新高考物理二轮复习二模题型分类汇编专题04 曲线运动（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习二模题型分类汇编专题04 曲线运动（2份，原卷版+解析版）
1．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一物体在光滑水平面上做匀速直线运动，从a点开始受到水平恒力F的作用，经过一段时间到达b点，此时F突然反向且大小不变，再经过相同时间物体到达c点。下列关于该物体在a、c两点间的运动轨迹可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】物体所受合力与速度不在一条直线上，物体做曲线运动，速度沿着轨迹的切线方向，物体由a点到b点和由b点到c点所受合力均为恒力，速度方向逐渐靠近合力方向。
故选A。
2．（2025·河南焦作·二模）如图所示，固定在轻杆外端的小球围绕转轴在竖直面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，时刻小球在最低点。设小球水平方向的分速度为，竖直方向的分速度为，下列图像中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】ABC．小球做匀速圆周运动，时刻，轻杆与轴负方向的夹角为0°，时刻，轻杆与轴负方向的夹角为，则有
将线速度正交分解可得，
故A、B错误，C正确；
D．由合速度与分速度的关系可得
故图像是圆心在坐标原点的圆，故D错误。
故选C。
3．（2025·吉林·二模）图为汽车在水平路面上匀速行驶时车轮边缘上M点的运动轨迹（车轮不打滑）。已知时刻M点与坐标原点O重合，车轮半径，汽车的速度，则（ ）
A．M点运动到最高点A时的速度为零B．M点在圆心等高点处的速度大小为
C．最高点A的坐标为（，）D．M点从O运动到B的时间为0.3s
【答案】B
【详解】A．M点运动到最高点A时的速度不为零，方向水平向右，故A错误；
B．M点的运动可看成匀速圆周运动与匀速直线运动的合成，则M点在圆心等高点处的速度大小为
故B正确；
C．M点的运动可看成匀速圆周运动与匀速直线运动的合成，则最高点A的纵坐标为
匀速圆周运动的周期为
O点运动至A点的时间为
最高点A的横坐标为
最高点A的坐标为（，），故C错误；
D．根据对称性，M点从O运动到B的时间为
故D错误。
故选B。
抛体运动
4．（2025·河南·二模）一种平抛运动的实验游戏如图所示，AB是内壁光滑的细圆管，被固定在竖直面内，B点的切线水平。让质量为m的小球（直径略小于细管的直径）从A点由静止释放，沿着管壁向下运动，接着小球从B点做平抛运动到C点。已知AB的形状与抛物线BC的形状关于B点对称，小球从B到C的运动时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球到达C点时重力的瞬时功率为
B．A、C两点的高度差为
C．小球从A到B合力冲量的大小为
D．小球到达C点时速度与竖直方向的夹角为45°
【答案】D
【详解】A．小球到达C点时竖直方向的速度为
重力的瞬时功率为
故A错误；
B．小球从B到C的运动时间为t，竖直高度
因AB的形状与抛物线BC的形状关于B点对称，可知A、C两点的高度差为
故B错误；
C．小球在B点平抛的速度为v0，则
解得
则小球从A到B合力冲量的大小为
故C错误；
D．小球从B到C的运动时间为t，竖直方向的速度
水平方向的速度为
小球到达C点时速度与竖直方向的夹角为θ，则
则
故D正确。
故选D。
5．（2025·河北秦皇岛·二模）2024年秋某高校开学后进行军训，如图所示，军训中质量为的张卫同学（可视为质点）抓住一端固定的轻绳，从轻绳的固定端同一高度处摆下过障碍物。已知绳长为，在张卫到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为2L。不计轻绳质量和空气阻力，重力加速度g取值，求：
(1)张卫摆到最低点抛出前对绳的拉力大小；
(2)张卫的落地点离绳的固定端的水平距离和张卫落地时的重力的功率大小。
【答案】(1)1800N
(2)，
【详解】（1）对同学从开始到摆到最低点的过程中，根据动能定理得
解得
在最低点，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知张卫摆到最低点抛出前对绳的拉力大小为1800N。
（2）同学放开绳索后做平抛运动，竖直方向有
解得
水平方向上做匀速直线运动，则张卫的落地点离绳的固定端的水平距离为
解得
张卫落地时的竖直分速度大小为
则张卫落地时的重力的功率大小为
6．（2025·河南·二模）如图所示，某运动员在跳台滑雪比赛训练时，从跳台边缘距离斜面顶端一定高度的O点以不同的速度水平滑出，一段时间后落到斜面上。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中运动时的速度变化量与所用时间的比值不变
B．运动员在空中运动的时间与初速度成正比
C．运动员落在斜面时的速度方向都相同
