专题6 曲线运动-【创新大课堂系列】高三物理全国名校名卷168优化重组卷

16.解析(1)对，点0进行受力分析 (2)由平抛运动的特点与图像可得，图像斜率为k=0 其中Fra=mag h-0 =0.205,平抛运动的初速度为%==10X10 2u,2 FTu=mBg m/s= 0.01 因为整个装置处于静止状态，所以Frccos60°=FTa cos30 1m/s,则重力加速度为g≈9.76m/s2. Frcsin60°+Fra sin30°=Fr (3)由(2)的分析可知，求重力加速度时，不需要知道小球的 解得m=2kg FTA 直径也可以，故计算出的重力加速度大小与真实值是相 Fc=10√3N 同的 (2)细绳OP的拉力大小与O'P的拉 答案(1)见解析(2)9.76(9.76±0.03)(3)不变 力和AP的拉力的合力大小相等，方向 :14.解析 (1)杯子相对转盘发生滑动时，根据摩擦力提供向心 相反.根据题意OP的拉力和AP的 力可得 拉力方向的夹角为60°，则 umg=mRo, FToP=2 FTA COS30° 代入数据解得 解得a√'， 1 FTOP =103 N 即R: 方向与水平方向夹角为60°斜向上. a、b相对转盘发生滑动时转盘的角速度之比为仙1：仙= (3)对C进行受力分析 F F 3:1. 则Fy=mcg cos60°+F (2)b相对转盘滑动μmg=mw·3r, F=mcg sin60°+Frc 线速度与角速度的关系u=w·3r, F:=μFN b沿切线滑到桌面上x=√(5r)-(3r)严， 代入数据解得Fg=25N mcg 由牛顿第二定律可得以mg=ma,解得b沿切线滑到桌面上 答案(1)2kg(2)10√5N,方向与水平方向夹角为60°斜 的加速度大小为a=以g, 向上(3)25N 结合运动学公式2=2ax, 2 专题6曲线运动 解得x= 2ug 1.D 2.B 3.B 4.D 5.D 6.B 7.A 8.ACD 9.ABD 联主可得以=含 10.ABC 11.AC 12.解析(1)挡光条通过光电门时速度大小为v= ，根据 d 答案1尝=5(2-名 1 15.解析(1)球受重力、支持力和风的推力，在x方向不受外 Dw可得该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为 力，做匀速直线运动，在y方向受到恒定的力，故y方向做匀 d w=D·△t 变速直线运动；设在0一2.0s内小球运动的加速度为a1,则 (2)对小滑块由牛顿第二定律F-∫m=mDm,化筒可得F= 银据牛频第二定律，有F=a,解得4=0.40mS mDw十fm,将图像中图线延长，纵截距b=fn,则由图可知 根据运动学公式，有飞，=a1t=0.80m/s,2.0s末小球的速 fm<fm,故测a时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力小 度大小v=√0，十'=1m/s: 于测b时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。 (2)根据牛顿第二定律，风力F。作用时物体的加速度为a2= (3)对小滑块由牛顿第二定律F-fm=mDw,化简可得F= E=0.20m/6,风力R,作用时间为6-之=4.0s,放风力 mDof. F。作用4s的时间，小球的速度变为与初速度相同： 答案(1)D·△t d (2)小于(3)0.14 《3)离x轴的最远距离y=受4十受4=2.4m,由y=4:6 2 13.解析(1)由表中数据可得 =0.205 可得小球回到x轴上，还需要t=2√6s,则回到x轴时，坐标 则x2一h的图像如下 值x=(t1十t十t)≈6.54m 答案(1)1m/s(2)4s(3)6.54m ↑x2/×102m2 10 !16.解析(1)将速度和加速度沿着 U14 9 斜面和垂直于斜面的方向分解， 。A 如图所示， 垂直斜面方向：y=sin8,a 2 gcos a B t a 051015202530354045hcm 得t=2s. 190 (2)垂直斜面方向v1匀减速至0时有 13.解析(1)频闪照相机的频闪频率为f== 2.5 x1.00-0.50Hz =5Hz: 代入数据得L=10√3m. 1 (2)频闪照相机的周期为T= 1 了=方s=0,2s,根据Ay=gT (3)解法1：由垂直斜面方向运动对称性可得小球从O到A 与A到B所用时间相等 y=4y业=0.75-0.25)-0.25=0m/g= 可得g= T 0.2 平行斜面方向xm=·2+分a(20, 6.25m/s2: 小球在水平方向做匀速直线运动，C为OB中点，则x= (3)根据万有引力提候向心力：G贸=m发，结合万有引力 22ow, 与重力的关系GM=mg,故第一宇宙速度U=√R,代入 代入数据解得x=40m 解法2：小球在水平方向做匀速直线运动： 数值解得：v=2500m/s; IoA=v cos(0-a)t (4④根据万有引力与重力的关系有G=mg,代入数值解 R2 由几何关系可得x= ZOA cos 得M=9.4×10”kg. 解得x=40m. 答案(1)5(2)6.25(3)2500(4)9.4×102 14.解析(I)由线速度定义可得0=个 _2πr 答案(1)2s(2)10√3m(3)40m 专题7万有引力定律 (2)设“天问一号”的质量为1，引力提供向心力有 GM 2π 1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.C8.BD.9.AD =m() 10.BD 11.ABC 得M=4π， 12.