高考物理100考点最新模拟题千题精练专题4.19曲线运动的综合性问题（基础篇）（含解析）

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1、专题4.19曲线运动的综合性问题（基础篇）一．选择题1.（2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，一质量为m的小孩(可视为质点)做杂技表演。一不可伸长的轻绳一端固定于距离水平安全网高为H的O点，小孩抓住绳子上的P点从与O点等高的位置由静止开始向下摆动，小孩运动到绳子竖直时松手离开绳子做平抛运动，落到安全网上。已知P点到O点的距离为l(0

2、时，小孩在安全网上的落点距O点的水平距离最大D.当l=时，小孩在安全网上的落点距O点的水平距离最大【参考答案】C【命题意图】本题考查对机械能守恒、牛顿运动定律、平抛运动规律的理解和运用。【解题思路】小孩向下摆动，机械能守恒，由mgl=mv2，解得v=。运动到O点正下方时，设绳子拉力为F，由牛顿第二定律，F-mg=m，解得F=3mg，由牛顿第三定律，绳子的拉力恒定为3mg，选项AB错误；小孩运动到绳子竖直时松手后做平抛运动，由平抛运动规律，x=vt，H-l=gt2，联立解得：x=2，由数学知识可知，当l=H/

3、2时，小孩在安全网上的落点距离O点的水平距离x最大，选项C正确D错误。【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是错误认为小孩速度越大就对绳子拉力越大，导致错选A；二是不能正确运用相关知识列方程得出水平位移表达式，不能正确运用数学知识得出最大水平距离。2.如图甲所示,质量相等,大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来,使小球a在竖直平面内来回摆动,小球b在水平面内做匀速圆周运动,连接小球b的细线与竖直方向的夹角和小球a摆动时细线偏离竖直方向的最大夹角都为θ,运动过程中两细线拉力大小随时间变化的关

4、系如图乙中c、d所示.则下列说法正确的是(　　)A.图乙中直线d表示细线对小球a的拉力大小随时间变化的关系B.图乙中曲线c表示细线对小球a的拉力大小随时间变化的关系C.θ=45°D.θ=60°【参考答案】:BD【名师解析】:题图乙中曲线c表示细线对小球a的拉力大小随时间变化的关系,直线d表示细线对小球b的拉力大小随时间变化的关系,选项A错误,B正确.对a小球运动，由机械能守恒定律，mgL(1-cosθ)=mv2,在最低点，由牛顿第二定律，F-mg=m,解得细线对小球a的拉力最大值F=3mg-2mgcosθ,

5、在a小球运动到最高点时拉力最小,最小值F=mgcosθ,由题图乙可知细线对小球a的拉力最大值是最小值的4倍,由此可得,θ=60°,选项C错误,D正确.二．计算题1．（2019广东七校冲刺模拟）机场经常使用传送带和转盘组合完成乘客行李箱的传送，图为机场水平传输装置的俯视图。行李箱从A处无初速放到传送带上，运动到B处后进入和传送带速度始终相等的匀速转动的转盘，并随转盘一起运动（无打滑）半个圆周到C处被乘客取走。已知A、B两处的距离L=10m，传送带的传输速度v=2.0m/s，行李箱在转盘上与轴O的距离R=4.0

6、m，已知行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.1，行李箱与转盘之间的动摩擦因数μ2=0.4，g=10m/s2。（1）行李箱从A处被放上传送带到C处被取走所用时间为多少？（2）如果要使行李箱能最快到达C点，传送带和转盘的共同速度应调整为多大？（3）若行李箱的质量均为15kg，每6s投放一个行李箱，则传送带传送行李箱的平均输出功率应为多大？【名师解析】（1）设行李箱质量为m，放在传送带上，受到摩擦力做加速运动由牛顿第二定律得：μ1mg=ma由速度公式得：v=at1          由位移公式得：x=at12

7、解得：t1=2s，x=2m＜L行李箱在传送带上匀速运动时间t2==4s从B到C做匀速圆周运动用时t3==6.28s从A处被放上传送到C用时为t=t1+t2+t3=2+4+6.28=12.28s（2）行李箱在转盘上运动时取最大静摩擦力，由牛顿第二定律得：μ2mg=m，则速度应为v2=4m/s设行李箱在传送带上一直加速的速度为v1，则v12=2aL，则v1=m/s＞4m/s故最大速度应取为4m/s，即共同速度应调整为4m/s（3）每传送一个行李箱需要做功W，W=mv2+μ1mg（vt1-x）=60J传送行李箱需

8、要的平均输出功率P=W/t0=10W答：（1）行李箱从A处被放上传送带到C处被取走所用时间为12.28s；（2）如果要使行李箱能最快到达C点，传送带和转盘的共同速度应调整为4m/s；（3）传送带传送行李箱的平均输出功率应为10W。2.（12分）（2019高考仿真模拟5）如图所示，半径R＝0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m＝0.10kg的小球，以初速度v0＝