【备战2023高考】物理总复习——第四章《曲线运动》测试（全国通用）

第四章  曲线运动

质量检测卷

（时间：90分钟  分值：100分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。

1.（2022·河北省吴桥中学模拟）如图分别是一物体在水平面上运动时x方向上的速度-时间图线和y方向上的位移-时间图线，由图可知（　　）

A．最初4s内物体的位移为8m

B．从开始至6s末物体都做曲线运动

C．第4s末至第6s末物体加速度大小为2m/s2

D．最初4s内物体做直线运动，接着的2s物体做曲线运动

2.（2022·广东·珠海市第二中学高三模拟）某学校运动会开幕式隆重举行，各班进行入场仪式表演时，某同学操控无人机从地面静止开始起飞，在空中进行跟踪拍摄。若无人机在水平和竖直方向运动的速度随时间变化关系图像如图所示，则无人机（　　）

A．在的时间内，运动轨迹为直线

B．在的时间内，运动轨迹为曲线

C．在的时间内，做变加速运动

D．在时刻的高度大于时刻的高度

3.（2022·湖北武汉·高三期末）活塞带动飞轮转动可简化为如图所示的模型：图中三处都是转轴，当活塞在水平方向上移动时，带动连杆运动，进而带动杆以O点为轴转动。若某时刻活塞的水平速度大小为v，连杆与水平方向夹角为杆与杆的夹角为，此时B点做圆周运动的线速度大小为（　　）

A． B． C． D．

4.（2022·湖北·恩施市第一中学模拟）某同学去游乐场看到水池中喷泉的水流以与水面成相同夹角、大小相等的速度向四周喷出，刚学完曲线运动的该同学得出了以下结论（不计空气阻力），其中正确的是（　　）

A．初速度减半，水的水平射程也减半

B．水到达最高点的速度为0

C．初速度加倍，水在空中飞行时间加倍

D．水落回水面的速度都相同

5.（2022·安徽·合肥一中模拟）2022年2月20日晚，第二十四届冬季奥林匹克运动会闭幕式在国家体育场举行。本次冬奥会，中国代表团最终以9枚金牌4枚银牌2枚铜牌共15枚奖牌的总成绩，排名奖牌榜第三。跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一，跳台滑雪运动员经过助滑坡和着陆斜坡，助滑坡末端可视为水平，过程简化如图所示，两名运动员甲、乙（运动员和装备整体可视为质点）从助滑坡末端先后飞出，初速度之比为1：2，不计空气阻力，则两人飞行过程中（　　）

A．甲、乙两人空中飞行的水平位移大小之比为1：2

B．甲、乙两人落到斜坡上的瞬时速度大小之比为1：4

C．甲、乙两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定不相同

D．甲、乙两人在空中离斜坡面的最大距离之比为1：4

6.（2022·江苏常州·三模）武直十是我国最新型的武装直升机。在某次战备演习中，山坡上有间距相等的A、B、C、D的四个目标点，武直十在山坡目标点同一竖直平面内的某一高度上匀速水平飞行，每隔相同时间释放一颗炸弹，已知第一、二颗炸弹恰好落在B、C两个目标点，则（　　）

A．炸弹落地的时间间隔相等 B．第三颗炸弹落在CD之间

C．第三颗炸弹恰好落在D点 D．第一颗炸弹在A点正上方释放

7.（2022·安徽合肥·三模）如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒匀速转动经过a、b、c、d四个位置，这四个位置中，小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置是（　　）

A．a位置 B．b位置 C．c位置 D．d位置

8.（2022·山东淄博·二模）如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为2.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　）

A． B． C． D．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.（2022·河北邯郸·高三期末）2021年夏天，中国多地出现暴雨，导致洪涝灾害．在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流，当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处；若冲锋舟船头保持与河岸成角向上游航行时，则恰能到达正对岸，已知河水的流速大小为，下列说法正确的是（　　）

A．冲锋舟在静水中的速度大小为

B．河的宽度为

C．冲锋舟在静水中的速度大小为

D．河的宽度为

10.（2022·湖南·长沙一中一模）主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行，如图，跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、停止区三部分组成。比赛中，甲、乙两运动员先后以速度、从点正上方处沿水平方向飞出，分别落在了着陆坡的中点和末端，运动员可看成质点，不计空气阻力，着陆坡的倾角为，重力加速度为，则（　　）

A．甲运动员从点飞出到距离斜面最远所需要的时间

B．、的大小关系为

C．甲、乙两运动员落到着陆坡前瞬间速度方向相同

D．甲运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的大

11.（2022·山西吕梁·二模）2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25 m，人体弹射装置可以使运动员在4.5 s内由静止达到入弯速度18 m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度g=10m/s2，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．运动员匀加速运动的距离为81m B．匀加速过程中，绳子的平均弹力为200 N

