单元检测(四) 曲线运动-【衡水真题密卷】2025年高考物理单元过关检测（湖北专版）

2024一2025学年度单元过关检测（四） 物理·曲线运动 (考选时间75分钟，惑分100分》 一、透择题：本题共10小是，每小题4分，共0分。在每小题给出的四个迹项中，第1一7 题只有一项符合要目要求，第8一0题有备项符合额目要求。每小盛全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有迭错的得0分。 题号12345 6 89 10 容案 上，如图所示，在某公圆内，摩天轮和墨挂的怪松在竖直平面内做匀速图周运幼。已知AB是 摩天轮的水平直径。对于肇在某案舱内相对室喻静止的游客，下列说法正确的是〔 A.在最高点数于超重状态 B在量低点处于失重状态 C在A和B俊置所受合力均为0 D.在A和B位置所受合力方向相反 2.某次军率演习中，在P,Q两处的炮兵向正前方同一目标O爱射慈弹，要求问时击中目标， 签略空气阻力，胞弹轨迹如图所示。若地弹运动前连的景高点均在同一高虔，则〔) A.Q处射出的慈弹的初速度大 我P,Q两处射出的炮弹的初建皮大小相等 CP.Q两处的电弹月封射出 DP处的炮弹先鲜出 3.某同学设计了如图实验装置研究向心力，轻质套簧A和质 量为1kg的小球B通试长度为1.的轻杆及纹链连接，套筒 A套在经直杆OP上与原长为L的较质弹簧连接，小球B 可以沿水平槽滑动，让系统以某一角速度绕OP匀速传动： 球B对水平槽恰好无压力，此时径杆与整直方向夹角一3。已知弹簧的劲度系数为 100N/m,弹簧始部在弹性限度内，不计一韧摩第，面3”一0.6，则系烧转动的角速度 为 A.2 rad/s B 2.5 rad/a C.4 rad/a D.5 rad/a 单元过美检测（四1物理第1页{共8页） 衡水真题 ,如图所示，质量为网的小物块开始静止在一半径为R的 球壳内，它和球心O的连线与竖直方向的夹角为30，现 0. 让球壳随转台绕转轴0)一起转动，物块在球壳内始终未 滑动，重力加速度大小为g。当物块与球壳之到的摩擦力 刚好为0时，转和转动的角速度为 震 碳 c n震 5.《西等记过中，一只大龟泽水作舟，女著唐饼年徒四人和白龙马意过了道天河。已知大龟在 静水中等动的速顶大小与河木的藏违大小之比为2：1，出发点A到正对岸B点的离 为，河岸平直。若大家以最短的时间度辉，则大家上举的越点与B点的率离为《》 A号 号 C.2d D.4d 6曲钙连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将 连 活塞的柱复运动转变为由铂的旋转运诗，从而罩动汽 车车轮转动，其结构示意图如图断示。由轴可绕周定 的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活客上的B点，若曲帕饶O点做 匀速属周运动，转速一1800r/m.Q4一20m,AB一0cm,则当OA与AB垂直时， 活塞的道度大小为 》 A.12x m/8 我厘m C.10 m/s D.4T0 m/s 3,如图所示，静止配架AOB中的杆OB曼直，杆QA与水平而同的 夹角a=60,且杆QA完滑。操焉与竖直方向间的光角序-30°，上 端用饮佳与周定点B相连，下端与穿在Q从杆上的质量为m的小 环相连。已知QB两点同的更离为1.。则 单元过美检测（四】物理第2页{共8页） A.卵簧弹力的大小为m限 且杆对小环的弹力大小为3m C若整个框架以路为铂开始特动，则当小环稳定在与吾点等高的A点时转速为，下 D若整个服黑以(OB为转开始转动，则当小环缓慢运动到与B点等高的A点时杆对小 环做的功为1.5gL &在一次杂技表演中，表演者顶着一竖直杆沿水平地面运动，其位移一时间图像(：图像) 如图甲所示，与此同时酸子沿竖直杆向上运动，如周乙所示，其沿经直方向的通度一时间 图檬(：图檬》蜘周丙所示。若以生面为参考系，下列说法正确的是 年代值·s门 A猴子的运动轨连为曲钱 出=0时餐子的速度大小为45m/a C数子在的2s内的加建皮大小为4m/W D最子在前28内运动的位移大小为16m 9.