2016年高考物理真题分类汇编四曲线运动解析

2016年高考物理试题分类汇编：四、曲线运动一、选择题1.（全国新课标II卷，16）小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】由动能定理可知，2102mgLmv2vgL①由12ll，则PQvvA错2kQQEmgl1kPPEmgl大小无法判断B错受力分析TmgF向②2vFmL向③FFma向合④由①②③④得3Tmg2ag则pQTTC对PQaaD错2.（全国新课标III卷，20）如如，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则A.B.C.D.【答案】AC【解析】质点P下滑过程中，利用动能定理可得212fmgRWmv，在最低点由牛顿第二定律有2mvNmgmaR,可得：2()32,ffmgRWmgRWaNmRR,故B、D错误，A、C正确。3.（上海卷，16）.风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片(A)转速逐渐减小，平均速率为4πΔnrt(B)转速逐渐减小，平均速率为8πΔnrt(C)转速逐渐增大，平均速率为4πΔnrt(D)转速逐渐增大，平均速率为8πΔnrt【答案】B【解析】据题意，从b图可以看出，在Δt时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在Δt时间内可以从图看出有4次挡光，即圆盘转动4周，则风轮叶片转动了4n周，风轮叶片转过的弧长为42lnr，叶片转动速率为：8nrvvt，故选项B正确。[来4.4.（江苏卷，2）有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿mgN同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是（A）①（B）②（C）③（D）④【答案】A【解析】由题意知A、B两小球抛出的初速度相同，由牛顿第二定律知，两小球运动的加速度相同，所以运动的轨迹相同，故A正确；B、C、D错误．5．（浙江卷，20）20.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2,=3.14）。A．在绕过小圆弧弯道后加速B．在大圆弧弯道上的速率为45m/sC．在直道上的加速度大小为5.63m/s2D．通过小圆弧弯道的时间为5.85s【答案】AB【解析】在弯道上做匀速圆周运动时，根据牛顿定律2mvkmgmr，故当弯道半径时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速度大于小湾道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；在大圆弧弯道上的速率为2.251090/45/mRvkgRmsms，选项B正确；直道的长度为22()503xLRrm，在小弯道上的最大速度：2.251040/30/mrvkgrmsms，故在在直道上的加速度大小为2222224530/6.50/22503mRmrvvamsmsx，选项C错误；由几何关系可知，小圆弧轨道的长度为23r，通过小圆弧弯道的时间为223.144032.80330mrrtssv，选项D错误；故选AB．6.（海南卷，3）如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1–N2的值为A．3mgB．4mgC．5mgD．6mg【答案】D【解析】设小球在最低点速度为1v，在最高点速度为2v，在根据牛顿第二定律：在最低点：211mgmRvN在最高点：222mgmRvN同时从最高点到最低点，根据动能定理：221211222mgRmmvv联立以上三个方程式可以得到：12–6NRNmg，故选项D正确。二、填空题1.（上海卷23.）如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α。一小球以速度0v从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间为____________;直线PA与竖直方向的夹角β=_________。【答案】0tanvαg；arctan(2cot)α【解析】据题意，小球从P点抛出后做平抛运动，小球运动到A点时将速度分解，有0tanyxvgtvv，则小球运动到A点的时间为：0tanvtg；从P点到A点的位移关系有：00222tan2cot1tan2vtvgtgt，所以PA与竖直方向的夹角为：tanarctan(2cot)。三、计算题1.(天津卷，11)如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为53/ENC，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T。有一带正电的小球，质量61.010mkg，电荷量6210Cq，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象）取210/gms，求（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。【答案】（1）20m/s；速度v的方向与电场E的方向之间的夹角600（2）3.5s【解析】(1)小球匀速运动时受力如图，其合力为零，有22()()qvBqEmg代入数据得v=20m/s.tanqEmg代入数据得tan3，60（2）撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有2222qEmgam设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有xvt设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有212yata与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为θ，又tanyx联立各式，代入数据解得23st=3.5s2.（天津卷，10）我国将于2022年举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道末端AB的A处由静止开始以加速度23.6/ams匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度24/Bvms，A与B的竖直高度差H=48m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530J，取210/gmsmgqvBvqE（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力fF的大小；（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。【答案】（1）144N（2）12.5m【解析】（1）在AB段匀加速运动：22Bvax；Hmgfmax代入数据可得144fN（2）BC段：221122cBmghWmvmvC处:2cNvFmgmR6NmFmg则R=12.5m3.（浙江卷，23）（16分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h。（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系。【答案】（1）3htg（2）42ggLvLhh（3）22Lh【解析】（1）打在中点的微粒23122hgt，可知3htg（2）打在B点的粒子21111;22Lvthgt，则14gvLh，同理，打在A点的微粒初速度22gvLh微粒初速度范围42ggLvLhh；（3）由能量关系222111222mvmghmvmgh，则22Lh