2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題1 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和天體的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)集訓(xùn)

2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題1 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和天體的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)集訓(xùn)一、選擇題(17題為單項(xiàng)選擇題，810題為多項(xiàng)選擇題)1(xx·天津理綜·4)未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力為達(dá)到上述目的，下列說法正確的是()A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析：由題意知有mgFm2r，即g2r，因此r越大，越小，且與m無關(guān)，B正確答案：B2.(xx·廈門模擬)某河寬為600 m，河中某點(diǎn)的水流速度v與該點(diǎn)到較近河岸的距離d的關(guān)系圖象如圖所示，現(xiàn)船以靜水中的速度4 m/s渡河，且船渡河的時(shí)間最短，下列說法正確的是()A船在河水中航行的軌跡是一條直線B船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直C渡河最短時(shí)間為240 sD船離開河岸400 m時(shí)的速度大小為5 m/s解析：由于距岸不同位置處水流速度不同，所以其與船在靜水中速度的合速度也不同，船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線，A錯(cuò)；由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知，只有當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間為t s150 s，B對(duì)，C錯(cuò)；由題圖可知，船離開河岸400 m時(shí)，離彼岸200 m，水流速度為2 m/s，由運(yùn)動(dòng)的合成得v2 m/s，D錯(cuò)答案：B3據(jù)報(bào)道，目前我國正在研制“螢火二號(hào)”火星探測(cè)器探測(cè)器升空后，先在近地軌道上以線速度v環(huán)繞地球飛行，再調(diào)整速度進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道，最后再一次調(diào)整速度以線速度v在火星表面附近環(huán)繞飛行若認(rèn)為地球和火星都是質(zhì)量分布均勻的球體，已知火星與地球的半徑之比為12，密度之比為57，設(shè)火星與地球表面重力加速度分別為g和g，下列結(jié)論正確的是()Agg41Bgg107Cvv Dvv 解析：在天體表面附近，重力與萬有引力近似相等，Gmg，MR3，解兩式得：gGR，所以gg514，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；探測(cè)器在天體表面飛行時(shí)，萬有引力充當(dāng)向心力，即：Gm，MR3，解兩式得：v2R ，所以vv ，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C4(xx·海南單科·6)若在某行星和地球上相對(duì)于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們?cè)谒椒较蜻\(yùn)動(dòng)的距離之比為2，已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R.由此可知，該行星的半徑約為()A.RBRC2RDR解析：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即xv0t，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，即hgt2，所以xv0，兩種情況下，拋出的速率相同，高度相同，所以，根據(jù)公式Gmg可得R2故 2，解得R行2R，故C正確答案：C5.如圖所示，將兩個(gè)足夠長(zhǎng)的斜面體分別固定在水平面上，兩斜面的傾角分別為130°、245°，現(xiàn)由兩斜面的頂端以相同的初速度水平向右拋出兩個(gè)小球A、B，經(jīng)過一段時(shí)間兩小球都落在斜面上，假設(shè)兩個(gè)小球落在斜面上后均不反彈則A、B的拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平間距的比值為()A.BC.D解析：兩個(gè)小球均做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)斜面傾角的正切值等于豎直位移與水平位移的比值求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間和水平位移，再求水平位移的比值設(shè)斜面傾角為，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有xv0t，ygt2，tan ，聯(lián)立解得x，所以兩小球的水平位移大小的比值，A正確答案：A6.如圖所示，水平桿固定在豎直桿上，兩者互相垂直，水平桿上O、A兩點(diǎn)連接有兩輕繩，兩繩的另一端都系在質(zhì)量為m的小球上，OAOBAB，現(xiàn)通過轉(zhuǎn)動(dòng)豎直桿，使水平桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，三角形OAB始終在豎直平面內(nèi)，若轉(zhuǎn)動(dòng)過程OB、AB兩繩始終處于拉直狀態(tài)，則下列說法正確的是()AOB繩的拉力范圍為0mgBOB繩的拉力范圍為mgmgCAB繩的拉力范圍為mgmgDAB繩的拉力范圍為0mg解析：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為零時(shí)，OB繩的拉力最小，AB繩的拉力最大，這時(shí)兩者的值相同，設(shè)為FT1，則2FT1cos 30°mg，F(xiàn)T1mg，增大轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，當(dāng)AB繩的拉力剛好等于零時(shí)，OB繩的拉力最大，設(shè)這時(shí)OB繩的拉力為FT2，則FT2cos 30°mg，F(xiàn)T2mg，因此OB繩的拉力范圍為mgmg，AB繩的拉力范圍為0mg，B項(xiàng)正確答案：B7.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，忽略其他星體對(duì)它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力常量為G，下列說法正確的是()A每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為3 B每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)C若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期變?yōu)樵瓉淼?倍D若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度變?yōu)樵瓉淼?