如图所承，两条不可钟长轻绳分别连接质量相同的两个可规为质点的小球，悬挂在天花 板上。若两个小球能以相同的角速度在水平而内做匀速圆周运动，测下列各图中关于 两小球的位做关系可馆正确的是 D 单元过美检测〔四1物理第3置{共8页) 衡水真 1(,如图所示，一个上表图阻藏，中心有孔的水平则盘绕轴MN转动，氣有不可饰长细线的 木块置于醒盘上，纸线另一端穿过中心小孔O系着一个小球。已知水块，小球质量均 为m,且均可提为质点，木块到O点的距离为R,O点与小球之铜的翎线长为L。当圆 盘以角速度匀违转动时，小球以角速度随网盘做圆维摆运动，木块相对闭量静止： 连接小球的红线与竖直方向的夹角为：，小孔与细线之闻无摩擦，木块与园盛间的动摩 蒸因数为出，且认为量大静摩擦力等于滑动摩振力，划 A,若不变，上植大，则▣越大 且若R一L,则当>√受时，木块将相对于同盘发生指动 C若R一专，划木块所受家擦力方向可能指向阅心 口若尺一2L,期当增大时，木块斯受摩擦力可能增大 二、非选择"：本"共5小，共60分。 11,(7分)小研民学通过如图厌示的装置探究影响物体数圆周运功的向心力的因素。小滑 块套在光滑水平仟上，随杆一起烧竖直杆做匀速圆周运动，力传感誓通过一拥绳连接 滑块，用来测量肉心力F的大小。带块上固定一避光片，通过意光片与固定在铁帮台 上的光电门可测量出滑块的线速度大本，已知小滑块上遮充片的宽度为d,滑块到转 轴的距南为r,《结果均用断中所给字母表示) 光电 1力传感器 (1)若速光片经过光电门的时到为，则带块做匀速图周运动的周期T= (2)若(1)中力传银器标数为F,则滑换质量为 题密程 单元过美检测[四】物理第4页{共8质) (3》孩同学通过改变转速，记录多机力传感渴示数F和对应的滑块上速光片通过光电门 的时得山，若以F为纵轴，要得到线健图像，期横结所代表的物理量为 [达a女] 12.《10分》某兴煙小组采用如图甲所示的实验装置做探究平地运动的背点的实验 (1》下列数法可以藏小实验误差的是 。(填正确答案标号》 A每次从斜棉上同一位置无初速度释放小球 B选择匀小球摩察力尽可能小的斜情 C安装餐槽时，使离槽末焰的切线条持水平 几.小球成途用密度更小体积更大的塑料球 (2)在数该实龄时某同学只记录了物体适动的轨迹上的A,B.C三点，已包相邻两点的 时何间隔相等，并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图乙所示的图像，g 取10m/. 30 ①A.B,C相邻两点的时河阿隔为 您小球平抛运动的初速度是、m/: ③小球从精口第出到运动到B点所用的时间：一 ④小球数平抛运动的初始位置的战坐标： 单元过美检测（四1物理第5页{共8页] 衡水真是 13.《10分)如图所示，表图图信的轻杆水平固院在竖直转牡的O点.质量为m的小风环A套 在径杆上，A右鳄径杆上某处有一卡予（图中术国出）。一积长为L质量可艺略，不可伸 长的照线两瑞分别固定于O和A,质量也为和的小球B图定在线的中点，装置静止时： 细线与整直方向的夹角为37。现使装置由静止开始缓慢如速转动，当细线与竖直方向 的突角增大到5时，A拨卡了挡住，A,B网艇线的拉力恰好为零，小圆环A受到的摩 擦力与静止时大小相等、方向相反，重力如魂度为.黑，取5=Q8,%53° 0,6。求1 (1)装置静止时，轻杆对环A的焊擦力大小： (2)当A,B间细线的拉力恰好为零时，卡子对环A的弹力大小。 轻杆 37 密鞋 单元过美检测（四】物理第6页{共8质） 4 14.15分)如图所示，光滑水平面ACD和水平传送带平滑无峰连接，CDEF是一颜角 一30的光滑正方形斜国，边长一2m,斜面上端固定一个半径R一1m的光滑半刻 弧轨道，分别与CF,EF相切于PQ两点，在水平面的C边（足够长）上放着赁量分 别为m一2k起一1k架的滑块甲，乙（均可祝为藏点），用轻绳将甲，乙连接在一起， 且甲，乙间夹着一积技压密且动度系数k一的0N/m的的轻质弹簧（末栓接。