解析(1)[1][2][3]飞船绕星球表面做圆周运动时，可用秒 GT 表测量飞船的周期；着陆后可用弹簧秤和质量为m的钩码 (3)忽略火星自转，火星表面质量为'的物体，其所受引力 测量钩码的重力，从而得到星球表面的重力加速度，则宇航 等于重力 员两次测量所选用的仪器分别是秒表A,弹簧秤B和质量为 m'g=Gm'M m的钩码C: 得g 4π2r3 (2)[4][5]宇航员两次测量的物理量分别是：飞船环绕星球！ TR. 的周期T和弹簧秤悬挂质量为的钩码时弹簧秤的示 答案1)兴 (2)4n2 GT (3)4x 数F. T'R (3)[6]由 :15.解析(1)天舟二号货运飞船加速时加速度的大小为a,匀 4 GpsπRm 速运动时速度大小为心， m1 F=ma, 可得 2=2ax1, 3π 设加速时间为，匀速时间为，减速时间为专， p= GT [7]由 4=21, U F=mg x-x-x3=vt2, 可得 天舟二号货运飞船完成平移靠拢段所用的时间 [8]由于 t=t1+t,+t=2300s. Gp号IR (2)设地球质量为M,对接后的空间站组合体质量为组，运 R =mg 行速度的大小， 可得 Mm丝 G (R+h) '9 =m经F+h' R=FT 设地面物体的质量为o, An m 答案(1)ABC(2)周期T物体重力F(3) 3π GT FT 解得v'≈7.8×103m/s. 4πm 答案(1)2300s(2)v=7.8×103m/s 191攀 专题6 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28 分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1.（2025·云南卷· 2)如图所示，某同 学将两颗鸟食从O 点水平抛出，两只 小鸟分别在空中的 M点和N点同时接到鸟食.鸟食的运动视为平 实 抛运动，两运动轨迹在同一竖直平面内，则 A.两颗鸟食同时抛出 B.在V点接到的鸟食后抛出 C.两颗鸟食平抛的初速度相同 D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大 2.(2025·山西怀仁模拟)某机 器的齿轮系统如图所示，中 间的轮叫做太阳轮，它是主 动轮，从动轮称为行星轮，太 阳轮、行星轮与最外面的大 轮彼此密切啮合在一起，如 果太阳轮一周的齿数为1，行星轮一周的齿数 为2，当太阳轮转动的角速度为w时，最外面的 大轮转动的角速度为 n2 n1 A. B. 如 n1十n2 n1+2n2 C. 7n1 n1 w D. n1+n2 n1-n2 3.（2025·河南安阳· 安阳一中校考模拟 2 预测)两个相同的正 方形铁丝框按图所 示放置，它们沿对角线方向分别以速度？和2 向两边运动，则两线框的交点M的运动速度大 小为 A.32 B 2 20 c。n 4.(2025·山东济南·二模)风洞是进行空气动力 学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风 洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹.如图所 示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平 恒力.一小球从地面的a点以大小为的初速度 竖直向上抛出，在b点落回地面，小球离开地面的 曲线运动 最大高度等于ab间的距离，则小球在运动过程中 的最小速度为 风洞 B.15 C. 4% D17 17% 5.（2025·全国·高 B 一专题练习)如图 所示的机械装置可 以将圆周运动转化 为直线上的往复运动.连杆AB、OB可绕图中A、 B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆 周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左 右滑动.已知OB杆长为L,绕O点沿逆时针方向 匀速转动的角速度为ω，当连杆AB与水平方向 夹角为α，AB杆与OB杆的夹角为3时，滑块的 水平速度大小为 A.Lsin B B.Lcosa sin a sin B C.Lcosp D.Lsin B coS a coS a 6.(2025·吉林省高三一模)如图所示的 圆盘，半径为R,可绕过圆心O的水平 轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方 0. 向固定两根长为R的轻杆，杆的端点 ● 各有一可视为质点的小球A、B,在圆 盘上缠绕足够长的轻绳.轻绳的另一 端拴接一小球C.现将装置由静止释放，小球C向 下以？s(g为重力加速度)的加速度做匀加速直 线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆 盘转过两圈.下列说法正确的是 ) A.圆盘转两圈所用的时间为2 /2πR g B圆盘转两图时，小球A的角速度大小为2，√贸 C圆盘转两周时，因盘的角速度大小为，√爱 D.圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为 2√元gR 7.