倍解析：任意兩星間的萬有引力FG，對(duì)任一星受力分析，如圖所示，由圖中幾何關(guān)系和牛頓第二定律可得：Fmam2，聯(lián)立可得： ，a2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由周期公式可得：T2 ，當(dāng)L和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期T2T，選項(xiàng)C正確；由速度公式可得：v ，當(dāng)L和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度vv，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C8(xx·廣東理綜·20)在星球表面發(fā)射探測(cè)器，當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時(shí)，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21，下列說法正確的有()A探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D探測(cè)器脫離星球的過程中，勢(shì)能逐漸增大解析：由牛頓第二定律得Gm，解得v ，所以v× ，所以探測(cè)器脫離星球的發(fā)射速度與探測(cè)器的質(zhì)量無關(guān)，A錯(cuò)誤；因?yàn)榈厍蚺c火星它們的不同，所以C錯(cuò)誤；探測(cè)器在地球表面受到的引力F1，在火星表面受到的引力為F2，所以F1F252，B正確；探測(cè)器脫離星球的過程中，引力做負(fù)功，引力勢(shì)能逐漸增大，D正確答案：BD9.(xx·天津理綜·8)P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同則()AP1的平均密度比P2的大BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大解析：由題圖可知兩行星半徑相同，則體積相同，由aG可知P1質(zhì)量大于P2，則P1密度大于P2，故A正確；第一宇宙速度v ，所以P1的“第一宇宙速度”大于P2，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星的向心加速度為a，所以s1的向心加速度大于s2，故C正確；由m(Rh)得T ，故s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的小，故D錯(cuò)誤答案：AC10摩擦傳動(dòng)是傳動(dòng)裝置中的一個(gè)重要模型，如圖所示，甲、乙兩個(gè)水平放置的輪盤靠摩擦傳動(dòng)，其中O、O分別為兩輪盤的軸心，已知r甲r乙31，且在正常工作時(shí)兩輪盤不打滑今在兩輪盤上分別放置兩個(gè)同種材料制成的滑塊A、B，兩滑塊與輪盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，兩滑塊到軸心O、O的距離分別為RA、RB，且RA2RB.若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速逐漸增大，則下列敘述正確的是()A滑塊相對(duì)輪盤開始滑動(dòng)前，A、B的角速度大小之比為AB13B滑塊相對(duì)輪盤開始滑動(dòng)前，A、B的向心加速度大小之比為aAaB13C轉(zhuǎn)速增大后最終滑塊A先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)D轉(zhuǎn)速增大后最終滑塊B先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)解析：由題意可知兩輪盤邊緣的線速度大小相等，有甲r甲乙r乙，則甲乙r乙r甲13，所以滑塊相對(duì)輪盤開始滑動(dòng)前，A、B的角速度大小之比為13，A正確；滑塊相對(duì)輪盤開始滑動(dòng)前，根據(jù)a2r得A、B的向心加速度大小之比為aAaB(RA)(RB)29，B錯(cuò)誤；據(jù)題意可得兩滑塊所受的最大靜摩擦力分別為FfAmAg，F(xiàn)fBmBg，最大靜摩擦力之比為FfAFfBmAmB，轉(zhuǎn)動(dòng)中兩滑塊所受的靜摩擦力之比為FfAFfB(mAaA)(mBaB)(2mA)(9mB)，由此可知，當(dāng)輪盤乙的轉(zhuǎn)速緩慢增大時(shí)，滑塊B的靜摩擦力先達(dá)到最大，先開始滑動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確答案：AD二、非選擇題11.滑板運(yùn)動(dòng)員在U形槽中的運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化成一個(gè)物塊在半徑為R的半圓弧槽中的運(yùn)動(dòng)，半圓弧槽始終靜止不動(dòng)，若物塊在半圓弧槽最低點(diǎn)B的速度為v0，物塊的質(zhì)量為m，物塊與半圓弧槽的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：(1)物塊在最低點(diǎn)對(duì)半圓弧槽的壓力；(2)物塊在半圓弧槽最低點(diǎn)的加速度大小；(3)若物塊在C點(diǎn)對(duì)半圓弧槽的壓力大小等于mg，則物塊從C點(diǎn)拋出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間還能回到C點(diǎn)解析：(1)物塊在半圓弧槽底部時(shí)受到重力、槽底對(duì)物塊向上的支持力F和向左的滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律得FNmgm即FNmgm根據(jù)牛頓第三定律，物塊對(duì)槽底的壓力FNFNmgm，方向豎直向下(2)物塊在半圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為a1切向加速度大小為a2因此物塊在半圓弧槽最低點(diǎn)的加速度為a (3)若物塊在C點(diǎn)對(duì)半圓弧槽的壓力大小等于mg，設(shè)物塊在C點(diǎn)的速度為v，則mgmv物塊從C點(diǎn)拋出后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，再回到C點(diǎn)的時(shí)間t2·2 答案：(1)mgm方向豎直向下(2) (3)2 12(xx·衢州模擬)如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的由半圓形ABC(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)和直線CD組成的軌道固定在水平桌面上，已知ABC部分的半徑R1.0 m，CD段長(zhǎng)L1.5 m彈射裝置將一個(gè)質(zhì)量為0.8 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一水平初速度從A點(diǎn)彈入軌道，小球從D點(diǎn)離開軌道隨即水平拋出后恰落入水平面上的小孔P內(nèi)，已知小球剛落進(jìn)小孔P時(shí)，重力的功率為32 W，小球從A運(yùn)動(dòng)到P的整個(gè)過程經(jīng)歷的時(shí)間為1.328 s，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，取值3.14.求：(1)D與P間的水平間距(2)半圓形彎管ABC對(duì)小球作用力的大小解析：(1)設(shè)小球剛落入P孔時(shí)的豎直分速度為vy則由Pmgvy得vy m/s4 m/s設(shè)小球從D到P的時(shí)間為t3，則vygt3得t3 s0.4 s小球從A到C的時(shí)間為t1小球從C到D的時(shí)間為t2且t1t2t31.328 s由以上幾式代入數(shù)據(jù)解得v05 m/s由D到P點(diǎn)的水平距離為xv0t35×0.4 m2 m(2)彎管對(duì)小球作用力的豎直分力Fymg水平分力Fxm故作用力為F21.5 N答案：(1)2 m(2)21.5 N