己知长 =L6m的传送带以%=12m/s的速率逆时针转动，两滑块与传送带间的动摩擦因 数以一05，其他摩擦和阻力均不计，弹簧的弹性势能尽，=82（心：为形变量）。 (1)剪斯轻蝇，若滑换甲风离弹簧时道度一4/，求滑块甲在P点受到属弧轨道弹 力大小F, [2)若滑块中能给好通过圆题轨连的最高友，求清块乙脱离弹复时的违度大小，： 《)若滑块甲能通试圆薰轨道修最高点，且滑块乙离开传送撞时速度大小也为两一 12m/s,求明断轻绳简弹簧的形变量△x的取值范围 4 单元过美检测（四1物理第7页{共8页） 衡水真题密卷 5.(18分)如图所示，质量为2丽的小球A通过足够长的轻蝇绕过定骨轮P与橙量为m 的小球B相连，通过长度为L的轻杆与转轴0相连，D,P离为2L,且O,P在问一水 平线上。初始时给小球A能加力F,使其用好静止于O点正上方的Q点。重力加速度 为g,不计一切摩擦和定滑轮质量，两球可找为质点，求： (1)小球A处于初始位置时的控力的最小值P一： (2)登去拉力F的瞬间，小球B的加速度大小a (3)当A,B建度大小相等时，径杆上的弹力F%, ●A 2 单元过美检测（四】物理第5页{共8质）·物理· 后A、B一起减速到零，A、B共速前，= azt=-v+ait 解得子s<<号s,号m/s≤m<号m/s 对A有x和=二，十0， 2 ,B共速后对A,B有工心= 则xA=IAI十工AL 解得号m<4<碧m -59 当2m/s2<a2≤4m/s2时，A先以a1向左减速运 2024一2025学年度单元过关 一、选择题 1.D【解析】乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆 周运动，在最高点，加速度向下，游客失重，A错 误：在最低，点，加速度向上，游客超重，B错误；在 A和B位置所受合力提供向心力，不为0，C错 误；在A和B位置所受合力方向均指向圆心，方 向相反，D正确。 2.C【解析】斜向上抛运动可以分解为竖直方向的 竖直上抛运动，由图可知炮弹运动轨迹的最高点 均在同一高度，根据A=司g可知两地弹运动时 间相等，所以PQ两处的炮弹同时射出，C正确， D错误；设初速度为，与水平面的夹角为0，则 竖直分速度为飞，=%sin0,运动时间为t=2弘= 2sin日，可知t相等，由在P处射出的角度比Q g 处射出的角度小，可得P处射出的炮弹初速度大 小更大，A、B错误。 3.D【解析】B球对槽恰好无压力时，弹簧的压编 量为L一Lcos37°，对B分析有k(L一Lcos37) =mg,根据向心力公式有mgtan0=mLsin2, 解得w=5rad/s,D正确. 4,D【解析】球壳随转台绕转轴OO一起转动，物 块做匀速圆周运动，由沿圆周半径方向的合力提 供向心力，设物块所受摩擦力恰好为0时，角速 度为w,对物块进行分析，则有mgtan30°= 23g,D正确。 ma Rsin30°，解得=√3R 5.B【解析】要使渡河时间最短，大龟游动的速度 参考答案及解析 动，再以a向右加速达到共速后，以a1向右匀减 速到零，A,B共速前v%=一at=一h十at 解得号<<子s,号m/<4<号6 对A有玉=生=验 2 则xA=xAI十xA2 解特 23 m≤xA<8 m 蜂上所迷，A时地的位移为第m<<碧m 检测（四）物理·曲线运动 方向应垂直河岸，渡河时间1=，大家上岸的地 1 点与B点的距离x=2,又功：h=2:1,解得 x=号B正确。 6.C【解析】由公式v=2πm可得，A点线速度为 vA=12πm/s,将A点和活塞的速度沿杆和垂直杆 分解，A点的速度沿杆方向，活塞的速度分解如图 所示，所以%c0s0=A,由几何关系得c0s0= VAB年0=0，可得h=4rVI0m/s,C AB=30」 正确。 