全國高考物理近五年（2018-2022）真題匯編 專題04 曲線運(yùn)動(dòng) 【考試大綱】 近五年考試情況分析 考點(diǎn)要求 等級(jí)要求 試題統(tǒng)計(jì) 曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解（二） 平行運(yùn)動(dòng)（二） 全國A卷·T24 第二卷·T16 第二卷·T19 第三卷·T17 圓周運(yùn)動(dòng)（二） 全國A卷·T1 上卷·T16 第三卷·T25 實(shí)驗(yàn)五：研究視差物體的運(yùn)動(dòng) 全國B卷·T22 【知識(shí)復(fù)現(xiàn)】 知識(shí)點(diǎn)1：運(yùn)動(dòng)的合成與分解 問題類型 處理方法 曲線運(yùn)動(dòng)分析 （1）物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是一種合成運(yùn)動(dòng)，明確合成運(yùn)動(dòng)由哪兩個(gè)方向合成。 （2）根據(jù)合成外力與合成初速度的方向關(guān)系，確定合成運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。 (3)運(yùn)動(dòng)的合成與分解是速度、位移、加速度等的合成與分解，遵循平行四邊形法則。 渡河問題 區(qū)分三種速度 (1)合成速度：物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度。 (2)船速：船在靜止水中的運(yùn)動(dòng)速度。 (3)水速：水流的速度，可能大于船的速度。 端速度問題把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）兩個(gè)分量。根據(jù)繩（桿）沿途各分速度大小相等，知識(shí)二的認(rèn)識(shí)： 水平拋物運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 分析思路 基本定律“化曲為直”的思路——運(yùn)動(dòng)的合成與分解 水平方向vx=v0,x=v0t 垂直方向vy=gt,y=gt2 總速度v==v0 該方向與水平方向夾角θ的正切tanθ== 總位移s=該方向與水平方向夾角α的正切tanα== 注意：tan=2tan，但軌跡方程y=x2 認(rèn)識(shí)知識(shí)三：“一二三四”解圓周運(yùn)動(dòng)問題，一、明確問題意義，確定研究對(duì)象。二、確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面。三、 （1）分析幾何關(guān)系，即確定圓心和半徑。 （2）分析物體運(yùn)動(dòng)，即求物體的線速度、角速度等有關(guān)物理量。 （3）分析物體受力情況，畫出受力圖，確定向心力的來源。四、根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)，列出運(yùn)動(dòng)方程。知識(shí)四：解水平運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合問題的“四個(gè)要點(diǎn)”。（1）劃分運(yùn)動(dòng)階段，如例題中的三個(gè)階段（圓周→水平和圓周）。
（2）運(yùn)動(dòng)階段之間的聯(lián)系，特別是速度方向，如例中小球向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度。 （3）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段在時(shí)間和空間上的聯(lián)系。 （4）對(duì)于水平或準(zhǔn)水平運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，應(yīng)用合成與分解的思想來分析。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度是解題的關(guān)鍵。 【真題匯編】1.（2021全國卷A T15）“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一項(xiàng)傳統(tǒng)游戲。如圖所示，先將紐扣纏繞幾圈，使穿過紐扣的兩股繩子扭在一起，然后用力反復(fù)拉動(dòng)繩子兩端，紐扣就會(huì)正反交替旋轉(zhuǎn)。拉動(dòng)多次后，紐扣繞其中心的旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)50r/s。此時(shí)按鈕上距中心1cm處點(diǎn)的向心加速度約為（）A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D./s2【答案】C【解析】按鈕在旋轉(zhuǎn)過程中受到向心加速度的作用，故選C。2.（2020·全國上冊(cè)·T16）如圖所示，一學(xué)生進(jìn)行蕩秋千動(dòng)作，已知秋千兩根繩索長(zhǎng)10m，學(xué)生及秋千踏板總質(zhì)量約為50kg，繩索質(zhì)量可以忽略不計(jì)，當(dāng)學(xué)生在秋千架正下方蕩秋千時(shí)，速度為8m/s，此時(shí)每根繩索上的平均拉力約為（）A.200NB.400NC.600ND. 800 N 【答案】B 【解析】在最低點(diǎn)時(shí)，已知T=410N，即每根繩索受到的拉力約為410N，故選B。