(2025·山东济宁·模拟 预测)如图，倾角为0=30 的足够长斜面固定在水 平地面上，将一小球（可 o6 视为质点)从斜面底端O 7 点以初速度斜向上抛出，初速度与斜面的夹角为 α，经过一段时间，小球打在斜面上的P点.已知重力 加速度为g,不计空气阻力.则 () A.小球落到斜面上的距离OP最远时，α=30° B.小球落到斜面上的距离OP最远时末速度方 向与斜面垂直 C.小球落到斜面上的最远距离OP为 3g D.当小球落到斜面上的距离最远时所用时间 为 3g ! 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20 分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分， 有选错的得0分. 8.(2025·山东省济南市历城 二中高三押题卷)水平地面 上有一足够长且足够宽的固 定斜面，倾角为37°，小明站在斜面底端向斜面： 上投掷可视作质点的小石块.若石块出手时的 初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立 点正上方1.8m,重力加速度g=10m/s2.下列 说法正确的是 () A.若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂 直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高， 则石块出手时的初速度为2√6m/s B.若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂 直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高， 则石块出手时的初速度为2√3m/s C.若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨 迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时 间最短 D.若投出石块的最大初速度为8m/s,则石块 在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的 1 线段长度不会超过12m 9.(2025·江西鹰潭·二模)如图 所示，放于竖直面内的光滑金 属细圆环半径为R,质量为m 的带孔小球穿于环上，同时有 一长为R的细绳一端系于球 上，另一端系于圆环最低点，绳 能承受的最大拉力为2mg,重 23 力加速度的大小为g,当圆环以角速度ω绕竖直 直径转动时，下列说法正确的是 () A.圆环角速度ω等于晨 时，小球受到2个力的 作用 B.圆环角速度m等于贤时，小球受到3个力 的作用 C.圆环角速度w等于2，√晨时，细绳将断裂 D.圆环角速度ω大于贤时，小球受到2个力 的作用 10.(2025·河南洛阳市高三一模)“套圈”是一项 老少皆宜的体育运动项目.如图所示，水平地 面上固定着3根直杆1、2、3，直杆的粗细不计， 高度均为0.1m,相邻两直杆之间的距离为 0.3m.比赛时，运动员将内圆直径为0.2m的 环沿水平方向抛出，刚抛出时环平面距地面的 高度为1.35m,环的中心与直杆1的水平距离 为1m.假设直杆与环的中心位于同一竖直面， 且运动中环心始终在该平面上，环面在空中保 持水平，忽略空气阻力的影响，g取10m/s2. 以下说法正确的是 () 1.35m 1m0.3m0.3m A.如果能够套中直杆，环抛出时的水平初速度 不能小于1.8m/s B.如果能够套中第2根直杆，环抛出时的水平 初速度范围在2.4m/s到2.8m/s之间 C.如以2m/s的水平初速度将环抛出，就可以 套中第1根直杆 D.如环抛出的水平速度大于3.3m/s,就不能 套中第3根直杆 11.(2025·重庆市永川区 萱花中学期中)如图所 示，将质量为2m的重物 悬挂在轻绳的一端，轻 绳的另一端系一质量为 B 2m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上， 光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与 定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆 下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确 的是 ( A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg B.小环到达B处时，重物上升的高度也为d C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小 之比等于√2 D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小 之比等于号 三、非选择题：本题共5小题，共52分， 12.(2025·山东·模拟预测)(6分)某小组用如图 甲所示的装置探究了小滑块做圆周运动时，向 心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关 系.