7.D【解析】小环在P点静止时，受力分析如图所 示，根据平衡条件有Fn cos(90°一a十B)一 mngsin a-=0,Fnsin(90°-a十)-mgoos a-F=0, 解得Fn一3mg,Fn=mg,A,B错误；小环在A,点 时，设小环做圆周运动的半径为r,所受弹簧的弹 力大小为F,杆的弹力大小为F2,则水平方向 有F2十Fi sin a=mwr,竖直方向有F2cosa mg=0,由几何关系有L=rtan a,弹簧仲长的长 度与初始相同，则F2=Fm=√3mg,解得u= √臣，报据a=子-会解得m一元√受，C错 误；小环由静止开始沿杆向上滑动，初速度即= 0,小环在A点的速度大小VA=wr=√2gL,小环 衡水真题密卷 由P点到A点的过程中，根据动能定理有W mg·号-m-2m6,解得W=1.5mgL,D 正确。 8.ABC【解析】由题图甲、丙知，猴子在水平方向 上做速度大小为4m/s的匀速直线运动，在竖直 方向上做初速度大小为8m/s、加速度大小为 4/s2的匀减速直线运动，分析知合初速度与合 加速度方向不在同一直线上，其合运动为曲线运 动，A正确：t=0时猴子的速度大小为= √硫十而，=√4+8m/s=4√5m/s,B正确： 猴子在前2s内的加速度大小为4m/s2,C正确： 0一2s内猴子沿水平方向的位移大小为=8m, 沿竖直方向的位移大小为为=8X2m=8m,所以 2 猴子在0~2s内的位移大小为s=√后十话 √82+8m=8√2m,D错误. 9.AD【解析】若两小球在竖直轴同侧，如图1所 示，设上、下两条轻绳与水平方向的夹角分别为a 和B,上方的球1在水平面做匀速圆周运动，由牛 顿第二定律得Fn cos a一F2cosB=mrw2,对球1 和球2整体，在竖直方向上有Fn sin a=2mg,同 理对球2由牛顿第二定律得F2cos=mr2w,对 球2竖直方向有Frsin B-=mg,由于球2受重力 和绳的拉力的合外力指向圆心，可知球2比球1 更远离竖直轴，则n>n,联立解得2孤g=mma tan a +mnw<2mrd-影故ane>amB> B,A正确，B、C错误；若两小球在竖直轴两侧，如 图2所示，以水平向左为正方向，有Fnc0sa'= 一mw号r1十mwrs,又因为Fm>0,所以r3>r,同 理解得tang=是，tana=是·2，故a和 wir wir3一r4 阝可能相等也可能不相等，D正确。 。1 单元过关检测 Fn 1 /a mg:O' 图1 s FD mg mg子 图2 l0.AD【解析】设细线的拉力为T,则Tsin a= ml.sin a,Tasa=州g,解得a一Vd。若 仙不变，L越大，则a越大，A正确；由T= mL,木块随圆盘匀速转动所需要的向心力为 F。一mRw,当R一L时细线的拉力恰好提供木 块做圆周运动的向心力，摩擦力为零，所以无论 m多大，木块都不会清动，B错误；R=之时木块 所需要的向心力小于细线的拉力，所以木块受 到指向圆盘边缘的摩擦力，C错误：R一2L时木 块所雪要的向心力大于细线的拉力，物块受到 指向圆心的摩擦力，随着四增大，向心力增大， 木块所受摩擦力可能增大，D正确。 二、非选择题 11.(1)2r4 d (2)F(A)2 ( 【解析】1)滑块运动的线连度一品滑块微匀 速圆周运动的周期T=2_2r△ v d (2)由F=m买，可得m=A d (3)由F=m-md.1 下‘（△），可知若以F为纵 轴，要得到线性图像，则横轴所代表的物理量 为( ·物理· 12.(1)AC(2)①0.1②2③0.15④-10 【解析】(1)为确保有相同的水平初速度，所以 要求从同一位置无初速度释放，能减小误差，A 正确：该实验要求小球每次抛出的初速度要相 同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释 放，小球与斜槽间的摩擦没有影响，B错误；实脸 中必须保证小球微平抛运动，而平抛运动要求 有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道 必须要水平，能减小误差，C正确；实验应使用密 度大、体积小的钢球，这样可以减小做平抛运动 时的空气阻力，D错误。 (2)①根据匀变速直线运动推论ym一y= gT,解得相邻两，点的时间间隔为T=0.1s: ②小球平抛运动的初逵度大小为功=晋 0.m/s=2m/s:③根据匀变速直线运动推论 0.2 到达B点时的竖直方向速度为= 2X0.m/s=1.5m/s,所以小球从抛出，点抛出 0.3 到运动到B点位置所用的时间为一业=，5、 810s 0.15s:④B点离抛出点的水平距离为xa=ht= 2×0.15m=0.3m,小球做平抛运动的初始位 置的横坐标x=一10cm。 