3.（2020·國二·T16）如圖所示，摩托車越野賽水平路段前方有一坑，坑沿摩托車前進(jìn)方向的水平寬度為3h，其左邊緣點(diǎn)a比右邊緣點(diǎn)b高出0.5h。若摩托車經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E1，則在坑內(nèi)會(huì)陷入c點(diǎn)，c與a的水平距離與高度差均為h；若經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E2，則摩托車剛好能越過坑到達(dá)b點(diǎn)。等于（） A.20 B.18 C.9.0 D.3.0 【答案】B 【解析】由題可知，當(dāng)a點(diǎn)的動(dòng)能為E1時(shí)，根據(jù)水平拋物運(yùn)動(dòng)規(guī)律，當(dāng)a點(diǎn)的動(dòng)能為E2時(shí)，根據(jù)水平拋物運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以上幾個(gè)方程可以合并求解，故選B。 4.（2019·全國試卷二·T19）如圖(a)所示，在跳臺(tái)滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員在空中滑行的身體姿勢(shì)會(huì)影響其墜落速度和滑行距離。一名運(yùn)動(dòng)員兩次從同一個(gè)跳臺(tái)起跳，每次都從離開跳臺(tái)開始計(jì)時(shí)，V代表他的垂直速度高中物理-曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)專題，他的vt圖如圖(b)所示，T1和T2分別是他落地在傾斜雪道上的時(shí)刻。則（ ） A.第二次滑行過程中的垂直位移比第一次小 B.第二次滑行過程中的水平位移比第一次大 C.第二次滑行過程中的平均垂直加速度比第一次大 D.垂直速度為v1時(shí)，第二次滑行的垂直阻力比第一次大 【答案】BD 【解析】A.由vt圖形的面積易知，第二次的面積大于等于第一次的面積，因此第二次垂直下落距離大于第一次下落距離，因此A錯(cuò)誤；B.由于第二次垂直下落距離大，又由于位移方向不變，因此第二次水平位移大，因此B正確。C.由于可知vt的斜率第一次大，第二次小，斜率越大，加速度就越大，或者易知a1a2，因此C錯(cuò)誤。 D.由圖形的斜率可知，當(dāng)速度為v1時(shí)，第一個(gè)圖形較陡，第二個(gè)圖形比較平緩，故a1a2，由G-fy=ma可知，，所以D正確。5.（2018·全國三卷·T17）在一斜面頂端，兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B分別以速度v和，沿同一方向水平拋出，兩個(gè)球均落在斜面上。 A球落于斜面時(shí)的動(dòng)能與B球落于斜面時(shí)的動(dòng)能之比是（ ） A.2：1 B.4：1 C.6：1 D.8：1 【答案】B 【解析】設(shè)斜面的傾斜角為α，落于斜面上的小球速度方向的偏角為θ，A球以速度v拋出，落于斜面上，如圖所示： 根據(jù)水平拋物運(yùn)動(dòng)的推斷，tanθ=2tanα，所以A球和B球落于斜面上時(shí)，速度偏角相等；對(duì)于A球有：，對(duì)于B球有：，可得：。由于A球和B球的質(zhì)量相等。所以動(dòng)能之比等于速度之比的平方貝語網(wǎng)校，故B正確，ACD錯(cuò)誤。 6.（2022·全國A報(bào)·T24）水平拋出一個(gè)小球，用頻閃儀和照相機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)中的小球，頻閃儀每隔一段時(shí)間閃一次。
某次投籃過程中，在投球的瞬間，頻閃儀閃了一下，編輯后的拍攝照片如圖所示，圖中第一個(gè)球?yàn)橥肚蛩查g的圖像，相鄰兩個(gè)球之間刪除三幅圖像，兩條標(biāo)記線段的長(zhǎng)度之比為3：7，忽略空氣阻力，重力加速度的大小為 ，求投球瞬間球的速度的大小。【答案】 【解析】頻閃儀每隔0.05s閃一次，相鄰兩個(gè)球之間刪除三幅圖像，所以相鄰兩個(gè)球的時(shí)間間隔為 。設(shè)拋出瞬間小球的速度為 ，每?jī)蓚€(gè)相鄰小球之間的水平位移為x ，垂直位移分別為 ，根據(jù)水平投影運(yùn)動(dòng)的位移公式，有 順序，則標(biāo)記線段分別為 ，有 排列，所以拋出瞬間小球的速度的大小為7 。