动，则运动员在空中离雪道坡面的最大高度 ，他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1：9，选项D正确。故选D。 3．（2021·广东佛山一中高三月考）如图所示，复兴号列车以速率v通过一段水平弯道，转弯半径为r，列车恰好与轨道间没有侧向压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　） A．列车左右两车灯的线速度大小相等 B．弯道处的外轨略高于内轨 C．内外轨所在斜面的倾角满足 D．质量为m的乘客在拐弯过程中，受到列车给他的作用力为 【答案】B 【解析】A．列车转弯过程中车身上各部位周期相等，角速度相等，根据 ，可知列车外侧的车灯线速度大，A错误；BC．列车与轨道之间无侧向压力，则弯道处的外轨会略高于内轨，且内，外轨所在斜面的倾角满足 ，即 ，B正确，C错误；D．当质量为m的乘客在转弯过程中，受到列车给他的作用力 ，D错误。故选B。 4．（2021·河北武强中学高三月考）儿童自行车两侧有两个保护轮防止儿童摔倒，已知后轮半径是保护轮半径的三倍。取保护轮和后轮边缘上的点分别为A和B，当儿童正常骑车车轮无滑动时，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点转动周期相同 B．A、B两点向心加速度相同 C．A点和B点线速度大小之比为3：1 D．A点和B点角速度大小之比为1：3 【答案】D 【解析】ACD．A、B两点在保护轮和后轮边缘，所以正常骑行时，相同时间路程相同，故线速度相同，而后轮半径是保护轮半径的三倍，则B转动三圈，A转动一圈，故A、B两点转动周期比为3：1，角速度大小比为1：3，故AC错误，D正确；B．根据公式 ，A、B两点向心加速度比为1：3，故B错误； 故选D。 5．（2021·重庆八中高三月考）曲水流觞，是我国古代汉族民间的一种传统习俗，后来发展成为文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。大家坐在河渠两旁，在上流放置觞（木质酒杯），觞顺流而下，停在谁的面前，谁就取杯饮酒。如图所示的觞随着河水自西向东飘向下游时，突然吹来一阵北风，则之后觞可能的运动轨迹为（　　） A．1轨迹 B．2轨迹 C．3轨迹 D．4轨迹 【答案】C 【解析】若没有风吹，则觞随着河水自西向东飘向下游，现有北风吹来，依据运动的合成与分解，之后觞可能的运动轨迹为3，不可能为4，原因是轨迹4最后沿着流水方向没有了速度。也不可能是轨迹1或2，原因是吹的是北风。故选C。 6．（2021·广东茂名一中高三月考）在我国的北方，常常看到人们做滑雪运动。如图所示，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 ，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿 下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A．所受合外力始终为零 B．合外力做功为零 C．处于失重状态 D．所受摩擦力大小不变 【答案】B 【解析】AC．运动员做匀速圆周运动，合外力指向圆心，向心加速度也指向圆心，所以运动员加速度向上，处于超重状态，故AC错误；B．由动能定理知，匀速下滑动能不变，合外力做功为零，故B正确； D．对运动员受力分析如图所示 得