直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小 滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆 上固定一力传感器，用轻绳将滑块与力传感器 水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转. 竖直转轴 p 力传感器 滑块一 挡光条 水平直杆 甲 ↑FN 》 0.2 0 5 10152025w2rad·s-2) 乙 该小组利用实验所测数据，描点作出两条力传 感器示数F与小滑块转动角速度的平方ω2的 关系图像分别如图乙中α、b所示，则： (1)测得挡光条的宽度为d,到竖直转轴的距离 为D,某次挡光条通过光电门时的挡光时间为 △，则该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速 度大小为 (用所给物理量符号表示)； (2)由F-u2图像可知，在分别测量a、b两图 像对应数据时，测a时小滑块与水平直杆间的 最大静摩擦力 (选填“大于”、“等于” 或“小于”)测b时小滑块与水平直杆间的最大 静摩擦力； (3)已知测量a图像对应数据时所用小滑块的 质量为200g,则由F-w2图像可知，测量a图 -23 像对应数据时小滑块到竖直转轴的距离为 m(结果保留2位有效数字). 13.(2025·山东聊城模拟)(8分)利用智能手机自 带的各种传感器可以完成很多物理实验.某同 学利用如图所示的实验装置，结合手机的传感 器功能测定当地的重力加速度，实验步骤 如下： 光电门 A○ 0 M ⊙ 777777777 I.实验前用游标卡尺测出小球的直径d= 10.00mm Ⅱ.实验装置中固定轨道AB的末端水平，在 轨道的末端安装一光电门，光电门通过数据采 集器与计算机相连，测量小球离开轨道时的速 度.将小球从轨道的某高度处由静止释放，小 球运动一段时间后，打到竖直记录屏MN上， 记下落点位置.然后通过手机传感器的测距功 能，测量并记录小球做平抛运动的水平距离x 和竖直下落距离h. Ⅲ.多次改变屏MN的水平距离x,使小球每 次都从轨道的同一位置处由静止释放，重复上 述实验，记录多组x、h数据，如下表所示： 实验顺序 1 6 x(cm) 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 x2(×102m2) 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00 h(cm) 4.8810.9619.52 30.5343.92 请根据上述数据，完成下列问题： (1)在给定的坐标纸上做出x2一h的图像； ↑x21×102m 10 91 8 7 6 051015202530354045h/cm (2)若光电计时器记录的平均遮光时间t=0.01s, 根据上述图像求得当地的重力加速度大小g= m/s2(结果保留三位有效数字)； (3)若实验中，每次记录的h值均漏掉了小球的： 半径，按照上述方法计算出的重力加速度大小与 真实值相比是 (填“偏大”、“偏小”、或 “不变”). 14.（2025·河南·模拟预测)(10分)如图所示，半 径为r3=5r的圆形餐桌中心有一转盘，其半径 为r2=3r,可绕其中心轴转动.a、b为两个相同： 的杯子，其中a置于距中心轴r1=r处，b置于 转盘边缘.两个杯子与转盘间的动摩擦因数均 为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速 度为g,转盘厚度及转盘与餐桌的间隙不计，餐 桌始终保持静止，两个杯子均可视为质点，现： 缓慢增大转盘的角速度！ (1)求a、b分别相对转盘刚发生滑动时转盘的： 角速度之比； (2)b相对转盘滑下后，恰不从餐桌边缘掉下， 求杯子与桌面间的动摩擦因数以'. 15.(2025春·北京顺义· 高一校考阶段练习) (12分)风洞实验室能 产生大小和方向均可 改变的风力，如图所示，在风洞实验室中有足 够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角 坐标系.质量m=0.5kg的小球以初速度v= 0.6m/s从O点沿x轴正方向运动，在02.0s 内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N 的风力作用；小球运动2.0s后风力方向变为 y轴负方向、大小变为F2=0.10N(图中未画： 出).试求： 24 (1)2.0s末小球的速度大小 (2)风力F2作用多长时间，小球的速度变为与 初速度相同； (3)小球回到x轴时的x坐标值x? 6.（2025·河北张家口 一模)(16分)2022年 2月8日，18岁的中 国选手谷爱凌在北京 冬奥会自由式滑雪女 子大跳台比赛中以绝 对优势夺得金牌，这是中国代表团在北京冬奥 会上的第三枚金牌，被誉为“雪上公主”的她赛 后喜极而泣.现将比赛某段过程简化成如图可 视为质点小球的运动，小球从倾角为α=30°的 斜面顶端O点以飞出，已知o=20m/s,且 与斜面夹角为0=60°.图中虚线为小球在空中 的运动轨迹，且A为轨迹上离斜面最远的点，B 为小球在斜面上的落点，C是过A作竖直线与 斜面的交点，不计空气阻力，重力加速度取g= 10m/s2.求： 、B a (1)小球从O运动到A点所用时间t; (2)小球离斜面最远的距离L; (3)O、C两点间距离x.