D．运动员落在斜面时的速度与滑出的速度成正比
【答案】A
【详解】A．速度变化量与所用时间的比值等于加速度，运动员在空中运动时的加速度为重力加速度，所以速度变化量与所用时间的比值不变，故A正确；
B．设运动员离开O点时速度为，在空中运动时间为t，跳台边缘距离斜面顶端的高度为h，落到斜面上时水平位移为x，竖直下落高度为y，斜坡的倾角为，由平抛运动规律可知运动员滑出速度越大，下落的高度越高，在空中运动时间越长，根据几何关系可得
可知运动员在空中运动的时间与初速度不成正比，故B错误；
C．根据平抛运动推论可得
其中为落在斜面时速度方向与水平方向的夹角，为落在斜面时位移方向与水平方向的夹角，由于落在斜面不同位置时，不同，所以不同，即运动员落在斜面时的速度方向不相同，故C错误；
D．设落在斜面时速度方向与水平方向的夹角为，则有
由C选项分析可知，落在斜面不同位置时，不同，所以运动员落在斜面时的速度与滑出的速度不成正比，故D错误。
故选A。
7．（2025·湖南怀化·二模）如图所示装置，可以将一质量为m＝1kg的小球（可视为质点）从地面缓慢抬升至任意高度后再以任意速度水平打出。若需要将小球一次性投入（不与地面发生碰撞）距发射台l＝4m的收集孔里，则装置对小球做的功至少为（忽略一切阻力，g＝10m/s²）（ ）
A．20 JB．30 JC．40 JD．50 J
【答案】C
【详解】装置对小球做的功用于提高小球的机械能（重力势能与动能），设将小球抬升至高度 后以初速度 水平射出，则做的功为
对于后续的平抛运动，在水平方向上到达收集孔时，时间为
同时竖直方向上小球自由落体
联立各式可得
根据数学知识可知当
时对小球做功有最小值，即且仅当 时取到最小值
故选C。
8．（2025·江西宜春·二模）气排球运动是一项集运动、休闲、娱乐为一体的群众性体育项目。已知球重0．125kg，某次比赛中运动员将一个速度为5m/s，方向与水平面成30°角飞来的气排球以等大反向的速度垫向队友。已知垫球处离地高度为1．5m，球与手作用时间为0．1s，网高1．9m，g取，空气阻力忽略不计，则以下说法正确的是（ ）
A．运动员垫球过程中球的动量变化量大小为0
B．运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小为
C．运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小为12.5N
D．队友可在球飞至最高点时将球直接扣杀过网
【答案】B
【详解】A．垫球过程中，球的动量变化量大小应为
故A错误；
BC．根据动量定理可知
方向与水平方向夹角为斜向上，如图所示
且根据几何关系可知
根据余弦定理，则有
故B正确，C错误；
D．垫出后，根据竖直方向运动特点有，最大高度
加上之前的1.5m，有
故无法直接扣球，故D错误。
故选B。
9．（2025·重庆·二模）如图所示，某同学向一圆柱形杯中水平抛出一小物块（可视为质点），小物块恰好经过杯口中心无阻挡地落到杯底边沿P点。已知杯内高h，杯底直径为D，重力加速度为g，抛出点O与竖直杯壁（厚度不计）在同一竖直线上。忽略空气阻力，则小物块水平抛出时的速度大小为（ ）

A．B．C．D．
【答案】A
【详解】设拖出点O到杯壁上端的距离为H，小物块平抛时的速度大小为v，从O点到P点历时t，则在水平方向有
在竖直方向有
且
联立解得
故选A。
10．（2025·重庆·二模）跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆，斜面与水平方向夹角为且足够长，如图所示，测得A、B间的距离为40m，斜坡与水平面的夹角为，运动员质量，不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A．运动员在空中相同时间内的速度变化逐渐增大
B．运动员的质量越大，落点离A越远
C．运动员在A处的速度为
D．运动员落在B处的速度与水平方向夹角为
【答案】C
【详解】A．根据题意可知，运动员在空中做平抛运动，加速度为重力加速度，由可知，运动员在空中相同时间内的速度变化相同，故A错误；
BC．根据平抛运动规律有，
又有，
整理可得，
代入数据解得，
可知，运动员在A处的速度为，在斜面上的落点到A点的距离与初速度的平方成正比，与质量无关，故B错误，C正确；
D．运动员落在B处的竖直速度为
则速度与水平方向夹角的正切值
可见速度与水平方向夹角不等于，故D错误。
故选C。
11．（2025·河南·二模）如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体B就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体B的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是（ ）（假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力）
A．仅适当增大抛出时的水平初速度
B．仅将抛出点A的位置适当上移
C．保持其他条件不变，套圈者适当后移
