（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 萬有引力與航天本章綜合能力提升練.docx

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第四章 曲線運動 萬有引力與航天 本章綜合能力提升練 (限時：45分鐘) 一、單項選擇題 1．地球?qū)υ虑蚓哂袕姶蟮娜f有引力，卻不靠在一起，其原因是(　　) A．不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，這兩個力大小相等、方向相反，互相平衡了 B．不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且太陽系里其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力，這些力的合力等于零 C．地球?qū)υ虑虻娜f有引力還不算大 D．萬有引力不斷改變月球的運動方向，使得月球繞地球運行 答案　D 解析　地球?qū)υ虑虻娜f有引力和月球?qū)Φ厍虻娜f有引力是相互作用力，兩個力大小相等、方向相反，作用在兩個物體上，不能平衡，故A錯誤；月球繞地球做勻速圓周運動，合力不等于零，故B錯誤；月球繞地球做勻速圓周運動，萬有引力恰好提供向心力，萬有引力不斷改變月球的運動方向，使得月球繞地球運行，故C錯誤，D正確． 2.如圖1所示，一名92歲的南非婦女從距地面大約2700米的飛機上，與跳傘教練綁在一起跳下，成為南非已知的年齡最大的高空跳傘者．假設(shè)沒有風(fēng)的時候，落到地面所用的時間為t，而實際上在下落過程中受到了水平方向的風(fēng)的影響，則實際下落所用時間(　　) 圖1 A．仍為t B．大于t C．小于t D．無法確定 答案　A 解析　跳傘者在空中的運動可分解為水平方向和豎直方向的運動，人在豎直方向下落的時間為t，雖受到了水平方向的風(fēng)的影響，但不影響豎直方向上的運動，所以實際下落時間不變，故A正確，B、C、D錯誤． 3.一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運動，其俯視圖如圖2所示．當(dāng)物體從M點運動到N點時，其速度方向恰好改變了90，則物體從M點到N點運動過程中，物體的速度將(　　) 圖2 A．不斷增大 B．不斷減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大 答案　D 4.如圖3所示，將小球從空中的A點以速度v0水平向右拋出，不計空氣阻力，小球剛好擦過豎直擋板落在地面上的B點．若使小球仍剛好擦過豎直擋板且落在地面上的B點右側(cè)，下列方法可行的是(　　) 圖3 A．在A點正上方某位置將小球以小于v0的速度水平拋出 B．在A點正下方某位置將小球以大于v0的速度水平拋出 C．在A點將小球以大于v0的速度水平拋出 D．在A點將小球以小于v0的速度水平拋出 答案　B 5.如圖4所示，拱形橋的半徑為40m，質(zhì)量為1.0103kg的汽車行駛到橋頂時的速度為10m/s，假設(shè)重力加速度為10 m/s2，則此時汽車對橋的壓力為(　　) 圖4 A．1.0104N B．7.5103N C．5.0103N D．2.5103N 答案　B 解析　對汽車，由牛頓第二定律得mg－FN＝m，解得FN＝7.5103N，由牛頓第三定律知汽車對橋的壓力也為7.5103N，故B正確． 6．長期以來“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1＝19 600km，公轉(zhuǎn)周期T1＝6.39天.2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2＝48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于(　　) A．15天B．25天C．35天D．45天 答案　B 解析　根據(jù)開普勒第三定律得＝，所以T2＝T1≈24.5天，最接近25天，選項B正確，選項A、C、D錯誤． 7．傾角為θ的斜面，長為l，在頂端水平拋出一個小球，小球剛好落在斜面的底端，如圖5所示，那么小球的初速度v0的大小是(不計空氣阻力)(　　) 圖5 A．cosθ B．cosθ C．sinθ D．sinθ 答案　B 解析　小球的運動為平拋運動，水平方向為勻速直線運動，x＝v0t；豎直方向y＝gt2.由斜面的幾何關(guān)系可得：x＝lcosθ，y＝lsinθ，解得t＝， v0＝＝＝cosθ，B正確． 8．如圖6所示，半徑為R的細(xì)圓管(管徑可忽略)內(nèi)壁光滑，豎直放置，一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的小球(可視為質(zhì)點)可在管內(nèi)自由滑動，測得小球在管頂部時與管壁的作用力大小為mg，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，則(　　) 圖6 A．