18.a3g(25 【解析】(1)装置静止时，对小圆环A和小球B 受力分析如图所示，对A有 F=Fisin 37 对B,两段绳子对B的拉力相等并且合力跟重 力平衡，根据力的合成，可得 2Frcos 37=mg 根据牛顿第三定律，可得子=F 联立解得轻杆对环A的摩擦力大小为R=骨g: 轻杆 F F 转轴 37 mg mg 1 参考答案及解析 (2)设装置的角速度为仙，卡子对环A的弹力为 F,对A有 F+F=mw2,号 对B有mgn53=m2·号 联主解得F-费g。 14112N(2)10m/s3)2 5 m≤4s 5 -m 【解析】(1)甲运动到P点过程，根据动能定 理有 一mg号in30=2m味-m听 1 解得r=√6m/s 滑块甲在P点受到圆孤轨道弹力F=m R 12N (2)滑块甲能恰好通过圆孤轨道的最高点，有 migsin 0-m R 解得m=√5m/s 设甲、乙分离时甲速度为1，甲从分离到最高 点，由功能定理有 一mg4血30=之m2。-2m 1 解得1=5m/s 两滑块弹开的过程，根据动量守恒有m11= 7m22 滑块乙脱离弹簧时的速度大小为=10m/s: (3)根据系统机械能守恒有号k△=m十 2m2呢 两滑块弹开的过程，根据动量守恒有m1甲= m2v乞 可得△x一0r 1 滑块乙在传送带上减速，有呢一=2g2 滑块乙在传送带上加速，有喝一吃=2g2 可得8v2m/s≤z≤4√10m/s 则4v2m/s≤vm≤2√10m/s 滑块甲能恰好通过圆孤轨道的最高点，有，≥ 5 m/s 衡水真题密卷 单元过关检测 综上所述4V2m/s≤vm≤2√/10m/s 对小球A由牛顿第二定律，有 则29m<≤ m。 F+2mgcos 302m 151F=25mg(2)a=号8 (3)FN= 解得F=8+45-11V5 3 °mg,方向由O指向A: 8+45-11,5mg,方向由0指向AFx= 情形二：设轻杆上的弹力为F,方向指向圆心， 3 对A、B构成的系统由机械能守恒定律，有 8+45+35,mg,方向由A指向0 3 2mngL1+cos30+mgh=mn6+号（2ma话 【解析】(I)在Q点时，当F沿水平方向时，F有 其中h=√5L-√31 最小值：设绳子的张力为F1,绳子与水平方向的 对小球A由牛顿第二定律，有 夹角为日，对小球A由平衡条件，有 Fx-2mgos 30'-2n Fmnin -F1COs0=0 对小球B由平衡条件，有 解得Fw-8+45+33 mg,方向由A指向O。 F-mg=0 解得Fm=25 5 mg; (2)撤去力F的瞬间，设绳子的张力为FT,绳子 与水平方向的夹角依然为日，对小球A由牛顿第 Q 24 二定律，有Frcos0=2maA 对小球B由牛顿第二定律，有mg一Fr=ma 且有aAcOS0=aH B 情形一 解得a。=号g: (3)由题意可知，释放后小球A做圆周运动，当 AP与小球A的运动轨迹相切时vA一g,此时 小球A所处的位置有两种情形，如图所示。 情形一：设轻杆上的弹力为F,方向指向圆心， 对A、B构成的系统由机械能守恒定律，有 2mgL(1-cos30n+mgh=2m6+号（2m）6 情形二 其中h=√5L-√3L 2024一2025学年度单元过关检测（五） 物理·万有引力与宇宙航行 一、选择题 得是-学共中-2061年-1986年-75 1.B【解析】由万有引力定律F=G及题设条件 年，代入数据解得r6≈18AU,B正确。 可知，所求两个引力的大小之比约为配年 GM地m et 3.B【解析】在星球表面，万有引力近似等于重力， Y0-得B正确， 有GMm=G,Gm=G,又=青R, R R 1.2 2.B【解析】设彗星的周期为T。,地球的公转周 V-专R,A-停A-告，联立解得会 期为T,根据题意由开普勒第三定律号=，可 是B正瑰， ·12-