D．保持其他条件不变，套圈者适当前移
【答案】C
【详解】AB．根据平抛运动规律，
可得铁丝圈水平抛出后水平方向位移
由图知，为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，则需要减小。若仅增大抛出时的初速度将使水平射程增大；仅将抛出点适当上移，将使铁丝圈飞行时间增大，水平射程也将增大，故AB错误；
CD．保持其他条件不变，套圈者适当后移，也就是将原运动轨迹适当向后平移，铁丝圈水平抛出后能套中物体；同理，保持其他条件不变，套圈者适当前移，也就是将原运动轨迹适当向前平移，铁丝圈水平抛出后不可能套中物体。故C正确，D错误。
故选C。
12．（2025·辽宁本溪·二模）如图甲所示，半圆弧轨道固定在水平面AB上，圆心为O，直径BC与AB垂直。质量的滑块从水平面上以一定的初速度向右滑动，最终滑上半圆弧轨道并从最高点C飞出，滑块在半圆弧轨道上运动过程中的速度平方与上升高度h的关系图线如图乙所示，已知重力加速度g取，则（ ）
A．半圆弧轨道的半径
B．滑块经过C点时对轨道的压力大小约为17.8N
C．滑块从B到C过程中机械能守恒
D．滑块从C点抛出后落地点到B点距离为3m
【答案】BD
【详解】A．由图乙可知，时滑到最高点，所以半径，A项错误；
B．从图乙可以看出，物体到达点时的速度大小为，设运动到点时轨道对物体的弹力为，则有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为，B项正确；
C．以水平面为参考平面，则滑块在点的机械能为
在点的机械能为
所以滑块与半圆弧轨道间有摩擦，滑块从到过程中机械能不守恒，C项错误；
D．滑块从点抛出后做平抛运动，飞行时间有
可得0.6s
所以滑块从点抛出后落地点到点距离为
D项正确。
故选BD。
13．（2025·湖南·二模）如图所示，将一可视作质点、质量为m的小球从倾角为的斜面底端斜抛，小球恰好在运动轨迹的最高点位置通过斜面顶端。已知斜面高为h、斜面底边水平长度为L。重力加速度为g，不考虑空气阻力。设小球的初速度大小为v0，小球初速度方向与水平方向的夹角为α，则下列说法正确的是（ ）
A．小球初速度方向与水平方向夹角的正切值为
B．小球从抛出到通过斜面最高点所经历的时间为
C．小球的初速度大小为
D．整个运动过程重力的平均功率为
【答案】BC
【详解】A.由题意可知小球恰好在运动轨迹的最高点位置通过斜面顶端，那么小球通过斜面顶端时的速度方向是水平的，由此可以将该运动视作一个反向的平抛运动。根据平抛运动的运动规律可知任意时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的两倍，由此可知
可得小球初速度方向与水平方向夹角的正切值也为
故A错误；
B.由逆向思维可知，小球竖直方向做自由落体，根据
可得运动时间为
故B正确；
C.小球斜抛水平方向的初速度为，也是小球通过斜面顶端的速度大小，根据动能定理
由此可得
故C正确；
D.可得整个运动过程中重力的平均功率为
故D错误。
故选BC。
14．（2025·陕西渭南·二模）如图所示，半径为R的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹在圆筒中的水平速度为B．子弹在圆筒中的水平速度为
C．圆筒转动的角速度可能为D．圆筒转动的角速度可能为
【答案】AC
【详解】AB．子弹做平抛运动，在竖直方向上
可得子弹在圆筒中运动的时间
水平方向子弹做匀速运动，因此水平速度
A正确，B错误；
CD．因子弹从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则圆筒转过的角度为 （n取1、2、3……）
则角速度为
故角速度可能为，不可能为，C正确，D错误。
故选AC。
15．（2025·江西九江·二模）如图所示，某同学在同一位置先后水平抛出一物体，第一次落在甲点，第二次落在乙点，不计空气阻力，则（ ）
A．抛出时速度关系
B．抛出后加速度关系
C．抛出后位移关系
D．抛出后时间关系
【答案】D
【详解】AD．物体做平抛运动，竖直方向有
由于，可得
水平方向有
由于，则有
故A错误，D正确；
B．抛出后的加速度为重力加速度，则有，故B错误；
C．抛出后的位移大小为
由于，，则无法确定抛出后的位移大小关系，故C错误。
故选D。
16．（2025·广西南宁·二模）如图所示，一倾角为的斜面固定在水平面上，可视为质点的小球以速度由点沿水平方向抛出，经过一段时间落在点，忽略一切阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．小球速度最大时离斜面最远B．小球从点运动到点的时间为
C．小球离斜面的最远距离为D．小球离斜面的最远距离为
【答案】D
【详解】A．小球做平抛运动，做匀加速曲线运动，小球落到斜面上的P点时速度最大，故A错误；
B．小球可以分解为沿斜面方向的匀加速直线运动与垂直于斜面方向的类竖直上抛运动，小球从O点运动到P点的时间
故B错误；
CD．小球离斜面的最远距离
故C错误，D正确。
故选D。