小球在管頂部時速度大小一定為 B．小球運動到管底部時速度大小可能為 C．小球運動到管底部時對管壁的壓力可能為5mg D．小球運動到管底部時對管壁的壓力一定為7mg 答案　C 解析　小球在管頂部時可能與外壁有作用力，也可能與內(nèi)壁有作用力．如果小球與外壁有作用力，對小球受力分析可知2mg＝m，可得v＝，其由管頂部運動到管底部的過程中由機械能守恒有mv12＝2mgR＋mv2，可得v1＝，小球在管底部時，由牛頓第二定律有FN1－mg＝m，解得FN1＝7mg，由牛頓第三定律知，小球?qū)鼙诘膲毫?mg.如果小球與內(nèi)壁有作用力，對小球受力分析可知，在最高點小球速度為零，其由管頂部運動到管底部過程中由機械能守恒有mv22＝2mgR，解得v2＝2，小球在管底部時，由牛頓第二定律有FN2－mg＝m，解得FN2＝5mg，由牛頓第三定律知，小球?qū)鼙诘膲毫?mg，C對，A、B、D錯． 二、多項選擇題 9．下列說法正確的是(　　) A．速度小的物體運動狀態(tài)容易改變 B．做直線運動的物體運動狀態(tài)可能發(fā)生變化 C．做曲線運動的物體運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化 D．運動物體具有加速度，說明其運動狀態(tài)會發(fā)生變化 答案　BCD 解析　質(zhì)量小的物體慣性小，運動狀態(tài)容易改變，與運動速度無關(guān)，故A錯誤．做勻加速直線運動的物體受到的合力不為零，速度大小時刻改變，即運動狀態(tài)時刻改變，故B正確．曲線運動的特征是速度方向時刻改變，故曲線運動一定是變速運動，運動狀態(tài)一定時刻變化，故C正確．運動物體具有加速度，說明其速度時刻變化，即運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化，故D正確． 10．如圖7所示，x軸在水平地面上，y軸沿豎直方向，圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的，不計空氣阻力，則(　　) 圖7 A．a(chǎn)的運動時間比b的長 B．b和c的運動時間相同 C．a(chǎn)的初速度比b的大 D．b的初速度比c的小 答案　BC 解析　根據(jù)平拋運動的規(guī)律h＝gt2，得t＝，因此平拋運動的時間只由下落高度決定，因為hb＝hc＞ha，所以b與c的運動時間相同，大于a的運動時間，故選項A錯誤，選項B正確；做平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動，因為xa＞xb，而ta＜tb，所以a的初速度比b的大，選項C正確；b的水平位移大于c，而tb＝tc，所以vb＞vc，即b的初速度比c的大，選項D錯誤． 11.如圖8所示，當(dāng)正方形薄板繞著過其中心O與板面垂直的軸轉(zhuǎn)動時，板上A、B兩點的(　　) 圖8 A．角速度之比ωA∶ωB＝1∶1 B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶ C．線速度之比vA∶vB＝∶1 D．線速度之比vA∶vB＝1∶ 答案　AD 12．2016年9月15日，搭載著“天宮二號”空間實驗室的“長征二號F”運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正式點火升空，“天宮二號”順利進入運行圓軌道．某同學(xué)從網(wǎng)上查得“天宮二號”的運行軌道離地面高度為h，地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，由此可得“天宮二號”的(　　) A．運行周期T＝2π B．運行的線速度v＝ C．角速度ω＝ D．向心加速度大小a＝ 答案　BC 解析　“天宮二號”繞地球做圓周運動的向心力由萬有引力提供，由G＝＝mrω2＝mr＝ma，r＝R＋h，在地球表面有G＝mg，故運行周期T＝2π，運行的線速度v＝，角速度ω＝，向心加速度大小a＝，選項B、C正確，選項A、D錯誤． 三、實驗題 13．在“研究平拋運動”的實驗中，小希同學(xué)采用如圖9所示的裝置來獲得平拋運動的軌跡． 圖9 (1)為得到一條軌跡，需多次釋放小球，每次釋放小球的位置______(填“相同”或“任意”)． (2)為了測得小球離開斜槽末端時的速度，該同學(xué)需測量的物理量是________． A．小球的質(zhì)量 B．小球下落的時間 C．斜槽末端距落點間的水平距離和豎直高度 D．