C．运动员入弯时的向心力为648N D．入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°

12.（2022·山东·威海市二模）如图所示，竖直平面内固定一半径光滑圆形轨道，圆心为O。一小球在轨道的最低点A，某时刻获得水平向右的瞬时速度。已知，重力加速度。在小球从A点运动到轨迹最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．小球在最高点的速度大小为

B．小球在最高点的速度大小为

C．重力做功的功率先增大后减小

D．小球做圆周运动时重力和弹力的合力提供向心力

三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。

13.（2022·福建·厦门双十中学模拟）采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。

（1）实验时需要下列哪个器材________；

A．弹簧秤             B．重锤线             C．打点计时器

（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，下列的一些操作要求，正确的是________；

A．每次必须由同一位置静止释放小球

B．斜槽必须是光滑的

C．记录的点应适当多一些

D．用折线描绘出小球的运动轨迹

（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得x1、x2、x3、x4后，需要验证的关系是_____________________。

14.（2022·山西吕梁·一模）某实验小组用图（a）所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸。MN是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板，小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记：上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接.得到钢球做平抛运动的轨迹。

（1）下列说法正确的是_______（填选项序号字母）；

A．安装斜槽时，应保证斜槽末端Q的切线水平

B．钢球与斜槽间的摩擦是造成实验误差的主要原因

C．钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放

D．移动挡板MN时，其高度必须等距变化

（2）图（b）所示为实验中得到的一张平抛运动轨迹图，在轨迹上取水平间距均为x=0.20m的a、b、c三点，测得竖直间距y1=0.30m，y2=0.40m，重力加速度g=10m/s2，则钢球从a运动到b的时间为________s，钢球在斜槽末端Q的速度大小为_______m/s。（结果保留两位有效数字）

四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.（2022·北京昌平·高三期末）运动的合成与分解是我们研究复杂运动时常用的方法。如图所示，一高度为h、内壁光滑的圆筒竖直放置，将一个小滑块在圆筒上端O点以水平初速度沿圆筒内壁切线方向抛出。小滑块沿圆筒内壁运动了一周后恰好从点离开圆筒。已知重力加速度为g，不计空气阻力。

a．求小滑块从抛出到离开圆筒所用的时间t。

b．如果沿虚线将圆筒展开，以小滑块初始位置为坐标原点O，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，请在图中定性画出小滑块在圆筒内表面的运动轨迹。

16.（2022·北京房山·二模）跳台滑雪比赛时，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。测得A、B间的距离为75m，斜坡与水平方向的夹角为37°。，，不计空气阻力，重力加速度g取，试计算：

（1）运动员在空中的飞行时间t；

（2）运动员在A处水平飞出时速度大小；

（3）运动员着陆时速度大小。

17.（2022·山西太原·二模）随着北京冬奥会的举办，全国各地掀起了冰雪运动的热潮。如图所示，某“雪地转转”的水平转杆长为2L，可绕过其中点O的竖直轴转动，杆距雪面高为L，杆的端点A通过长度为L的细绳系着位于水平雪地的轮胎。为方便观测，在杆上距转轴L的B点通过长度为L细线系一个小“冰墩墩”。某次游戏时，游客坐在轮胎上（可视为质点），在转杆带动下在雪地中快速旋转，观测到系冰墩墩的细线偏离竖直方向的夹角为9°。已知游客和轮胎的总质量为M，不考虑空气阻力及轮胎受到雪地的摩擦阻力，取sin9°=tan9°=0.16，重力加速度为g，求：

（1）转杆转动的角速度；

（2）地面对轮胎弹力的大小。

18.（2022·湖南·雅礼中学二模）2022年北京冬奥会上，中国花样滑冰队的隋文静、韩聪不负众望，在双人滑项目上强势夺冠，这也是中国队时隔12年之后再次登上奥运会最高领奖台。该项目有一项技术动作叫双人螺旋线，如图（a）所示，以男选手成为轴心，女选手围绕男选手旋转。将这一情景抽象成，如图（b）所示：一细线一端系住一小球，另一端固定在一竖直细杆上，小球以一定大小的速度随着细杆在水平面内作匀速圆周运动，细线便在空中划出一个圆锥面，这样的模型叫“圆锥摆”。圆锥摆是研究水平面内质点作匀速圆周运动动力学关系的典型特例。小球（可视为质点）质量为m，细线AC长度为L，重力加速度为g。

（1）在紧贴着小球运动的水面上加一光滑平板，使球在板上作匀速圆周运动，此时细线与竖直方向所成夹角为θ，如图（c）所示，当小球的角速度ω大于某一值ω1时，小球将脱离平板，则ω1为多大？

（2）撤去光滑平板，让小球在空中旋转，测试发现，当小球的角速度ω小于某一值ω2时，细线会缠绕在竖直杆上，最后随细杆转动，如图（d）所示，则ω2为多大？

（3）在题（2）情境下，再用一根细线，同样一端系在该小球上，另一端固定在细杆上的B点，且当两条细线均伸直时，如图（e）所示，各部分长度之比。则当小球以匀速转动时，两细线的对小球的拉力分别多大？