17．（2025·安徽蚌埠·二模）排球比赛时，运动员进行跳发球，排球被水平击出后，刚好擦着球网的上沿落入对方的场地，球通过球网上沿时，速度与水平方向的夹角为，球落地时速度与水平方向的夹角为，球网高为，重力加速度为，不计空气阻力，不计球的大小，则球被运动员击出后的初速度大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】设球被击出后的初速度大小为，则刚过网时球竖直方向的分速度大小为
落地时球沿竖直方向的分速度大小为
在竖直方向，根据运动学公式有
解得
故选B。
18．（2025·福建厦门·二模）如图所示，从A点以v0的水平速度抛出一质量m=2kg的小物块（可视为质点），当小物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC，圆弧轨道BC的圆心角α=37°，C点在O点的正下方，圆弧轨道C端切线水平与水平面平滑连接。C点右侧水平面粗糙，在水平面上固定一个弹簧，弹簧的左端D距C点的水平距离为L=0.4m，小物块离开C点后继续在水平面上向弹簧滑去，将弹簧压缩了x=0.1m后停止滑行。小物块和水平面间的动摩擦因数μ=0.2，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，圆弧半径R=0.75m，cs37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2。求：
(1)小物块水平抛出时，初速度v0的大小；
(2)小物块滑动至C点时的速度；
(3)小物块停止滑行时弹簧具有的弹性势能大小。
【答案】(1)4m/s
(2)
(3)26J
【详解】（1）设小物块做平抛运动的时间为t，则有
设小物块到达B点时竖直分速度为vy，有
由以上两式代入数据解得
由题意，速度方向与水平面的夹角为37°，有
解得
（2）设小物块到达C点时速度为vC，从A至C，由动能定理得
解得
（3）当弹簧压缩到最短时，由能量守恒定律可得
解得
19．（2025·贵州安顺·二模）如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后台均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设斜坡的倾角为，运动员在斜坡上的位移为L，由平抛运动的知识可得，
联立解得
即
又甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的，甲运动员水平飞出时的速度大小为，故运动员乙水平飞出时的速度大小为。
故选D。
20．（2025·福建厦门·二模）福建舰是我国完全自主设计建造的弹射型航空母舰。在始终静止的福建舰上进行的电磁驱动弹射测试中，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，、为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则配重小车1和小车2（ ）
A．落水瞬间速度大小
B．在空中运动过程中速度变化量
C．在空中运动过程中重力的平均功率
D．落水瞬间重力的瞬时功率
【答案】D
【详解】A．配重小车离开甲板后做平抛运动，下落高度相等，根据
可知下落时间相等，竖直方向的分速度为
可知
根据
可知水平初速度大小关系为
落入海平面瞬间的速度为
可得
故A错误；
B．根据速度度变化量公式
因为下落时间相等，所以在空中运动过程中速度变化量
故B错误；
C．因下落高度相等，所以重力做功相等，又下落时间相等，根据
可知在空中运动过程中重力的平均功率相等，故C错误；
D．落水瞬间重力的瞬时功率为
因质量相等，竖直方向的分速度相等，可知落水瞬间重力的瞬时功率相等，故D正确。
故选D。
21．（2025·黑龙江·二模）如图所示，某同学从与墙水平距离为s、离地高为H处水平抛出一弹性小球（可视为质点），小球与竖直墙面发生碰撞后反弹，经过一段时间，小球首次落在水平地面上的落地点距墙面的水平距离为。若小球和墙面碰撞后，水平方向速度减小为原来的一半，竖直方向速度保持不变，碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，则小球与墙壁碰撞位置的离地高度为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】设小球与墙壁碰撞前运动的时间为，碰撞后到落地的时间为，由平抛运动知识可知，
解得
设小球与墙壁碰撞位置的离地高度为h，竖直方向有
解得
故选A。
22．（2025·广东肇庆·二模）跳台滑雪是利用跳台进行的一种跳跃滑雪比赛，是冬奥会正式比赛项目之一。如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道（足够长）上的D点，E是运动轨迹上的一点，在该点运动员的速度方向与CD平行。设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直于CD，不计空气阻力，则关于运动员离开C点后的飞行过程，下列说法正确的是（ ）
A．t1=t2，且CF