斜槽末端距釋放點間的水平距離和豎直高度 答案　(1)相同　(2)C 解析　(1)本實驗要通過多次重復(fù)平拋小球來記錄軌跡，所以每次的軌跡必須相同，因此要求每次將小球從軌道同一位置無初速度釋放；(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律，水平方向x＝v0t，豎直方向h＝gt2，解得小球離開斜槽末端時的速度v0＝x，故需要測量的物理量是斜槽末端距落點間的水平距離x和豎直高度h，選項C正確． 14．某?？萍蓟顒娱_展了關(guān)于平拋運動的研究學(xué)習(xí)． (1)學(xué)習(xí)小組甲為了探究影響平拋運動水平射程的因素，某同學(xué)通過改變拋出點的高度及初速度的方法做了6次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表： 序號 拋出點的高度(m) 水平初速度(m/s) 水平射程(m) 1 0.20 2.0 0.40 2 0.20 3.0 0.60 3 0.20 4.0 0.80 4 0.45 2.0 0.60 5 0.45 4.0 1.20 6 0.80 2.0 0.80 ①若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號為________的三組實驗數(shù)據(jù)進行分析． ②若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號為________的三組實驗數(shù)據(jù)進行分析． (2)學(xué)習(xí)小組乙在探究平拋運動的規(guī)律實驗時，讓小球做平拋運動，用頻閃照相機對準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如圖10所示的照片，已知每個小方格邊長為9.8cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.8m/s2. 圖10 ①若以拍攝的第一點為坐標(biāo)原點，水平向右和豎直向下為正方向，則沒有被拍攝的小球位置坐標(biāo)為________． ②小球平拋的初速度大小為________． 答案　(1)①1、2、3?、?、4、6(2)①(58.8cm,58.8cm)?、?.96m/s 解析　(1)①若探究水平射程和初速度的關(guān)系，應(yīng)保持高度不變，可用表中序號為1、2、3的三組數(shù)據(jù)；②若探究水平射程和高度的關(guān)系，應(yīng)保持初速度不變，可用表中序號為1、4、6的三組實驗數(shù)據(jù)；(2)①根據(jù)平拋運動的特點，水平方向的坐標(biāo)為x＝329.8cm＝58.8cm，豎直方向y＝(1＋2＋3)9.8cm＝58.8cm，故沒有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為(58.8cm,58.8cm)；②由Δh＝gt2，得t＝s＝0.1s，v0＝＝m/s＝1.96 m/s. 四、計算題 15．如圖11所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點C時，對管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點間的距離． 圖11 答案　3R 解析　兩個小球在最高點時，受重力和管壁的作用力，這兩個力的合力提供向心力，離開管后兩球均做平拋運動，A、B兩球落地點間的距離等于它們平拋運動的水平位移之差． 結(jié)合牛頓第三定律可得 對A球3mg＋mg＝m 解得vA＝2 對B球mg－0.75mg＝m 解得vB＝ 由平拋運動規(guī)律可得，小球做平拋運動的時間t＝2 落地時它們的水平位移為 xA＝vAt＝4R xB＝vBt＝R xA－xB＝3R 即A、B兩球落地點間的距離為3R. 16．小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動．當(dāng)球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖12所示．已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g，忽略手的運動半徑和空氣阻力． 圖12 (1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2； (2)求繩能承受的最大拉力； 答案　(1)　　(2)mg 解析　(1)設(shè)繩斷后球飛行時間為t，由平拋運動規(guī)律得 豎直方向d＝gt2 水平方向d＝v1t 解得v1＝ 在豎直方向上有v⊥2＝2g(1－)d，則 v22－v12＝2g(1－)d 解得v2＝ (2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為FT，這也是球受到繩的最大拉力大?。蜃鰣A周運動的半徑為R＝d 對小球在最低點由牛頓第二定律得 FT－mg＝ 解得FT＝mg.