（2018·全國三卷·T25）如圖所示，在垂直平面內(nèi)，有一條半徑為R 的光滑圓弧軌道ABC，與水平軌道PA 相切于A 點(diǎn)，BC 為圓弧軌道的直徑，O 為圓心，OA 與OB 的夾角為α ，sinα=，一個(gè)質(zhì)量為m 的小球沿一條水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，沿圓形軌道經(jīng)過A 點(diǎn)并經(jīng)過C 點(diǎn)，落到水平軌道上；整個(gè)過程中，小球除了受到重力和軌道的作用力外，還始終受到一個(gè)水平恒定力的作用。已知在C點(diǎn)處小球所受的合力方向指向圓心，此時(shí)小球?qū)壍赖膲簭?qiáng)恰好為零，重力加速度的大小為g。求：（1）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，水平恒力的大小及速度的大小；（2）小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，動(dòng)量的大小；（3）小球從C點(diǎn)落到水平軌道上所用的時(shí)間。 【答案】（1）（2）（3）【分析】（1）設(shè)水平恒力的大小為F0，小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)所受的合力的大小為F，根據(jù)力的合成定律有①②。設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為v，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律有③。由公式①②③和題目給出的數(shù)據(jù)，可得④⑤。 （2）設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為，作一條與PA相交于D點(diǎn)的直線，根據(jù)幾何關(guān)系可得⑥⑦。根據(jù)動(dòng)能定理可得⑧。由公式④⑤⑥⑦⑧和題中給出的數(shù)據(jù)可知小球在A點(diǎn)的動(dòng)量為⑨。（3）小球離開C點(diǎn)后，沿垂直方向做勻速加速運(yùn)動(dòng)，初速度不為零，加速度為g。設(shè)小球在垂直方向的初速度為，從C點(diǎn)落到水平軌道所需的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得⑩。由⑤⑦⑩和問題給出的數(shù)據(jù)可知 【突破練習(xí)】 1.（2022·廣東深圳高三下學(xué)期第一期模型）如圖所示，小塊位于一個(gè)半徑為R的半圓柱體頂端，若賦予小塊一個(gè)水平速度，則小塊（） A.會(huì)沿半圓柱體表面滑落 B.落地時(shí)的水平位移為 C.落地速度為 D.落地時(shí)速度方向與水平地面成60° 【答案】C 【解析】A.設(shè)小塊在半圓柱體頂端做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界速度為vc，當(dāng)重力剛好提供向心力時(shí)，利用牛頓第二定律可解得，由于v0vc，小塊會(huì)離開半圓柱體，做水平拋射運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤； B.小物塊做水平拋射運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直方向滿足水平位移x=v0t，聯(lián)立解為x=2RB，錯(cuò)誤；CD。小物體落地時(shí)，其速度垂直分量的大小為 ，其落地時(shí)速度的大小為 ，聯(lián)立解兩題可得 ，因此其落地時(shí)速度方向與水平地面成45°角。C正確，D錯(cuò)誤。
因此，C為正確答案。 2.（2022·廣東深圳市高級(jí)中學(xué)第二學(xué)期第一次模擬考試）環(huán)保人員在檢查中發(fā)現(xiàn)，某工廠內(nèi)有一條水平污水管道正在向廠外的河流中排放污水。環(huán)保人員用卷尺測(cè)得該管道的直徑、管口中心距河水面的高度、進(jìn)入河道的污水到污水管口的水平距離，取重力加速度為，則該管道的污水排放量（即流量——單位時(shí)間內(nèi)通過管道某一截面的流體體積）約為（）ABCD 【答案】A 【解析】根據(jù)水平拋物運(yùn)動(dòng)定律有，根據(jù)流量的定義有，所以A正確，BCD錯(cuò)誤。因此，A為正確答案。 3.（2022·廣東深圳高中第二學(xué)期樣板）如圖所示，某固定斜面的傾斜角為θ=45°，一小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）從某一位置自由落體到高度為h后與斜面碰撞。碰撞過程中無能量損失，碰撞后小球被水平拋出，小球與斜面碰撞點(diǎn)距離水平面的高度也是h。下列哪項(xiàng)表述是正確的？ （） A.小球必定落到斜面底部 B.小球在水平面上的落地點(diǎn)到斜面底部的距離為h C.小球從開始下落到落到水平面所用的時(shí)間等于在2h高度自由落體的時(shí)間 D.小球從開始下落到落到水平面所用的時(shí)間小于在2h高度自由落體的時(shí)間 【答案】B 【解析】 A.小球先從h高度自由落體，碰撞斜面前的速度為v=。然后做水平拋物運(yùn)動(dòng)，速度為v。設(shè)小球落在水平面上，根據(jù)水平拋物運(yùn)動(dòng)定律h=gt2x=vt=·=2hh，所以小球不會(huì)落到斜面底部，故A錯(cuò)誤； B.小球下落點(diǎn)到斜面底面的距離為s=x-=2h-h=h高中物理-曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)專題，所以B正確；CD。設(shè)小球落到斜面的時(shí)間為t1，由h=g可得t1=。小球水平拋出后，落到水平面上，小球做水平拋物運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=。設(shè)小球從2h高度無初速度自由下落的時(shí)間為t2，有2h=g，所以得t2=2。顯然t1+t=2t2=2，所以CD錯(cuò)誤。
因此選B。 4.（2022廣東省肇慶市高三第二學(xué)期模范）2021年8月，我國16歲的滑板運(yùn)動(dòng)員曾文慧成為第一位進(jìn)入奧運(yùn)會(huì)滑板決賽的中國運(yùn)動(dòng)員。在一次訓(xùn)練中，曾文慧從滑板上跳下，經(jīng)過一段時(shí)間后落在滑板上。如果把她的重心軌跡如圖中實(shí)線所示，軌跡上有a、b、c三個(gè)點(diǎn)，a、c在同一水平線上，b為最高點(diǎn)，忽略空氣阻力。如果把曾文慧看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，那么曾文慧在空中運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)（）A.做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)B.先超重后失重C.在最高點(diǎn)速度為零D.從a到b和從b到c，速度的變化是不同的【答案】A【解析】AB.曾文輝在空中只受重力作用，運(yùn)動(dòng)過程中加速度不變，等于重力加速度g，方向?yàn)榇怪毕蛳拢鲃蚣铀偾€運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中處于無重狀態(tài)。因此A正確，B錯(cuò)誤；C.最高點(diǎn)速度不為0，存在水平速度，因此C錯(cuò)誤；D.根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，從a到b與b到c的時(shí)間相同（垂直方向?yàn)榇怪睊仈S上升、落回拋擲點(diǎn)的過程），可見速度的變化相同，因此D錯(cuò)誤。因此選A。 5.（2022·河北石家莊市高三下學(xué)期模范）圖為2022北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪場(chǎng)館“雪如意”示意圖，跳臺(tái)滑雪由滑雪區(qū)AB、起跳區(qū)BC、足夠長(zhǎng)的落地坡DE組成。運(yùn)動(dòng)員起跳的時(shí)間決定了其離開起跳區(qū)的速度和方向。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在“雪如意”場(chǎng)地訓(xùn)練時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)所受的空氣阻力可忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員可看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。正確說法是（） A.運(yùn)動(dòng)員以相同的速度方向跳出起跳區(qū)時(shí)，速度越大，空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng) B.運(yùn)動(dòng)員以相同的速度方向跳出起跳區(qū)時(shí)，落地時(shí)速度方向與落地坡度的夾角相同 C.運(yùn)動(dòng)員以相同的速度跳出起跳區(qū)時(shí)，速度方向與垂直方向的夾角越小，飛行的最大高度越低 D.運(yùn)動(dòng)員以相同的速度跳出起跳區(qū)時(shí)，速度方向與垂直方向的夾角越小，落地點(diǎn)距離D點(diǎn)越遠(yuǎn) 【答案】A 【解析】A.運(yùn)動(dòng)員以相同的速度方向跳出起跳區(qū)時(shí)，速度越大，垂直速度越大，垂直加速度相同，空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，故A正確； B.若運(yùn)動(dòng)員起跳起跳區(qū)時(shí)速度方向相同，但速度不一定相同，且運(yùn)動(dòng)為斜拋射運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間和距離與速度有關(guān)，則落地時(shí)速度方向與落地坡度的夾角不一定相同，故B錯(cuò)誤；C.若運(yùn)動(dòng)員起跳起跳區(qū)時(shí)速度相等，則速度方向與垂直方向夾角越小，垂直分速度越大，飛出的最大高度越大，故C錯(cuò)誤；D.若運(yùn)動(dòng)員起跳起跳區(qū)時(shí)速度相等，則速度方向與垂直方向夾角越小，垂直分速度越大，飛出的最大高度越大，故C錯(cuò)誤；